2.2.b) Gewinnung vo.n Wertstoffen aus dem Rückbau von Altdeponien und Hüttenhalden sowie

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1 I nformationspapier,,l n novative Tech nologien fü r Ressou rceneffizienz" Seite b) Gewinnung vo.n Wertstoffen aus dem Rückbau von Altdeponien und Hüttenhalden sowie au s Ve rb re n n u ngsrü ckständen F &E-Aspekt,,Ablagerung 5' : Abfallströme thermischer Prozesse Rückgewinnung strategrscher Metalle und lndustriemineralien aus Abfallströmen thermischer Prozesse (2. B. Verbrennungsschlacken) Beschreibung Metallurgische Schlacken und Verbrennungsreste werden bereits jetzt zum Großteil verwertet. Die Wiedernutzung erfolgt aber oftmals nur als Bau- oder Füllstoff, wobei der Gehalt an bestimmten Elementen allenfalls toleriert wird, ohne gezielt Wertstoffe zurück zu gewinnen. Normalerweise erfolgt vor der Verwertung von Verbrennungsaschen auch eine Abtrennung von unverbrannten Grobteilen und Fe-Metallschrott. Eine Rückgewinnung von NE-Metallen, wobei Kupfer und Aluminium den bedeutendsten Anteil stellen, fand zumindest früher noch nicht flächendeckend statt. Dies galt insbesondere, wenn die Rückstände ohnehin deponiert wurden und von daher geringere Anforderungen an stoffliche und mechanische Eigenschaften als beispielsweise bei baustofflicher Verwertung gestellt wurden. Vor dem Hintergrund aufiruändiger Gewinnungsverfahren aus immer knapper werdenden natürlichen Rohstoffen ist eine effiziente Ausnutzung dieser Sekundärrohstoffpotenziale einschließlich der früher abgelagerten Mengen dringend geboten. Jedoch liegen die NE-Metalle oft in oxydischer oder fein verteilter Form in der mineralischen Matrix vor, weshalb die Ausbringungsraten mit einfachen mechanischen Trennverfahren begrenzt sind. Die stärker mit Schadstoffen belasteten Filterstäube werden in Deutschland hauptsächlich im so genannten Bergversatz entsorgt. Wertvolle Inhaltsstoffe, z.b. seltene Metalle, werden durch diese Venruertungspraxis kaum wiederbringlich eingelagert und stehen somit nur unter hohem technischem Aufinand für ein Recycling zur Verfügung. Ansätze Die Rückgewinnung,,gediegener" Metalle (also in Reinform) aus Aschen und Schlacken über marktverfügbare Trennverfahren gilt als Stand der Technik, birgt aber insbesondere bei NE- Metallen noch Verbesserungspotenzial. Verfahren zur Trockenentaschung in Müllverbrennungsanlagen lassen höhere Ausbringungsgrade erwarten, da die Metalle nicht wie bei der üblichen Nassentaschung mit dem Wasser reagieren können und weniger mit mineralischen Bestandteilen verbacken (Martin 20Og). Ein unter der Bezeichnung RoTAC@ in der Markteinführung befindlicher Rotationsstromzerkleinerer bewirkt über besondere mechanische Krafteinwirkungen ebenfalls eine verbesserte Trennung zwischen metallischen und mineralischen Komponenten und erlaubt die Separation von NE-Metallpartikeln mit deutlich kleineren Massen als nach dem bisherigen Stand der Technik (GET 2010). Restmetallanteile in Schlacken aus der Metallerzeugung, die in Form von metallischen Einschlüssen vorliegen, können dem Stoffkreislauf ebenfalls wieder zugeführt werden. So lassen sich durch Handklauben, diverse Zerkleinerungs- und Klassierungsverfahren, Schwach- und Starkmagnetscheider sowie über Trocken- und Nassaufbereitung (hier vor

2 I nformationspapier,, I n novative Technologien fü r Ressou rceneffi zienz" Seite 73 allem bei Feinfraktionen) mehr als 90 % des Metallanteils aussortieren (Weitkämper und Wotruba 2008). Für oxidierte Metalle bieten sich schmelzmetallurgische Reduktionsverfahren an. Aus Schlacken der Edelstahlezeugung wurden über die Schmelzebehandlung im Lichtbogenofen mehr als 97 % des in der Schlacke enthaltenen Chroms wieder gewonnen (Adamczyk 2008). Dieser Prozess beruht auf dem RedMelt-Verfahren, das zur Behandlung von MVA-Rückständen entwickelt wurde, und könnte demzufolge ebenfalls für die Wertstoffrückgewinnung aus Verbrennungsrückständen herangezogen werden (Faulstich et al. 1992). Mit dem so genannten Eisenbadreaktor wurde ein Reduktionsverfahren entwickelt und erprobt, das sich durch eine besonders effiziente Energieausnutzung auszeichnet und sich neben der Gewinnung wertvoller Metalle auch zur Rückgewinnung von Phosphor eignet (Mocker und Faulstich 2005).

3 Voraussetzung STADTREINIGUNG HAMBURG SRH beabsichtigt in Zusammenarbeit mit TARTECH und WZV im Rahmen eines F&E-Vorhabens die Möglichkeiten einer weitergehenden Schlackebehandlung (folgend auch TARTECH-Anlage) zu u ntersuchen Projektziel ist die Untersuchung der Wechselwirkung zwischen Maßnahmen der Schlackebehandlung und der Wiederfindungsrate von strategischen Metallen in Schlacken Das Projekt ist Bestandteil des r" - Strategische Metalle - Verbundvorhaben: ATR- Aufschluss, Trennung und Rückgewinnung von ressourcenrelevanten Metallen aus Rückständen thermischer Prozesse mit innovativen Verfahren lm Rahmen des Projektes ist die temporäre Errichtung einer Behandlungsanlage für Schlacken auf der Deponie Damsdorf beabsichtigt Das vorgesehene Projekt dient dem Klima- und Ressourcensch utz

4 Vertahren e BURG ETADTREINIGUIIIG HAM Der Behandlung der Schlacken erfolgt auf der Grundlage des TARTEC H-Ve rfah rens Dabei werden aus Schlacke in verschiedenen Behandlungsschritten strategische Metalle und ggf. auch seltene Erden separiert Wesentlicher Verfahrensschritt ist, neben Vo rzerkleineru ng, Klassierung, Metallabscheidung und Trocknung von Teilströmen der Einsatz einer Hochgeschwindigkeitsprallmühle, die Wertstoffe und Schlacke voneinander trennt Auf der Grundlage von Vorversuchen erscheint es möglich, die Wiederverwertungsquote von Metallen von derzeit ca. 30 % auf über B0 % zu steigern. lm Fokus stehen dabei insbesondere strategische Metalle wie Kupfer und Aluminium sowie seltene Erden

5 Beispielhafte Ergebnisse e STADTREINIGUNG HAMBURG EFI I FII N ilü E I ITIT-r;t=fiT=fi TYFIIIG ll ll ireri =ll weiter gehenden Sclrlackearrfbereitr.rng -'.*-- "*. Aufsclrluss konventionell Größe Anteil ca. 1OO 9o Aluntiniurn lvlesslng Kupfer VA - Melall 94 o/o 7A s/o 3(t o/o 22 olo 15 Alunriniurn Ir4esslng Kupfer VA - Metall Aluminrunr Messinq Kupfer VA - ttletall Aluminiunt [,lessing Kupfer VA - l\'letall Alurninium (selten) Messing Kupfer (selten) VA - tvletall o/o Gofd Gold (19,3/1.0il'C/2.856'C 12,5-3) Silber Sllber (10,5 / 062'C / 2.162"C i 2,5-3) Trntal (16,7 r 3017'C/5.458"C/ 6,5) Neodym (7,0.t 1-024"C / 3.100"C: r 2-3) Rhodlurn (12,t 1.964'c ; 3.965'c / 6,0) Palf adium (12,0 I 1.555'C / 2.963'C I 4,15)

6 Beispiel hafte Ergebn isse STADTREIilIGUNG HAMBURG Cu - Gehalt Grenzwert LAGA M 20 keine Aufbereitung TAR Aufbereitung Entgiftung der Schlacken, in dem das Leitmetall Kupfer (Cu) entzogen wird.3) 1) z) 3) Richtlinie 2008r'98 EG des Europäischen Parlaments:,,Vorrang hat die VeMertungsoption, die den Schulz von Mensch und Umwelt am besten gewährleistet." Nach Deponie Verordnung (DepV) und (LAGA) Länder Arbeitsgemeinschaft Abfall entspricht LAGA M 20 Einsalz als Baustofi unler delinierten Bedingungen. Schadstofie binden sich chemisch bevozugt am Kupfer. ( Faulstich l993, Kalbe 2008 )

7 . Mengen und Stoffströme (Planmengen) STADTREINIGUNG HAMBURG ' unvorbehandelte Schlacke

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9 Auslegungskenndaten TARTEGH-Anlage e STADTREINIGUNG HAMBURG Wesentl iche Aus leg u ngsken ndaten der TARTEC H-An lage Spezifischer Du rchsatz: Täglicher Durchsatz: Betriebstage: Gesamtdurchsatz: Länge: Breite: Höhe: Flächenbedarf (Fläche C): ca. 75 Mg/h ca. 675 Mg/d 60 Tage ca Mg ca. 75 m ca. 55 m ca.bm ca m' A12 Präsentation LLUR