Mit der neuartigen Kombination aus elektrodynamischer Fragmentierung und hydrothermaler Extraktion sollen wirtschaftlich strategisch interessante Metalle aus der Feinfraktion von Aschen und Schlackenmaterial effizienter gewonnen werden als bisher möglich. Das Ziel ist es am Ende der Prozesskette eine metallfreie silikatische Fraktion zu erhalten, welche im Baubereich Verwendung finden könnte. Die gewonnenen Metalle bzw. Metallverbindungen sollen wieder direkt einer Verwertung zugeführt werden. Zunächst wird mit Hilfe der elektrodynamischen Fragmentierung das Material selektiv in seine Einzelkomponenten aufgetrennt. Der Feinanteil wird anschließend unter Restdampfbedingungen behandelt, die Metalle aus dem Feinstaub hydrothermal extrahiert und anschließend ausgefällt. Durch eine effiziente Aufbereitung dieser Feinfraktionen wäre es möglich, anfallende MVA-Aschen und Schlacken aus der Industrie zu hohen Anteilen wiederzuverwerten und eine kostenintensive Deponierung zu vermeiden. Innerhalb dieses Teilprojektes werden drei Materialien beprobt (10 Jahre deponierte MV-Asche, vermarktungsfertig aufbereitete MV-Asche, Filterkuchen aus Feinmaterial aus der Wäsche von MV-Asche). Eluate aus den Aschen/Schlacken aller Projektpartner werden erzeugt und analysiert um Aussagen über die Metall-Mobilität treffen zu können. Die Prozesse der Fragmentierung und hydrothermalen Extraktion werden ökologisch und ökonomisch bewertet.
Ziel des Vorhabens ist die großtechnische Umsetzung einschließlich der Entwicklung einer innovativen Anlagentechnologie zur Aufbereitung der Feinfraktion 0-3 mm aus Müllverbrennungsaschen (HMVA). Hauptaugenmerk dieser Aufbereitung ist primäräquivalentes Sekundärmetall zu gewinnen. Die Feinaufbereitung soll mit der sogenannten Beta-Linie realisiert werden. Dies ist Teil eines Gesamtkonzepts zur Aufbereitung von HMVA am Standort Krefeld. Vor dieser innovativen Beta-Linie ist eine HMVA-Aufbereitunganlage zur Aufbereitung von HMVA größer 3 mm geschaltet. Im Rahmen des r3-Verbundvorhabens ATR wurden die Aufbereitungslinien größer 3 mm bereits großtechnisch und die Beta-Linie im Technikumsmaßstab erfolgreich getestet. Die Feinaufbereitung soll nun großtechnisch unter der Weiter- und Neuentwicklung der bereits verwendeten Aggregate umgesetzt werden. Der Betrieb einer solchen Anlage ermöglicht eine erhebliche Steigerung der Recyclingrate von Metallen und leistet somit einen Beitrag zur nachhaltigen Ressourcenschonung. Insbesondere in der Feinfraktion agglomerieren strategische Metalle, wie Kupfer oder Edelmetalle. Eine Rückgewinnung dieser Elemente trägt zur nachhaltigen Sicherung der Rohstoffverfügbarkeit und Kreislaufführung bei. Daneben soll auch ein besonderes Augenmerk auf die Verwendung der Mineralik als Ersatzbaustoff, insbesondere des Feinstkorns kleiner 1 mm gerichtet werden, um Deponieraum nachhaltig zu schonen und auch hier einen Beitrag zur Kreislaufwirtschaft zu leisten. Durch Simulation der Anlage (Beta-Linie) im Vorfeld durch die TUHH können betriebstechnische Optimierungen vorgenommen werden. Zudem erleichtert es die Übertragbarkeit auf andere Städte bzw. Regionen sowohl aus ökologischer als auch ökonomischer Sicht.
Das Ziel des Vorhabens ist eine erstmalige ganzheitliche Betrachtung des Rückbaus von abgelagerten Siedlungsabfällen und Müllverbrennungsschlacken. Einer der wichtigsten Kostenträger können dabei die im abgelagerten Abfall enthaltenen Metalle und mineralische Bestandteile sein. Die Untersuchungen am IFAD beschäftigen sich dabei vornehmlich mit der Entwicklung der Rückgwinnung von im Feingut befindlichen Wertstoffen, und wie diese dem Wirtschaftskreislauf wieder zugeführt werden können. Ziel der Aufbereitung feiner Fraktionen aus vorgelagerten Behandlungsschritten an abgelagerten Siedlungsabfällen und Schlacken ist die weitest gehende Rückgewinnung fein- und feinstkörniger Metallpartikel bei gleichzeitiger Abreicherung eines verbleibenden Mineralstoffstromes an Metall-, Kohlenstoff- und Organikinhalten. Zum einen soll das Ausbringen insbesondere der Nichteisenmetalle in verwertbare Konzentrate maximiert werden. Zum anderen soll der Hauptmassenstrom an Mineralik durch Abreicherung von Schad- bzw. Störstoffen soweit aufgewertet werden, dass er als Zuschlagstoff für die Erzeugung von Ersatzbaustoffen geeignet ist oder mindestens auf eine Deponie geringerer Klassifizierung verbracht werden kann. Letztlich soll ein möglichst kleiner Stoffstrom zur abschließenden Beseitigung bzw. Rückführung in thermische Behandlungsstufen zurückbleiben. Bislang liegen keine aussagekräftigen, tragfähigen Verfahrensansätze für das gesamte Kornband im Feinbereich kleiner als 32 bzw. kleiner als 25 mm mit und ohne vorgelagerten Behandlungsschritten vor, die als Grundlage für die Erstellung eines Leitfadens zu Charakterisierung und Umgang mit solchen Stoffströmen dienen können. Der im Rahmen dieses Projektes verfolgte innovative Ansatz greift auf Erfahrungen aus der Aufbereitung von Erzen sowie anderen feinkörnigen metallhaltigen Abfallströmen zurück. Separationstechniken unterschiedlicher Art sind im Kornbereich größer als ca. 6 mm, 0,5-6 mm und kleiner als 0,5 mm erforderlich, um das gewünschte Ziel zu erreichen. Die bei der Aufbereitung entstehenden metall-abgereicherten Mineralikfraktionen sollen so weiteraufbereitet werden, dass sie gesichert ausreichend gute Eigenschaften aufweisen, um sie einer Verwertung oder einem Wiedereinbau unter günstigen Bedingungen zuführen zu können. Teil der Betrachtung, im Hinblick auf die Veredelung und Vermarktung der Inertstoffe, ist eine Inventarisierung der generierten mineralischen Sekundärrohstoffe nach den vorgeschalteten Routen über die sie erzeugt worden sind. Auf diesem Weg wird eine ganzheitliche und vergleichende Betrachtung erst möglich. Aufgrund der Ergebnisse sollen die angewandten Verfahren in eine Gesamtstrategie implementiert werden, um ein auf die metallischen Inhaltsstoffe und mineralischen Rückstände abzielendes Rückgewinnungs- und Verwertungskonzept zu entwickeln.
Das Verbundvorhaben 'Elektrodynamische Fragmentierung von Schlacken und Aschen mit nachfolgender hydrothermaler Extraktion wirtschaftsstrategischer Rohstoffe aus den Schlacke/Asche-Feinfraktionen' zielt auf die Gewinnung wirtschaftsstrategisch Ressourcen aus industriellen Nebenprodukten ab. Zunächst werden in Hinblick auf die enthaltenen Metalle geeignete Produkte aus verschiedenen Industriesektoren ausgewählt. Neben Materialien aus der Stahlindustrie sollen auch Aschen aus der Müllverbrennung und Elektronikschrottaschen behandelt werden. Die Rückgewinnung der wirtschaftsstrategischen Metalle erfolgt durch die Kombination zweier Methoden (elektrodynamische Fragmentierung und hydrothermale Extraktion) aus deren Endprodukt die einzelnen Metalle und Elemente ausgefällt werden. Mit Hilfe der elektrodynamischen Fragmentierung können die einzelnen Stoffe selektiv aufgetrennt werden. In der dabei anfallenden Feinfraktion kleiner als 2 mm liegen werthaltige Metalle angereichert vor. Diese können im Anschluss mittels hydrothermaler Extraktion abgetrennt und mit gezielt eingestellter Lösungschemie selektiv ausgefällt werden. Für die Rückführung der einzelnen Metallverbindungen werden verschiedene Verwertungsstrategien evaluiert um die Wiederverwertungskette vollständig beschreiben zu können. Zunächst werden sämtliche im Projekt eingesetzte Materialien chemisch (RFA) und mineralogisch (XRD) am IBP analysiert (AP1.2). Anschließend werden die Proben mittels elektrodynamischer Fragmentierung selektiv aufgetrennt (AP2). Die für das Vorhaben interessante Fraktion kleiner als 2 mm wird aufgefangen und an die LMU zur weiteren Bearbeitung (AP3) geschickt. Nach der hydrothermalen Extraktion werden die resultierenden Feststoffe abermals chemisch (RFA) und mineralogisch (XRD) analysiert (AP3.3). Des Weiteren ist das IBP als Projektkoordinator für die Kommunikation von Ergebnissen der Projektteilnehmer untereinander verantwortlich.
Das Teilvorhaben dient der Bewertung ausgewählter Nachhaltigkeitsaspekte und Akzeptanzfragen der Rohstoffgewinnung aus Theisenschlamm durch den Einsatz von Bioleaching. Vorgehen: Schritt 1: Auswahl eines Nachhaltigkeitsindikatorensets und vergleichende Analyse der Umwelt- und Sozialauswirkungen durch die Sekundärgewinnung ausgewählter Rohstoffe aus Theisenschlamm und die konventionelle Primärgewinnung der Rohstoffe. Schritt 2: Untersuchung von Akzeptanzfragen der Rohstoffgewinng aus Theisenschlamm durch den Einsatz von Bioleaching. Lokaler und nationaler Partizipationsprozess und Workshops. Schritt 3: Vergleichende Auswertung.
Von den Projektpartnern werden konzentrierte Salzlösungen oder Fällverbindungen der relevanten Rohstoffe erzeugt. Unter dem Hintergrund der langen Erfahrungen mit der hydrometallurgischen Herstellung von Nichteisenmetall - Chemikalien (z.B. Co- und Cu- Salzen) wird eine Markteinschätzung durchgeführt. In deren Ergebnis sollen die Eigenschaften vermarktbarer Chemikalien, Verbindungen oder Metalle ermittelt und Anforderungen für die Arbeiten der Projektpartner aufgezeigt und erörtert werden. Weiter sollen ggf. noch nötige verfahrenstechnische Schritte zur Erreichung dieses Zieles recherchiert und vorgeschlagen werden Die Nickelhütte Aue GmbH führt eine Markteinschätzung der in den von den Projektpartnern erzeugten Salzlösungen vorhandenen Wertstoffe durch. In deren Ergebnis werden Zielprodukte festgelegt und dazu eventuell notwendige zusätzliche Verfahrensschritte vorgeschlagen.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 17 |
| Land | 1 |
| Wissenschaft | 8 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 17 |
| License | Count |
|---|---|
| Offen | 17 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 17 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 4 |
| Webseite | 13 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 14 |
| Lebewesen und Lebensräume | 9 |
| Luft | 4 |
| Mensch und Umwelt | 17 |
| Wasser | 4 |
| Weitere | 17 |