KlaRo - Entwicklung einer effizienten Klassierung von Rostasche zur Nutzbarmachung von metallischen Wertstoffen

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1 Berliner Recycling- und Rohstoffkonferenz KlaRo - Entwicklung einer effizienten Klassierung von Rostasche zur Nutzbarmachung von metallischen Wertstoffen Berlin, pbo Ingenieurgesellschaft mbh Altstraße Aachen Dennis Wegkamp M.Sc.

2 Inhaltsübersicht 1. Einleitung 2. KlaRo 3. Vorversuche 4. Pilotanlage INHALTSÜBERSICHT 5. Wertstoffpotential 6. Zusammenfassung 2

3 1. Einleitung 3

4 Rostasche Aufbereitung EINLEITUNG Rostasche im Rohzustand Fe-Metall NE-Metall Unverbranntes Mineralik 4

5 Problemstellung Rostasche Klassierung > 400 mm 1 % mm 9 % mm 25 % 0 10 mm 65 % Metallseparation Metallseparation Metallseparation EINLEITUNG Metall Metall Metall Klassierung und Sortierung in Korngrößen > 10 mm geschieht effizient Klassierung und Sortierung in Korngrößen < 10 mm geschieht gar nicht oder nicht effizient 5

6 Zielstellung Rostasche Klassierung > 400 mm 1 % mm 9 % mm 25 % 1 10 mm 50 % 0-1 mm 15 % Metallseparation Metallseparation Metallseparation Metallseparation EINLEITUNG Metall Metall Metall Ø Bis zu 50 % mehr Metalle durch effiziente Klassierung bei 1 mm und Sortierung der Korngröße 1-10 mm Metall 6

7 Ausgangssituation Bereich des Wassergehaltes nach Siebwirkungsgrad Nasssiebung Trockensiebung dem Nassentschlacker und Lagerung der Rostasche Feuchtsiebung Wassergehalt des Siebgutes EINLEITUNG Wo genau liegen die Wassergehalte? Wo genau liegen die Siebwirkungsgrade? Wie lassen sich die Trocknung und Befeuchtung der Rostasche gestalten? Welche Auswirkungen hat die effizientere Siebung auf die Sortierung der Rostasche? 7

8 2. KlaRo 8

9 KlaRo KlaRo Entwicklung einer effizienten Klassierung von Rostasche zur Nutzbarmachung von metallischen Wertstoffen Laufzeit Partner pbo Ingenieurgesellschaft mbh Wertstoffverwertung Wuppertal GmbH KLARO Institut für Aufbereitung und Recycling RWTH Aachen Hein, Lehmann GmbH 9

10 3. Vorversuche 10

11 Durchführung der Vorversuche Verwendete Siebtechnik VORVERSUCHE Spannwellensieb im Technikum Quelle: LIWELL LF / 8 ED 8 Matten à 500 mm x 355 mm (B x L) Fläche: 0,5 m x 2,52 m = 1,26 m² Siebprozess Probematerial Rostasche 0-10 mm Probenmenge 15 kg Trocknung auf 20 % bis 0 % W Befeuchtung auf 20 % bis 50 % W 11

12 Ergebnisse der Vorversuche 70% 60% *Siebschnitt: 1 mm Siebwirkungsgrad 50% 40% 30% 20% Nasssiebung Trockensiebung Feuchtsiebung 10% VORVERSUCHE 0% 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% 50% Wassergehalt der Rostasche Vorliegende Wassergehalte 20 bis 25 % zeigen minimale Siebwirkungsgrade Trocknung auf < 7,5 % W erreicht optimalen Siebwirkungsgrad Befeuchtung auf > 40 % W erreicht fast optimalen Siebwirkungsgrad Siebwirkungsgrade insgesamt noch zu gering 12

13 Ergebnisse Nasssiebung 100% Feingutausbringen 80% 60% 40% 20% VORVERSUCHE Nasssiebung ab ca. 60 % Wasserzugabe effizient Nasssiebung mit vorheriger Befeuchtung ab ca. 35 % Wasserzugabe effizient 0% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% zugegebenes Wasser Ergebnisse mit Bedüsung Ergebnisse ohne Bedüsung Referenzbereich Ergebnisse mit Vorbefeuchtung und Bedüsung 13

14 4. Pilotanlage 14

15 Versuchsanlage - Spannwellensieb Bauteile: Aufgabedosierer Förderband Siebmaschine PILOTANLAGE Einstellparameter Durchsatz: 0 40 t/h Siebschnitte: 1 und 2 mm Neigung: Ø Nachweis der in den Vorversuchen ermittelten Betriebspunkte Ø Ermittlung der optimalen Betriebsparameter und Siebwirkungsgrade 15

16 Versuchsanlage Trockner Bauteile: Aufgabedosierer Förderband Trockner Förderband PILOTANLAGE Einstellparameter Trockner Durchsatz: 0 2 t/h Schütthöhe: 0 ca. 12 cm Verweilzeit: 10 min Temperatur: C Ø Bereitstellung von getrockneter Rostasche für Siebung Ø Ermittlung der optimalen Betriebsparameter des Trockners 16

17 5. Wertstoffpotentiale 17

18 WERTSTOFFPOTENTIALE Großversuch Metallrückgewinnung Input: Siebüberlauf 1-10 mm Durchsatz: ca. 50 t/h Sortierung: Siebung bei 3 mm Wirbelstromscheider Kaskade bei 1-3 mm Wirbelstromscheider Kaskade bei 3-10 mm 18

19 Wertstoffpotential Modellanlage ohne KlaRo Rostasche 0-10 mm WERTSTOFFPOTENTIALE Mg/a Siebung 3 mm Mg/a Mg/a 3-10 mm Wirbelstromscheidung Wirbelstromscheidung 1-3 mm Ausbringen ca.75 % 535 Mg/a 75 % Ausbringen ca. 20 % 115 Mg/a 20 % NE-Metall 3-10 mm Gesamtmenge NE 650 Mg/a NE-Metall 1-3 mm Ø Ausbringen NE-Metall in Fraktion 0-10 mm insgesamt 50 % (Technisierungsgrad höher als in den meisten bestehenden Anlagen) 19

20 Wertstoffpotential Modellanlage mit KlaRo Rostasche 0-10 mm Mg/a WERTSTOFFPOTENTIALE Siebung KlaRo 1 mm Mg/a Option Metallseparation 0-1 mm Mg/a Siebung 3 mm Mg/a Mg/a 3-10 mm Wirbelstromscheidung Wirbelstromscheidung 1-3 mm Ausbringen ca.90 % 600 Mg/a Ausbringen ca. 85 % 375 Mg/a NE-Metall 3-10 mm Gesamtmenge NE 975 Mg/a NE-Metall 1-3 mm Ø Ausbringen NE-Metall in Fraktion 0-10 mm insgesamt 75 % (weitere Potentiale in Fraktion 0-1 mm) 90 % 85 % 20

21 Wirtschaftlichkeit Modellanlage t/a WERTSTOFFPOTENTIALE Trockensiebung Nasssiebung Beschreibung Kosten Beschreibung Kosten Förderbänder, Sieb, /a Förderbänder, Sieb, /a Trockner, E-Technik, Entwässerung, E- Planung, Montage, Technik, Planung, Zinsen, etc. Montage, Zinsen, etc. Strom, Wärme (Gas), /a Strom, (Ab-)Wasser, /a Personal, RWU, etc. Personal, RWU, etc. Kapital- + Betriebskost /a Kapital- + Betriebskost /a Netto Kosten Kapitalkosten Betriebskosten Summe Kosten Erlöse NE 325 Mg zusätzlich /a 325 Mg zusätzlich /a Gesamtergebnis /a /a Ø Beide Ansätze wirtschaftlich Ø Einsatz von Wärme aus z.b. MVA kann die Wirtschaftlichkeit weiter steigern Ø Einsatz von Abwasser in z.b. MVA kann die Wirtschaftlichkeit weiter steigern 21

22 6. Zusammenfassung 22

23 Zusammenfassung Unerschlossene NE-Metallpotentiale in Rostasche 0-10 mm Aufbereitung problematisch durch hohe Wassergehalte Initialisierung des Forschungsvorhabens KlaRo ZUSAMMENFASSUNG Umfangreiche Vorversuche im Technikum Moderate Trocknung bzw. Bewässerung erreicht effiziente Siebwirkungsgrade Pilotanlage verifiziert Sieb- und Sortierergebnisse im großtechnischen Maßstab Ø KlaRo Verfahren (Trocken- und Nasssiebung) kann wirtschaftlich betrieben werden Ø Synergien und standortspezifische Faktoren geben den Ausschlag in beide Richtungen 23

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