Rensning af gruve- og drænvand fra Løkken 7 MAJ 2013 RENSNING AF GRUVEVAND

Relaterede dokumenter
Selektiv ionbytning af phosphat

Fjernelse af nikkel i grundvand ved selektiv ionbytning

Selektiv ionbytning kan fjerne nikkel i drikkevand

RENSNING OG GENBRUG AF SPILDEVAND

Petersværft Renseanlæg

Driftberetning. Stege Renseanlæg. Stege renseanlæg Skydebanevej Stege

Rensning for salte. Nikolaj Bjerring Jensen

Blødgøring af drikkevand. Juni 2016 Henrik Juul

Nikkel i drikkevand. Nikkel i drikkevand

Netværksmøde - vandrensning, vandinnovation og vandsamarbejde 25/ Kenneth Johansen khj@liqtech.com

Den foretrukne leverandør hos verdens førende mejerivirksomheder

Lokalenhed Midtjylland (MJL). Bilagsoversigt.

Lokalenhed Storstrøm (STO). Bilagsoversigt.

Lokalenhed Østjylland (OJL). Bilagsoversigt.

Lokalenhed Fyn (FYN). Bilagsoversigt.

Lokalenhed Sjælland (SJL). Bilagsoversigt.

Dobbeltporøs filtrering i Ørestad

Husholdningsapparater m.m. får forlænget levetid. NOTAT. Projekt Blødgøring hos Nordvand - status jan 2016 Bo Lindhardt Nordvands bestyrelse Kopi til

Miljøregnskab HERNINGVÆRKET

Værket er et A/S, der i dag ejes af Forsyning Helsingør og I/S Nordforbrændingen.

Kvaliteten af grund og drikkevand i forhold til sundhed og økonomi

Rensning af Røggaskondensat. 23. November 2017

Fremtidens flyveaske - fra samfyring af kul og biomasse/affald

Fra spildevand... -til til badevand KOMMUNE. Hey! Slå rumpen i sædet, og lær om spildevand og rensningsanlæg. Horsens Kommune TEKNIK OG MILJØ

Oprensning af regnvandsbassiner, søer og vandløb. Håndtering af sediment og afvanding. Jan K. Pedersen, EnviDan A/S

Værket er et A/S, der i dag ejes af Forsyning Helsingør og I/S Nordforbrændingen.

maj 2017 Kemi C 326

10. juni 2016 Kemi C 325

Bilagsrapport 7: Analyse af malingaffald fra husholdninger i Århus Kommune

Betydning af erstatning af DS metoder med EN metoder - Kjeldahl nitrogen

Halosep flyveaske behandling DAKOFA

Lynettefællesskabet I/S MILJØDATA for Renseanlæg Lynetten og Damhusåen

Kemi A. Højere teknisk eksamen

Brønderslev, den 17. marts 2014 Side 1 af 10

BWT For You and Planet Blue.

Blødgøring af drikkevand centralt på vandforsyningerne

Rådgivning ved revision af Bekendtgørelse nr. 637 Sammenstilling af analysekvalitet fra intern kvalitetskontrol

Blødgøring af drikkevand en kort guide til implementering af pille reaktoren på dit vandværk. Januar 2017

ÅRSRAPPORT Affaldsenergianlægget Energiproduktion Genbrug og Energi

Danmarks første centrale sekundavandsanlæg Mariann Brun, Aarhus Vand

Danmarks første centrale sekundavandsanlæg. Mariann Brun, Aarhus Vand

Gødningslære B. Find hjemmesiden: Vælg student login øverst til højre. Skriv koden: WXMITP5PS. og derefter dit navn


Lysimeterudvaskningsforsøg med jord og affald

2 hovedgrupper: energiråstoffer og mineralske råstoffer vand vigtigst

AFFALD FRA MINEDRIFT SAMT EFTERFORSKNING EFTER UDVINDING OG ANDEN BEHANDLING AF MINERALER OG ANDRE RÅSTOFFER

Stofreduktion fra separate regnvandsudledninger. Jes Vollertsen Sektion for Miljøteknologi, Aalborg Universitet

Restprodukter i betonproduktion - muligheder og udfordringer

Præsentation. Oprensning af regnvandsbassiner

Undersøgelse af korrosion, belægninger og vandbehandling i varmeanlæg

Eksamensspørgsmål til kecu eksamen tirsdag d. 3. juni og onsdag d. 4. juni 2014

Definition af base (Brøndsted): En base er et molekyle eller en jon, der kan optage en hydron. En hydron er en H +

Miljøregnskab 2011 ESBJERGVÆRKET

KARA/NOVEREN påbydes hermed at anvende perkolat fra Audebo Deponi til GSA-røggasrensning på ovn 3 og 4.

Affald og genbrug er stadig kerneforretningen i miljøservice

Særbidragsberegning for industrier, der tilleder højt belastet industrispildevand til Fredericia Centralrenseanlæg

CBL sikrer, at oplysninger om den enkelte kunde og resultater m.v. behandles fortroligt.

Der er noget i luften Ny Prisma Fysik og kemi 9 - kapitel 6 Skole: Navn: Klasse:

Driftsforhold og nøgletal for Renseanlæg 1999

Temadag omkring vandbehandling. Søren Klinggaard, FORCE Technology

Stoftilbageholdelse i våde regnvandsbassiner LIFE Treasure projektet

BEATE Benchmarking af affaldssektoren 2012 (data fra 2011) Deponering

-Blæsemidler af glas, keramik og korund- Rossaecker 9 D Sachsenheim / Tyskland Telefon

Hvad siger lovgivningen, hvilke kriterier skal lægges til grund og hvor, hvilke stoffer skal vi se på?

GØDP Tilpasning af restprodukter fra renseanlæg som P-gødning

ESBJERGVÆRKET M I L J Ø R E G N S K A B

Fosforgenvinding fra spildevand - hvor langt er vi?

Spændingsrækken angiver metallers (og hydrogens) villighed til at afgive elektroner.

Grønt regnskab for Forlev Miljøanlæg

Elektronikprodukter og miljøet

reduktion oxidation Reduktion optagelse af elektroner Oxidation afgivelse af elektroner

Allerød Genbrugsplads

Fjordbundens betydning for omsætningen af næringsstoffer

Hvor ren er den rene beton egentlig?

SALGET AF ET SPILDEVANDSANLÆG TIL FLYVESTATION KARUP ÅBNEDE ET EKSPORTVINDUE TIL ENGLAND

RØGGASKONDENSAT MULIGHEDER OG BARRIERER. Kate Wieck-Hansen

Filterjord (IP02) Simon Toft Ingvertsen 28. august Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning

Driftberetning. Præstø Renseanlæg. Præstø renseanlæg Hestehavevej 3A 4720 Præstø

KÆRGÅRD PLANTAGE PILOTFORSØG MED KEMISK OXIDATION

Vejledning om bly i byggematerialer

Grønt regnskab Hvad er et grønt regnskab

RIGHT SOLUTIONS RIGHT PARTNER

Restprodukter ved afbrænding og afgasning

NOTAT. 1. Udvaskningstest på slagger fra dæmningen

Rudersdal Kommunes genbrugspladser Blokken og Containerhaven. (Blokken)

Desinfektion og genbrug af vand i fødevarevirksomheder

Dette dokument er et dokumentationsredskab, og institutionerne påtager sig intet ansvar herfor

Rapport over Fældningsreaktioner

Anitha K. Sharma Postdoc DTU Environment. Medforfattere: (fhv. Udviklingsingeniør på Spildenvandscenter Avedøre og

RISIKOVURDERING. μg l = K 5,2. / l l

Vordingborg Renseanlæg

UDKAST af Bekendtgørelsens område m.v.

VURDERING AF PERKOLATUDSIVNING FRA MELLEM- OPLAG AF TRÆFYRINGSASKE PÅ STEGENAU DEPOTET

Bilagsrapporter Grønt Regnskab Herning Vand A/S

Stofudvaskning fra forurenet jord Laboratorietests og lysimeterforsøg. Ole Hjelmar DHI, Agern Allé 5, DK-2970 Hørsholm

Dobbeltporøs Filtrering

Behandling af organisk affald med Ecogi. Affald som en ressource. Af Bjarne Larsen, KomTek. Ecogi. Miljø med visioner...

ER VEJSALT EN TRUSSEL MOD GRUNDVANDET?

Med forbehold for censors kommentarer. Eksamensspørgsmål Kemi C, 2014, Kec223 (NB).

Environment and Energy

Transkript:

Rensning af gruve- og drænvand fra Løkken 1

Kobber i Raubekken Kobber Gjennomsnitt 2005-2012 Hydraulisk år 2011-2012 Utløp Bjørnlivatn 4,8 tonn 2,7 tonn Raubekken ved kraftverket 18,1 tonn 9,1 tonn Diffuse tilførsler 13,3 tonn 6,4 tonn Vannføring i Raubekken 38 mill. m 3 31,5 mill. m 3 Konsentrasjon i Raubekken* 0,35 mg/l 0,20 mg/l * teoretisk utregnet konsentrasjon, på basis av diffus tilførsel av kobber Bidraget fra de diffuse kildene utgjør ca. 70-75% av Raubekkens totale kobberbelastning. For å kunne overholde KLIFs krav er det derfor nødvendig å samle opp og rense vesentlig mer forurenset vann. 2

Nøytralisering Tabell 5: Antatt vannmengde middel sammensetning til bruk for arbeidet i denne rapport. m 3 /år 620.000 mg/l tonn/år SO 4 3500 2.170 Ca 350 217 Mg 150 93 Al 100 62 Fe 600 372 Cu 40,0 25 Zn 40,0 25 Cd 0,15 0,09 Pb 0,07 0,04 Mn 5,00 3,10 Ni 0,30 0,19 Co 1,70 1,05 Si 35,0 22 3

Valg af kjemikalier De mest relevante kemikalier til nøytralisering af gruvevand er: NaOH, Ca(OH) 2 og MgO, der både nøytraliserer syre og udfælder metalhydroxider H 2 SO 4 + Ca(OH) 2 CaSO 4 + 2H 2 O H 2 SO 4 + Mg(OH) 2 MgSO 4 + 2H 2 O Zn +2 + 2NaOH Zn(OH) 2 + 2Na + Cu +2 + Mg(OH) 2 Cu(OH) 2 + Mg +2 Cu +2 + Ca(OH) 2 Cu(OH) 2 + Ca +2 4

Fellning af metalhydroxid ved nøytralisering Urenset spillvann Nøytralisert spillvann Spillvann etter sedimentasjon 5

Kjemikaliepriser Tabell 6: Sammenligning av de mest alminnelige baser til nøytralisering av AMD Base g/eq Eq-forholdstall Kr/kg Kr pr. keq MgO 20,15 1,00 4,00 80,6 CaO 28,05 1,39 1,74 48,8 Ca(OH) 2 37,05 1,84 2,09 77,4 NaOH 40,0 1,99 7,86 314,4 Det fremgår, at CaO er det billigste kjemikalie. Ca(OH) 2 koster 59% mer, MgO koster 65% mer og natronlut koster 544% for samme basemengde. 6

Slammængder ved neutralisering i Løkken 7

Ionbytning Man vil typisk anvende selektiv ionbytning til AMD. Selektiv ionbytning har været anvendt i over 30 år på flere hundrede anlæg. Allerede i 1995 undersøgte man forskellige ionbytterharpikser. De bedste produkter til selektiv fjernelse af kobber indeholdt iminodiacetic acid eller picolylamin som reaktive grupper. Figur 15: Prinsipp for selektiv ionebytte av kobber med TP207 (iminodiacetic acid) I Serbien blev der etableret et fuldskala forsøgsanlæg med TP207 (iminodiacetic acid) kobbergenvinding (300 tonn/år) i 2006. I Falun blev der i 2008 etableret et anlæg med flere ionbytningsanlæg med TP207 til genvinding af kobber, jern, zink og aluminium. Lanxess har yderligere leveret TP207 til adskillige miner, men kunderne ønsker ikke at give os tekniske oplysninger om disse anlæg. 8

Væske-væske ekstraktion Ved væskeekstraktion er det aktive kemikalie opløst i en organisk fase (F.eks. petroleum), der blandes med den vandige fase, hvorfra metaller eller andre ioner ekstraheres til den organiske fase. Ionerne i den organiske fase kan herefter overføres til en koncentreret vandig opløsning, hvor de kan adskilles og oparbejdes. I 70'erne undersøgte man muligheden for at rense AMD med nogle nyudviklede produkter af LIX-typen, som man var begyndt at anvende til udvinding af metaller. Det lykkedes aldrig at få udviklet en praktisk anvendelig proces til AMD. I 2008 udviklede man på Battelle Instituttet i USA en hel ny væskeekstraktionsproces, VEP-processen. Med VEP kan man ekstrahere både metaller og sulfat. Den er prøvet i pilot plant på AMD fra en kulmine, som hovedsagelig indeholdt jern, aluminium og svovlsyre, og her kunne man fjerne både jern og det meste sulfat fra vandet og oparbejde kaliumsulfat og jernsulfat. VEP-processen er også afprøvet på AMD fra Folldal med succes. Det lykkedes at ekstrahere alle metaller og det meste sulfat, og der er gode forslag til fuldstændig optimering af processen. Winner Global, der ejer processen, har dog ikke endnu kunnet give en opskrift på, hvordan man vil adskille og oparbejde metallerne. 9

Membranteknologi De aktuelle membranprocesser er: Omvendt osmose (RO), < 0,002 µm Nanofiltrering (NF), < 0,002 µm Ultrafiltrering (UF), 0,02-0,2 µm Mikrofiltrering (MF), 0,02-4 µm Med RO kan man i princippet fjerne alle stoffer i vand. Ved processen opstår både rent vand og forurenet koncentrat. Opkoncentreringsgraden afhænger af vandets saltindhold. Udfældning af gips er nok den største forhindring for at anvende RO til AMD. RO er en opkoncentreringsproces, og det kan næppe betale sig at anvende RO direkte på AMD, med mindre der er stort behov for rent drikkevand i området. Man kan måske med fordel anvende membranprocesser ved oparbejdning af halvkoncentrerede vandige opløsninger med metalsalte. 10

Oparbejdning af metaller Metoderne kan ikke anvendes efter en blandet kemisk fældning De aktuelle metoder er: Cementering af kobber på jernspåner (kan bruges til Cu + Fe) Udreduktion af kobber med natriumdithionit (kan bruges til Cu + Fe) Udkrystallisering af jernsulfat (kræver en ren jernsulfatopløsning) Udkrystallisering af kobbersulfat (kræver en ren kobberopløsning) Elektrolytisk udskillelse af kobber (kræver en ren kobberopløsning) Elektrolytisk udskillelse af zink (kræver en ren zinkopløsning) Oparbejdning af ZnS og CuS på et metalværk (forudsætter sulfidfældning) Fremstilling af metaloxider til pigmenter, ZnO, Cu 2 O og Fe 2 O 3 11

Bortskaffelse og deponering af restprodukter HDS-slam kan ifølge canadiske undersøgelser formentlig deponeres i gruven. Det er dog lidt usikkert, om slammet kan opløses, når det kommer i berøring med pyrit Metalhydroxidslam kan deponeres på kontrolleret losseplads og måske også i Fagerlivatn evt. med capping. Danske erfaringer hos Kommunekemi viser, at der kun er lille udvaskning af tungmetaller ved ph = 7-8. Metalhydroxidslam kan også afleveres til godkendt affaldsmodtager (Langøya). Prisen er dog relativ høj bl.a. på grund af transporten. Når deponeringsomkostningerne er store kan det måske betale sig at reducere slammængden, og det kan måske gøre det rentabelt at oparbejde og genvinde metaller og salte. 12

Valg af rensemetode Der er mange faktorer, der spiller ind ved valg af rensemetode for AMD: Udgifter (både investering og drift) ved neutralisering af AMD Udgifter for bortskaffelse af affald Muligheder for udvinding og oparbejdning af metaller og salte Kan det bedre betale sig at lave forebyggende foranstaltninger (capping mv) Hvad mener interessenterne Hvem skal betale for en løsning Hvordan laves den bedste miljøløsning Kan vi overhovedet opfylde udledningskrav for Raubekken til Kraftstationen Skal man vælge den sikre eller den "smarte" løsning 13

Metode 1: Nøytralisering med NaOH Neutralisering af kalk er fravalgt, da det giver store driftsproblemer NaOH er valgt i første omgang, da det er almindelig anvendt til neutralisering af industrispildevand MgO kan formentlig med fordel anvendes, da det giver en meget stor besparelse i forhold til NaOH Antagelse at Gammel Sjakt bruges som buffer ved høj vandbelastning, og det yderligere findes en mindre buffertank til udjævning af flowet. Der iltes i 2 trin med brintperoxid samtidig med NaOH-dosering Efter flokkulering separeres metalhydroxidslam fra i en lamelseparator Efter tykning af slammet, afvandes det i en filterpresses. I første omgang har vi kalkuleret priser på bortskaffelse af filterkager til Langøya. Renset vand fra lamelseparatoren filtreres i tryksandfilter Der er mulighed for efterrensning af filtreret vand i en selektiv ionbytter. Denne mulighed er dog ikke indkalkuleret i første omgang 14

Investering i metode 1: Tabell 21: Investeringsoverslag for nøytraliseringsanlegg med NaOH Post Pris i kr. Utstyr 7.180.000 Montasje og material, 20% 1.436.000 Saldo 2 8.616.000 Prosjektering og tilsyn, 20% 1.723.200 Utforutsette utgifter, 15% 1.292.400 Investering, total 11.631.600 Nøytraliseringsanlegget krever ca. 500 m² + 50 m² til driftspersonalet. Investeringen er anslået til ca. 8 mio. kr 15

Driftsudgifter for metode 1: Tabell 22: Estimerte driftsutgifter for et nøytraliseringsanlegg med NaOH Post Enheter/år Kr./enhet Kr. total Natronlut, 50%, tonn 4.260 3.930 16.741.800 Hydrogenperoksid, 50%, tonn 225 9.680 2.178.000 Polymer konsentrat, kg 12.400 20 248.000 Elektrisitet, kwh 300.000 0,50 150.000 Vann, m 3 500 5 2.500 Pasning, timer 5.000 300 1.500.000 Vedlikeholdelse, 2,5% av utstyr 179.500 Total 20.999.800 Utgifter til bortskaffelse av filterkaker ikke er medtatt Hvis slammet skal kjøres til deponering på Langøya anslås omkostningene hertil å være på 320+900 kr./tonn tilsvarende i alt 3,97 mio. kr. Driftsutgiftene på ca. 21,0 mio. kr./år kan reduseres med ca. 12,5 mio. kr./år, hvis man anvender MgO i stedet for NaOH til nøytralisering 16

Metode 2: Først oxideres med brintperoxid for at ilte Fe +2 til Fe +3 Dernæst fjernes jern og kobber ved selektiv ionbytning med TP207 Kobber oparbejdes til metallisk kobber fra eluatet ved cementering Jern oparbejdes fra eluatet som jernsulfat Det forrensede AMD neutraliseres nu efter metode 1 Ved oparbejdning af kobber og jern reduceres slammængden med ca. 72% i forhold til metode 1 17

Investering i metode 2: Tabell 28: Investeringsoverslag for ionebytte + nøytralisering. Post Pris i kr. Utstyr 17.282.000 Montasje og material, 20% 3.456.400 Saldo 2 20.738.400 Rådgivning og tilsyn, 15% 3.110.760 Utforutsette utgifter, 15% 3.110.760 Investering, total 26.959.920 Metode 2 har flere komponenter end metode 1 og kræver derfor mer plads. Derfor er pladsbehovet estimeret til ca. 750 m² +50 m² til driftspersonalet. Investeringen er anslået til 9 mio. kr 18

Driftsudgifter for metode 2: Tabell 29: Estimerte driftsutgifter for en ionebytte + nøytralisering Post Enheter/år kr./enhet kr. total Natronlut, 50%, tonn 4.260 3.930 16.741.800 Hydrogenperoksid, 50%, tonn 225 9.680 2.178.000 Svovelsyre, 96%, tonn 1810 2400 4.344.000 Jernstøv, tonn? Polymer konsentrat, kg 12.400 20 248.000 Elektrisitet, kwh 1.200.000 0,50 600.000 Vann, m 3 500 5 2.500 Pasning, timer 7.000 300 2.100.000 Vedlikeholdelse, 2,5% av utstyr 432.050 Total 26.646.350 Utgifter til bortskaffelse av filterkaker ikke er medtatt. Hvis slammet skal kjøres til deponering på Langøya anslås omkostningene hertil å være på 320+900 kr./tonn tilsvarende i alt 915.000 kr. Der vil sannsynligvis kunne spares 12,5 mio kr. pr. år ved anvendelse av MgO i stedet for NaOH, og det vil sannsynligvis kunne spares minst 1 mio. kr. pr. år til hydrogenperoksid ved å finne en billigere leverandør. Verdien av kobber er estimeret til 1 mio. kr, mens værdien af jernsulfat er estimeret til 900.000 kr 19