Aufbereitung und Verwertung der Feinfraktion

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1 Technische Universität Braunschweig Leichtweiß-Institut für Wasserbau Abteilung Abfall- und Ressourcenwirtschaft Abschluss des r³ Verbundprojekts TönsLM , Hille

2 Fragestellung Ist die Aufbereitung der Feinfraktion technisch möglich? Können die erzeugten Stoffströme einer Verwertung zugeführt werden? Welche Aspekte sprechen im Rahmen von Deponierückbauprojektenfür eine Aufbereitung der Feinfraktion? Abschluss TönsLM, Hille,

3 Grundlagen Definition Feinfraktion Deponat < 60 mm erdiger Charakter mit geringem Wassergehalt und niedrigem Glühverlust inhomogene Zusammensetzung (stofflich, geometrisch) stark verschmutze Oberflächen der Partikel teilweise Verbackungen Abbildung 1: Deponat: mm Abschluss TönsLM, Hille,

4 Grundlagen Notwendigkeit der Aufbereitung der Feinfraktion Feinmaterial (z.b.:< 60 mm) nimmt i.d.r. mehr als 60 Masse-% des Gesamtdeponats ein Ressourcen enthalten (vorwiegend mineralische, aber auch brennbare Bestandteile) Feinfraktion wurde bei bisherigen Rückbauprojekten i.d.r. ohne weitere Behandlung wieder abgelagert Informationen zu geeigneten Verfahren zur Aufbereitung der Feinfraktion aus Deponat liegen nicht vor! Abschluss TönsLM, Hille,

5 Grundlagen Ressourcenpotential der Feinfraktion ca. 1/5 der gesamten heizwertreichen Fraktion zur thermischen Verwertung befinden sich in der Feinfraktion niedrige Glühverlust deutet auf hohe Anteile inerter Fraktionen hin, welche als Baustoff eingesetzt werden könnten In Abhängigkeit von den enthaltenen Wertstoffanteilen kann eine Aufbereitung der Feinfraktion sinnvoll ein Abbildung 2: Feingutzusammensetzung Abschluss TönsLM, Hille,

6 Grundlagen Wieso nassmechanischen Aufbereitung? Tabelle 1: Vor- und Nachteile der Nass- Trockenaufbereitung Quelle: Kurkowski, Prenzel; Einfluß der Aufbereitungstechnologie auf die Eigenschaften des rezyklierten Zuschlags Abschluss TönsLM, Hille,

7 Versuchsdurchführung Versuchsaufbau (Nasssetzmaschine) heizwertreiche Fraktion zur thermischen Verwertung Kies, Glas Metalle Weitere Aufbereitung zur stoffliche Verwertung Sand zur stofflichen Verwertung als Baustoff Abbildung 3: Versuchsaufbau zur nassmechanischen Aufbereitung im halbtechnischen Maßstab Abschluss TönsLM, Hille,

8 Versuchsdurchführung Erkenntnisse aus der Versuchsdurchführung wesentlichen Kenngrößen (spezifischer Durchsatz, Trennschärfe, Prozesswassereinsatz) entsprechen Kennwerten der Erz- bzw. Bauschuttaufbereitung das Verfahren ist einfach zu bedienen, robust, zuverlässig und verbraucht wenig Energie um das Leichtgut als heizwertreiche Fraktion verwenden zu können wird das Absieben der Fraktion < 10 mm vor der nassmechanischen Aufbereitung empfohlen Abschluss TönsLM, Hille,

9 Produktqualitäten Produktqualitäten Als Kriterien für die zu erzielenden Produktqualitäten Leichtfraktion und der inerten Stoffströme dienen u.a. folgende Anforderungen: Thermische Verwertung brennstofftechnische Anforderungen im Vergleich zum RAL- Gütezeichen 724 für Sekundärbrennstoffe Verwertung als Baustoff im Straßenbau umweltrelevante Anforderungen in Form der Zuordnungswerte Z0 -Z2 nach LAGA M20 bzw. TL- Gestein bautechnische Anforderungen gemäß TL- Gestein StB 04, TL SoB- StB 04 bzw. TL BuB E- StB 09 Abschluss TönsLM, Hille,

10 Produktqualitäten Thermische Verwertung eine Verwertung des Leichtgutes als EBS scheint möglich insbesondere Blei, Cadmium und Kupfer weisen erhöhte Konzentrationen auf Produktqualität kann gesteigert werden Tabelle 2: Qualitätsparameter der Leichtfraktion mm Parameter Einheit Leichtgut (10-60 mm) Leichtgut (10-60 mm) zusätzlich gewaschen Mitverbrennung Kohlekraftwerke, Zementwerke [8] SBS- Qualitätsgeprüft Monoverbrennung EBS- Kraftwerke, RAL- GZ 724 Rostfeuerung [8] EBS Median 80%- Perzentil Gesamtwasser Ma.-% OS 22,4 39,9 > > 12 - > 40 zu dokumentieren Aschegehalt 550 C Ma.-% OS 18,5 9, < 20 - < 40 zu dokumentieren Schwefel gesamt Ma.-% OS 2,52 1,47 0,5-1,5 0, Heizwert (Hu) MJ/kg TS 22,57 27, zu dokumentieren Heizwert (Hu) MJ/kg OS 16,97 15, > 8 - < 18 zu dokumentieren Chlor gesamt Ma.-% OS 3,7 1,3 0,5-1 0,9-2 zu dokumentieren Abschluss TönsLM, Hille,

11 Produktqualitäten Verwertung als Baustoff im Strassenbau Die umweltrelevanten Aspekte nach TL- Gestein basieren auf den Grenzwerten nach LAGA M20 das Schwergut erreicht nach LAGA M20 (Bauschutt) die Klassen Z1.1 bis Z2 was den Klassen RC2 bzw. RC3 nach TL- Gestein entspricht das Feingut erreicht nach LAGA M20 (Bauschutt) die Klassen Z2 was den Klassen RC3 nach TL- Gestein entspricht Eine stoffliche Verwertung der inerten Stoffströme unter definierten Einbaubedingungen ist möglich. Produktqualität kann gesteigert werden Abschluss TönsLM, Hille,

12 Produktqualitäten Verwertung als Baustoff im Strassenbau Anforderungen an die Kornform, Bruchflächigkeit, Fließkoeffizienten und Schlagzertrümmerungswert werden eingehalten kritische Parameter sind der Fremdstoffanteil und die Wasseraufnahme direkter Einsatz als Strassenbaustoff nicht möglich Qualitätssteigerung!!! Tabelle 3: Qualitätsparameter hinsichtlich der bautechnischen Anforderungen für das Schwergut mm Prozentualer Anteil jeder Soll nach TL-Gestein Stoffgruppe [%] - StB 04/07, Anhang B Feinmaterial Schwergut mm Beton 16,1 23,8 Keine Angaben natürlich und industriell hergestellte Gesteinskörnung 58,3 42 Keine Angaben Klinker, Ziegel, Steinzeug 4,3 16,1 < 30 Ausbauasphalt 0,7 0,3 < 30 Kalksandstein 0,2 1,4 < 5 Mineralische Leicht-und Dämmbaustoffe 0 0,4 < 1 Fremdstoffe (Holz, Gummi, Folien, Kunststoff, Textilien u.a.m.) 2,5 1,7 < 0,2 Glas 17,1 9,4 Keine Angaben Metalle 0,8 4,9 Keine Angaben Wasseraufnahme 3,20% 3,10% 0,50% Abschluss TönsLM, Hille,

13 Qualitätssteigerung Abschluss TönsLM, Hille, Abbildung : Verfahrensfließbild zur nassmechanischen Aufbereitung 13 von Feinmaterial

14 Fazit Ist die Aufbereitung der Feinfraktion technisch möglich? Die nassmechanische Aufbereitung mittels Setzmaschinentechnik entspricht hinsichtlich der ermittelten Kennwerte (spez. Durchsatz, Trennschärfe, Prozesswassereinsatz) den in der Erz- bzw. Bauschuttaufbereitung eingesetzten Verfahren. einfach, robust, zuverlässig, geringer Energieverbrauch Abschluss TönsLM, Hille,

15 Fazit Können die erzeugten Stoffströme einer Verwertung zugeführt werden? Einsatz des Leichtgutes als EBS erscheint realistisch Einsatz der inerten Stoffströme als Baustoff im Straßen- oder Erdbau erscheint unter Einbeziehung der Verfahrenserweiterung realistisch Abschluss TönsLM, Hille,

16 Fazit Welche Aspekte sprechen im Rahmen von Deponierückbauprojekten für eine Aufbereitung der Feinfraktion? großer Massenstrom mit relevanten Mengen an Ressourcen durch die Aufbereitung der Feinfraktion mm kann eine Volumenreduktion um ca. 46% erreicht werden. Wird lediglich die Fraktion < 10mm wieder abgelagert sind Volumengewinne zwischen 70 80% realistisch Die spezifischen Aufbereitungskosten wurden bei einem Durchsatz von 50Mg/h auf 5 10 /MG FS geschätzt Abschluss TönsLM, Hille,

17 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Abschluss TönsLM, Hille,