TönsLM. Produktqualitäten und Verwertungsmöglichkeiten: Metalle

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1 TönsLM Produktqualitäten und Verwertungsmöglichkeiten: Metalle, Prof. Dr.-Ing. Daniel Goldmann Hille

2 Gliederung 1. Ausgangslage und Wertschöpfungspotentiale 2. Metallrückgewinnung aus ausgewählten Stoffströmen Rückgebaute Abfälle < 10 mm (Feinfraktion) Verbrennungsrückstände deponiestämmiger Brennstoffe Abgelagerte MVA-Schlacken 3. Produktqualitäten 4. Verwertungsmöglichkeiten 5. Zusammenfassung / Ausblick 2

3 Rückgewinnung von Metallen Ausgangslage Deponien können relevante Metallfrachten enthalten Metalle sind in Deponien dissipativ verteilt Rückgewinnung verfahrenstechnisch anspruchsvoll Projektziel Entwicklung innovativer Verfahren sowie eines Gesamtkonzepts zur Rückgewinnung ausgewählter Ressourcen aus Deponien Praxispartner Universitäre Partner IFAD Ausgewählte Forschungsfragen Mit welchen Technologien können Metalle aus Deponien zurückgewonnen werden Welche Metalle können in welchen Mengen und Qualitäten bereitgestellt werden? 3

4 Wertschöpfungspotentiale Untersuchungen deutscher Deponien haben ergeben: - Eisen, Kupfer und Aluminium im Wert von ca. 9 Mrd. -heizwertreiche Fraktionen im Wert von ca. 60 Mrd. (Erdöläquivalente) - Enorme Potentiale für die Rückgewinnung von mineralischen Fraktionen Wertschöpfungspotentiale einzelner Deponien sind unter anderem abhängig von: - Alter der Deponie, Abfallgesetzgebung, Bauart der Deponie, etc. - Abfallwirtschaftskonzept der Region und der Region an sich - Zum Zeitraum der Ablagerung verwendeten Materialien 4

5 Rückgebaute Abfälle < 10 mm Untersuchungen zur Bestimmung der Ausgangssituation - Bestimmung der Metallrückgewinnungspotentiale - Untersuchungen zur Aufbereitungsfähigkeit - Auswahl geeigneter Aufbereitungsverfahren - Entwicklung eines Verfahrens zur Metallrückgewinnung 5

6 Rückgebaute Abfälle < 10 mm Schlechte Sortiereigenschaften trotz Trocknung der Materialien Geringe Eisengehalte in den ausgebauten Abfällen De facto keine NE-Metalle in den gewonnenen Proben lokalisiert - NE-Metall-Ausbringen von ca. 0,01 % der Gesamtmasse Sehr geringe Metallkonzentrationen in den erzeugten Vorkonzentraten Keine Technologiemetalle (z.b. SEE, In, Ta) in relevanten Konzentrationen 6

7 Rückgebaute Abfälle < 10 mm Hoher Glühverlust Hoher Wassergehalt Geringe Metallkonzentrationen Vorbehandlung erforderlich 7

8 Rückgebaute Abfälle < 10 mm Ziele der Vorbehandlung: Abtrennung der organischen Bestandteile Abtrennung der mineralischen Bestandteile für eine weitere Verwertung Voranreicherung der Schwermetalle, um eine anschließende Rückgewinnung zu ermöglichen Vorbehandlung zur Metallrückgewinnung über eine nassmechanische Aufbereitung Trennung der Materialien über Unterschiede der spezifischen Dichte einzelner Bestandteile Sortierung über Nasstrenntische oder Wendelscheider 8

9 Rückgebaute Abfälle < 10 mm Trennung in Schwergut / Leichtgut / Entwässerungsrückstand Wertmetalle werden nicht in das Schwergut ausgetragen Mineralische Bestandteile werden in das Schwergut ausgetragen Entwässerungsrückstand zur Wiederablagerung Wertmetalle werden mit den organischen und weiteren Bestandteilen geringer Dichte in das Leichtgut Heizwert des Leichtgutes > kj/kg thermische Behandlung & angeschlossene Metallrückgewinnung 9

10 Verbrennungsrückstände deponiestämmiger Brennstoffe Zur Rückgewinnung von Metallen untersuchte Stoffströme: - 5 Rückstände der thermischen Behandlung in Großkraftwerken - 10 Rückstände der thermischen Behandlung in Technikumsfeuerungsanlagen - 1 Verbrennungsrückstand aus einem Sickerwassersimulationsreaktor - 3 Verbrennungsrückstände aus einer MVA-Schlackenmonodeponie Metallrückgewinnung mit konventioneller und weitergehender Aufbereitungstechnik 10

11 Verbrennungsrückstände deponiestämmiger Brennstoffe Metallrückgewinnung mit konventioneller Technik aus Grobkornfraktion - Windsichten, Sieben, Magnetscheidung, Wirbelstromscheidung Metallrückgewinnung mit weitergehender Technik aus Feinkornfraktion Einsatz des 3-stufigen RENE-Verfahrens - Trocken-mechanische Aufbereitungsstufe zur Abtrennung mittlerer Metallpartikel ( > 1mm) - Nass-mechanische Aufbereitungsstufe zur Abtrennung feinerer Metallpartikel (> 0,16 mm) - Nass-chemische Aufbereitungsstufe zur Schwermetall- Entfrachtung im Feinstkornbereich( < 0,16 mm) 11

12 Verbrennungsrückstände deponiestämmiger Brennstoffe MVA-Schlacken LG aus FF deponiestämmiger MVA-Schlacke PROGNOS Bezeichnung < 10 mm EBS Deponie Offenbach (2010) Anteil an der Gesamtmasse in % Fe-Fraktion konv. 4,64 7,08 5,03 7,27 NE-Fraktion konv. - 0,61 0,21 0,67 Rückstand (grob) 25,91 46,37 24,22 - Feinkornfraktion 69,43 45,94 70,45 - NE- Fraktion (fein) 0,61 1,05 0,85 - Rückstand (Gesamt) 94,75 91,26 93,91 92,06 12

13 Produktqualitäten der Metalle Eingeschränkte Qualitäten bei einer direkten Rückgewinnung aus Deponat Rückgewinnung über konventionelle und weitergehende MVA- Schlackenaufbereitung, ca. 5-9 Massen-% Metallausbringen für Eisen und Kupfer > 80 % Grobkörnige Fe-Konzentrate entsprechen MVA-Schrottqualität Feinkörnige Fe-Fraktionen als Reduktionsmittel in der Cu-Metallurgie Grobkörnige NE-Konzentrate zum Wiedereinsatz in der Hütte Feinkörnige NE-Konzentrate - Aluminium als Geschirr in der Al-Metallurgie - Desox-Aluminium zur Stahlherstellung - Kupfer zum direkten Wiedereinsatz in Kupfermetallurgie 13

14 Verwertungsmöglichkeiten Erzeugte Metallkonzentrate können an bestehende Prozesse abgesteuertwerden Kapazitäten zur weiteren Veredlung vorhanden Kapazitäten bei Smeltern ausreichend vorhanden

15 Zusammenfassung / Ausblick Metallrückgewinnung aus rückgebauten Abfällen - Technisch möglich, aber anspruchsvoll und aufwendig - Kombination von Stand der Technik und Stand der Forschung notwendig - Hohe Wertstoffausbringen Notwendige Produktqualitäten für Fe- und NE-Konzentrate erreicht Verwertungsmöglichkeiten und Aufnahmekapazitäten vorhanden Neue Aufbereitungsanlagen zur Vorbehandlung und Rückgewinnung im Demonstrationsmaßstab Verifizierung von Mengen und Qualitäten 15

16 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit. 16