Μελέτη σκοπιμότητας και βιωσιμότητας εργοστασίου αξιοποίησης της ερυθράς ιλύος

Abstract

The feasibility of this investment is studied and judged through a thorough examination and estimation of all the critical parameters which are taken into account.The motivation of this research was a patent which proposes a simple purely chemical method that allows the total recovery of all the contained in red mud oxides with high degree of purity, as well as its partial transformation into high value added products.Red mud is the solid byproduct of the Bayer method employed in aluminum industries when bauxite is treated in order to produce aluminum.Since about half of the initial bauxite is used to produce aluminum, the other half gives large amounts of red mud per year. So the disposal of such large quantities remains significant problem for aluminum industry, all over the world.In most cases this issue has been addressed by discharging it in vast areas of land or in open sea. Environmental issues of great importance are caused because of red mud’s high alkalinity, and its radioactivity.Now red mud is partially dehydrated and is discharged on the soil as wet dust. Various and many expedients have been proposed regarding the handling of red mud but none of them has not been industrially realized because of a diversity of problems and disadvantages they presented.The patent, that was the background for the present dissertation, exploits this specific material without leaving any waste, eliminates the problem of radioactivity, is an achievable economic method transforming red mud in products of significant commercial value while is recycling the major proportion of reagent used, and energy gaining at certain stages of the procedure, without needing any special mechanological equipment.For the feasibility study all the costs were calculated (building, working, operational etc.) as well as the revenues from the sales of the products that yield from the proposed method. The investment was supposed that is funded by a bank loan.Διδακτορική Διατριβή[vii]The feasibility of the investment was calculated and estimated in a period of time of 16 years. In order to decide for the feasibility of an industrial plant exploding 32tn per day all the indicators assessments were examined, as well as a sensitivity analysis and risk management were investigated.The afore mentioned calculations were carried out with all the critical, international accepted and contemporary tools for a business plan ie probability distribution PERT and a Monte Carlo simulation program which led to cumulatively diagrams.All the above were calculated for three different scenarios of sales price of ferrite.All the tested methods yielded that an investment for this case study is certainly feasible except that one of minimum accepted limits that gave a probability of 8% that the investment is not feasible.

Το αντικείμενο της παρούσας διατριβής είναι η μελέτη περίπτωσης (case study) μιας βιομηχανικής εγκατάστασης που αξιοποιεί 32 τόνους ερυθράς ιλύος ημερησίως. Πιο συγκεκριμένα μελετάται η βιωσιμότητα αυτής της επένδυσης, με πλήρη έλεγχο των κρίσιμων οικονομικών παραμέτρων.Κίνητρο για την έρευνα αυτή, αποτέλεσε μία πατέντα που με μια απλή χημική διεργασία χαμηλού κόστους, επεξεργάζεται την ερυθρά ιλύ, επιτρέπει την πλήρη ανάκτηση σε καθαρή μορφή των οξειδίων που περιέχονται στην ερυθρά ιλύ καθώς και την μετασχηματισμό τους σε προϊόντα υψηλής προστιθέμενης αξίας.Η ερυθρά ιλύς είναι το παραπροϊόν επεξεργασίας του βωξίτη με τη μέθοδο Bayer, προκειμένου να παραχθεί πρωτογενές αλουμίνιο. Από τη μέθοδο Bayer προκύπτουν περίπου ίσες ποσότητες ερυθράς ιλύος και αργιλικού νατρίου. Έτσι οι ποσότητες που προκύπτουν ετησίως, είναι τεράστιες σε παγκόσμια κλίμακα και δημιουργούν τεράστια προβλήματα διαχείρισής της. Μέχρι τώρα η ερυθρά ιλύς, στη μορφή που παράγεται αποτίθεται στη θάλασσα ή στην ξηρά σε φράγματα. Τα περιβαλλοντικά προβλήματα που δημιουργούνται, λόγω της υψηλής αλκαλικότητας της ερυθράς ιλύος και της ραδιενέργειάς της, είναι πολύ σοβαρά.Σήμερα έχει απαγορευθεί η απόρριψή της ερυθράς ιλύος στη θάλασσα και έχει υιοθετηθεί η ξήρανσή της με φιλτρόπρεσσες και η απόθεσή της σε χερσαίες εκτάσεις με μορφή σκόνης.Μέχρι σήμερα έχουν γίνει πολλές προσπάθειες αξιοποίησης της ερυθράς ιλύος αλλά καμία από αυτές δεν βρήκε βιομηχανική εφαρμογή λόγω διάφορων μειονεκτημάτων που παρουσίαζαν.Η πατέντα, στην οποία βασίζεται η παρούσα διατριβή αξιοποιεί την ερυθρά ιλύ χωρίς να αφήνει απόβλητα, αίρει το πρόβλημα της ραδιενέργειας, είναι οικονομική και απλή όσον αφορά τη χημική διεργασία, ανακυκλώνει σε σημαντικό ποσοστό τα χημικά αντιδραστήρια, σε ορισμένα στάδια της παράγεται θερμική ενέργεια και τέλος δίνει προϊόντα υψηλής προστιθέμενης αξίας (φερρίτης, TiO2).Με βάση τα δεδομένα της πατέντας, έγινε υπολογισμός του κόστους για την ανέγερση, τον εξοπλισμό του εργοστασίου και την λειτουργία του εργοστασίου. Υπολογίστηκαν τα έσοδα από την πώληση των παραγόμενων προϊόντων και κυρίως του φερρίτη καθώς και τα οφέλη από την παραγόμενη θερμική ενέργεια. Μελετήθηκε η χρηματοδότηση της επένδυσης με τραπεζικό δανεισμό. Η βιωσιμότητα τηςΔιδακτορική Διατριβή[v]επένδυσης διερευνήθηκε σε βάθος 16 ετών. Προκειμένου να χαρακτηριστεί βιώσιμη και επωφελής η επένδυση, αναζητήθηκαν οι δείκτες αξιολόγησης Καθαρής Παρούσας Αξίας και Εσωτερικού Συντελεστή Απόδοσης για διαφορετικά επενδυτικά σενάρια, έγινε ανάλυση ευαισθησίας (sensitivity analysis) και διαχείριση κινδύνων (risk management). Για τους προηγούμενους υπολογισμούς χρησιμοποιήθηκαν τα δόκιμα και σύγχρονα εργαλεία μιας οικονομοτεχνικής μελέτης, όπως οι κατανομές πιθανότητας PERT και προσομοίωση Monte Carlo, που οδήγησαν στα σωρευτικά διαγράμματα πιθανοτήτων των δεικτών αξιολόγησης.Όλα τα παραπάνω μελετήθηκαν για τρία διαφορετικά σενάρια τιμής πώλησης του φερρίτη.Η επένδυση κρίνεται χρηματοοικονομικά βιώσιμη, σύμφωνα με όλα τα κριτήρια και τις προϋποθέσεις και μόνο ένα κριτήριο, αυτό του ελάχιστου αποδεκτού ορίου για τα έσοδα διεργασίας και των χημικών αντιδραστηρίων, έδωσε πιθανότητα 8% η επένδυση να μην είναι βιώσιμη.