Genvinding af resourcer i slagge fra

Transkript

1 Genvinding af resourcer i slagge fra forbrænding af affald - udviklingsprojekt april 2011 Claus Pade, Teknologisk Institut (Jens Kallesøe & Søren Dyhr-Jensen, AFATEK) 1 Projektets partnerkreds Sponsorende deltagere: AFATEK (Vestforfrænding, Nordforbrænding, KaraNoveren, AffaldPlus, Refa) Amagerforbrænding Øvrige deltagere: Teknologisk Institut Danmarks Tekniske Universitet IBF Producenter af sorteringsteknologi Interessenter: Miljøstyrelsen Dansk Byggeri 1

2 Produktionsteder og oplagspladser Total produktion i DK: ca tons/år Lagerpladser Forbrænding 3 3 Hvad består bundasken af? Røde kuglepenne Mineraler Metaller Uforbrændt organisk 2

3 Kornkurve 2 % Grainsize distribution curve for BA 100% 90% 80% 70% 19 % 17 % Der er lige meget metal i alle fraktioner! Distribution 60% 50% 40% 26 % 30% 20% 37 % 10% 0% 0,01 0, Grainsize, [mm] Potentiale for yderligere metalindvinding = renere mineralfraktion! Kornkurve 2 % Grainsize distribution curve for BA 100% 90% 80% 70% 19 % 17 % Der er lige meget metal i alle fraktioner! Distribution 60% 50% 40% 26 % Bundaske 30% 20% 10% 37 % Beton 0% 0,01 0, Grainsize, [mm] Potentiale for yderligere metalindvinding = renere mineralfraktion! 3

4 Nuværende anvendelse Motorveje Landbrugsbygninger Diverse bærelag Mindre veje Pladser Havneanlæg Fremtidig anvendelse det nye projekt Affald Forbrænding Oparbejdning Genvundne materialer Anvendelse Sigtning Knusning Magnet ISS Eddy current Scrap-jern Ikke-jern metaller Mineraler Glas Andet Metal industri Beton fremstilling Asfalt industri Glas industri, andet 4

5 Projektindhold - arbejdspakker WP1 Projektledelse (AFATEK) WP2 Genvinding af metaller (AFATEK) WP3 Genvinding af mineraler (AFATEK) WP4 Anvendelse af mineraler til betonfremstilling (Teknologisk Institut) WP5 Miljøaspekter, bl.a. LCA og udvaskning (DTU) WP2 og WP3 Genvinding af metaller og mineraler Topmoderne anlæg bygges! Magnet Eddy current Større grad af genvinding af metaller Renere mineral fraktioner ISS 5

6 WP4 Anvendelse af mineraler til betonfremstilling Task 1 Indledende screening og valg af mest oplagte anvendelse(r) af bundaske i beton Task 2 Karakterisering af bundaske Task 3 Dokumentation af bundaskebeton Task 4 Fuldskala implementering og demonstration af produktion af bundaskebeton Task 5 Økonomi og markedsanalyse Task 6 Guidelines/Håndbog (videnspredning) Udvalgte anvendelser af bundaske Match bundaskens egenskaber med anvendelsen/produktet Der tages hensyn til: Barrierer/forhindringer tekniske såvel ikke-tekniske Stabiliserede bærelag? Færdigblandet beton? Lette produkter? Letvægtselementer? Valg af anvendelse/produkt og industripartner 6

7 Karakterisering af bundasken Kemiske egenskaber - Tungmetaller - Alkalier - Sulfater - Frit kalk 3 størrelsesfraktioner, - Etc. 6 prøver af hver Fysiske egenskaber - Partikelstørrelsesfordeling - Densitet - Styrke - Porøsitet - Etc. Beton egenskaber - Afbindingstid - Frostbestandighed - Ekspansive reaktioner? (ASR, frit kalk and magnesium, etc.) Bestem variationer i egenskaber Sammenlign egenskaber med eksisterende produkter Dokumentation of bundaske i beton Plastisk beton (C25 og C35) - Friske betonegenskaber - sætmål - densitet og luftindhold - afbindingstid - bleeding - Hærdenede betonegenskaber - styrkeudvikling - holdbarhedsparametre Jordfugtig beton (belægningssten) - Friske betonegenskaber - kompaktionssimuleringer - Hærdenede betonegenskaber - styrkeudvikling - holdbarhedsparametre Udvaskning - TI støber prøvemner som bruges udvaskningsforsøg i WP5 Teste indflydelsen af variationer i bundaskens egenskaber Sammenlign opnåede egenskaber med konventionel beton 7

8 Fuld-skala implementering og demonstration af produktion af bundaskebeton Lab-skala test proof of concept Dvs. dokumentation i henhold til relevante standarder Fuld-skala test implementering i produktion f.eks. forprøvning og initial type testing Økonomi- og markedsanalyse Risikoanalyse salg af bundaske til nye segmenter - Den økonomiske udvikling i betonindustrien og andre relevante industrier følger muligvis nogle cykliske mønstre som vil blive forsøgt afdækket. Desuden vil størrelsen og kompleksiteten af de nye segmenterne blive beskrevet. Risikoen i forbindelse forbundet med at forsøge at sælge til nye segmenter vil blive vurderet i forhold til risici på det eksisterende marked (vejbygning). Prisfølsomhed - Prisfølsomheden inden for afsætning til nye segmenter vil blive beskrevet relativt til konkurrende produkter og det eksisterende marked (vejbygning). 8

9 Guideline/Håndbog Håndbogen vil vejlede i hvordan man tager bundaske i anvendelse i forbindelse med betonfremstilling, bl.a. ved brug af eksempler fra WP 4. Miljømæssige aspekter af brugen af bundaske Udvaskning CO 2 -regnskab 400 LCA Microgram/liter Limits: - Drinking water: 20 µg/ltr - Waste and soil for use in construction work: Categori 1: 10 µg/ltr Categori 2: 10 µg/ltr Categori 3: 500 µg/ltr Transport Uptake during secondary life Demolition Uptake during service life Use an maintenence Construction Production of concrete Calcination Production of cement Portland cement Portland cement - C PC+FA+MS PC+FA+MS - C PC+FA PC+FA - C PC+Bio ash PC+Bio ash - C Cement + slamaske - aggressiv Cement + slamaske - aggressiv - C Green bridge CO 2 uptake (kg CO 2 per unit) 9

10 Afrunding Regulering/lovgivning Folkeopinion, mv. Markedet for Bundaske Værdi af genvundne resourcer Bundaske repræsenterer en væsentlig andel af samfundets affald Der er også meget metal i de fine fraktioner i bundasken Teknologi Stigende behov for metaller, (mineraler) Hurtigt udvikling af bedre sorteringsteknologier Bedre udskilning af metaller = renere mineral fraktion = bedre anvendelsesmuligheder i f.eks. beton Det er spild af resourcer at anvende bundasken til vejfyld 10