GENVINDING AF METAL FRA SLAGGE HVOR LANGT ER UDVIKLINGEN SET I ET INTERNATIONALT PERSPEKTIV? DORTHE LÆRKE, RAMBØLL BAGGRUND FOKUS PÅ ØGET UDVINDING AF METALLER Stærkt øgede metalpriser => udvinding af metaller er mere attraktivt. 2 veje frem Øget bearbejdning af dagens slagge Tør slaggeudmadning Fokus i Danmark: Øget bearbejdning af våd slagge Fokus i udlandet: Øget anvendelse af slagge Øget bearbejdning af våd slagge Etablering af anlæg med tør slaggeudmadning 1
SLAGGE MÆNGDER OG SAMMENSÆTNING 200-250 kg slagge per tons affald I DK genanvendes alt produceret slagge I mange andre lande (bl.a. NO, SE, I og CH) deponeres slaggen. Sammensætning af slagge: 80-85 % mineraler/aggregater 5-13 % jernholdige metaller 2-5 % ikke-jernholdige metaller 1-5 % uforbrændt fraktion Hovedparten af metaller (udover jern) findes i de mindre størrelsesfraktioner. STATE OF THE ART VÅD SLAGGEUDMADNING Bratkøling af slagge i vandbad Brændende materiale slukkes Tæt luftsluse ind til rist og kedel, forhindrer falsk luft ind og forbrændingsluft Ingen støvgener Vandindhold i slaggen på 18-20 % 2
STATE OF THE ART TØR SLAGGEUDMADNING Ingen vand => fuldstændig tør slagge Køling af slagge med luft Forsøgt på en række anlæg, ofte ombygget til våd pga driftproblemer (støv) og begrænsede ford I drift på 2 schweiziske anlæg KEZO anlægget i Hinwil SATOM anlægget i Monthey KEZO ANLÆGGET I drift siden 2008 Åbent system med rysterende og en serie integrerede procestrin for fraktionering og udvinding af metaller. Fraktionering: < 5 mm fjernes for yderligere fraktionering og behandling Køling af slagge på rysterende Fine partikler retur til ovn sammen med tertiær luft => øget flyveaske, 10-20 vægt-% 3
SATOM ANLÆGGET Tilsvarende almindelig slaggepusher, men uden vandbad. Opdeling i 3 produktstrømme > 4 mm < 4 mm Støv Lukket system, undertryk Sikrer lufttætning og minimerer støvgener Køling med luft Systemet kan fungere både tørt og vådt. Frakobling af tør transportør og vand i pusher. 4
SAMMENLIGNING AF VÅDT OG TØRT SYSTEM Vand er nødvendigt Slaggen bratkøles Støvfri drift Våd Vandbad hindrer falsk luft I at rænge ind i forbrændingsovnen Våd slagge med typisk vandindhold på 18-20 %, metallet begynder at korrodere Tør Ingen vand Risiko for gløder i udmadet slagge Lukkede systemer, hvor støv fjernes ved at genindfyre overskydende luft i ovnen Yderligere luft til forbrændingen, delvist som erstatning for sekundær luft (tertiær luft) Tør slagge Mere rene metaller Svært at udsortere de fine partikler (< 2-5 mm) Højere mængde flyveaske Ingen indikation på øget slid I kedlen som følge af øget mængde flyveaske FORDELE OG ULEMPER Våd slaggeudmadning Fordele Slagge inkl. Gløder og evt. Brændende genstande bliver bratkølet Ulemper Slaggen er våd med et typisk vandindhold på 15-20 % Vandbad forhindrer falsk luft i at trænge ind I forbrænidngsovnen Håndtering af vand og vandforbrug på omkring 30 liter vand per ton affald. Fugtindholdet sikrer støvfri håndtering af slaggen Svært at udsortere de fine partikler I slaggen (< 2-5 mm) 5
FORDELE OG ULEMPER Tør slaggeudmadning Fordele Ingen håndtering eller forbrug af vand Forholdsvis let at udsortere de fine partikler (< 2-5 mm) Ulemper Der skal tages højde for et støvet miljø under drift. Essentielt at tage omfattende forholdsregler mod spredning af støv Risiko for gløder i udmadet slagge Øget mængde flyveaske Fordel eller ulempe?? Behandlingsprocessen er en integreret del at forbrændingsprocessen => meget pladskrævende Nødvendig med efterfølgende tilsætning af vand før deponering eller genanvendelse af slaggen BEHANDLING AF SLAGGE I DAG Hovedformål Produktion af genanvendelige materialer (i DK primært til vejbygningsformål). Udvinding af (værdifulde) metaller, Fe, Al, Cu, messing,.. Meget forskellige metoder til behandling af våd og tør slagge. Våd slagge: Størrelsesfraktionering, typiske ned til < 50 mm Fjernelse af magnetiske og ikke magnetiske metaller Ældning/modning Tør slagge Behandling umiddelbart efter udmadning, integreret del af forbrændingsprocessen. Størrelsesfraktionering < ca. 0,5 mm Udvinding af metaller i de forskellige størrelsesfraktioner 6
SAMMENLIGNING AF BEHANDLING AF VÅD OG TØR SLAGGE Våd Udsortering af magnetiske og ikkemagnetiske metaller har været state of the art i mange år Tør Gode erfaringer med øget metaludvinding i de seneste par år Støvet miljø uner behandling af slaggen Estimerede udsorteringsfraktioner: Magnetisk metal: op til 60 % Ikke-magnetisk metal: op til 40 % Estimerede udsorteringsfraktioner: Magnetisk metal: op til 90 % Ikke-magnetisk metal: op til 80 % Potentiel kemisk reaktion i et senere trin ved tilsætning af vand Genanvendelse af våd slagge er state of the art. Foreløbig ingen erfaring med anvendelse af tør slagge Befugtning af slaggen er nødvendig efter behandling for at reducere støvgener under transport, ældning, genanvendelse eller deponering. BAGGRUND FOR ØGET INTERNATIONAL FOKUS PÅ BEHANDLING AF VÅD SLAGGE Stærkt øgede metalpriser => udvinding af metaller er mere attraktivt Forsøg Schweiz med udvinding af forskellige grundstoffer bl.a. guld og sølv. Op til 0,4 mg/kg guld svarende til 1,3 ton guld/år i CH-slagge Værdi: 325 mill kr ud fra guldpris Primært aktiviteter i Schweiz og Holland Øget fokus på de fine fraktioner Øget fokus på rustfrit stål Øget fokus på ædle (værdifulde) metaller 7
BEHANDLINGSMETODER FOR VÅD SLAGGE 3 BASISLØSNINGER Deponering Evt. delvis fjernelse af magnetisk og ikke-magnetisk jern (> 10 mm) ved magnetseperator, eddy-current seperator. Anvendelse i infrastruktur Mere eller mindre omfattende fjernelse af magnetisk og ikkemagnetisk jern (> 4 mm), evt. rustfrit stål ved magnetseperator, eddy-current seperator. Evt. Yderligere størrelsesfraktionering Ældning Fokus på metaludvinding Våd behandling af slagge Størrelsesfraktionering af små partikler (ned til 0,3 mm) Udnyttelse af fin fraktion som byggemateriale (tilsætning til beton) INTERNATIONALE ERFARINGER MED PROBLEMER VED VÅD SLAGGE Svært at arbejde videre med våd slagge Ældning af slagge: Typisk i uger/måneder Gavnlig effekt på stabilitet og udvaskningsegenskaber Hollandsk test har vist, at ældning i 10 uger reducerede mængden af metallisk aluminium, der kunne udvindes fra slaggen, med mere end 6 kg/ton aske svarende til 25-30 %. Fokus på behandling af våd slagge inden ældning Forsøg med tørring af slagge inden videre behandling. Kompliceret og begrænset effekt 8
HOLLANDSKE ERFARINGER - 1 Videre behandling af slagge ved våd eller tør proces Begge øger metaludvindingen Tør proces meget svarende til AFATEK Våd proces: Kan udvinde metaller ned til størrelsesfraktioner < 0,3 mm Vasker fine partikler og organisk materiale ud => øget anvendelsesmulighed som byggemateriale. HOLLANDSKE ERFARINGER - 2 Behandlet/opgraderet slagge kan anvendes i beton Anvendte størrelsesfraktioner slagge: 0-32 mm Kan erstatte op til 20 vægt-% sand og/eller grus i armeret beton og op til 50 vægt-% i almindelig beton. Økonomisk vurdering: Gå efter mængde ikke efter renhedsgrad af udvundet metal. 9
SLAGGEBEHANDLING ER PLADSKRÆVENDE 10