Behandlingsteknologier for batterier - Fase 1

Bilag 1A

CITRON SA

Anlægget er besøgt i marts 2001.

Beliggenhed

Rogerville ved Le Havre i Frankrig. Ca. 1.200 km fra den danske grænse mod Tyskland.

Anlæggets formål

Anlægget er designet til at behandle forskelligt tungmetalholdigt affald i kampagner, herunder brugte brunstens- og alkalibatterier. Batterier udgør i dag kun en mindre del af det behandlede affald. Ved behandlingen produceres zinkoxid, kviksølv og andre metalkoncentrater, der afsættes til videreforarbejdning i metalindustrien.

Baggrund

CITRON AG blev grundlagt i Schweiz 1991.

Efter drift af et pilotanlæg med en kapacitet på 1.000 tons pr. år blev det industrielle anlæg i Rogerville sat i drift i august 1999. Dette anlæg ejes og drives af CITRON SA, France.

CITRON SA, France er et datterselskab af CITRON Holding AG med minoritet ejerskab af ALSTOM og SOHGEPAR. CITRON Holding AG er noteret på den schweiziske børs, og hovedaktionærerne omfatter banker, forsikringsselskaber m.v.

Der er ca. 100 ansatte i firmaet.

Kapacitet

Anlægget har en potentiel kapacitet på 130.000 tons affald pr. år. Der behandles i dag omkring 50.000 tons pr. år.

Procesbeskrivelse

De forskellige affaldstyper opbevares i en lagerhal, hvorfra de via et transportsystem indfødes til selve behandlingsanlægget. Blandede batterier håndsorteres, således at typer som NiCd- og blybatterier sendes til andre behandlere.

Oxyreducer

Det centrale i anlægget er den såkaldte Oxyreducer, som er et modificeret ringkammer ovn med en diameter på 20 meter. Ovnbunden, hvor affaldet/ batterierne danner et tyndt lag på 6-8 cm, roterer med ca. en omgang i timen. Affaldet følger med ca. 3/4 omgang, således at opholdstiden bliver ca. 45 minutter. Affaldet varmes op til 1.000 - 1.200 °C ved hjælp af 6 naturgasbrændere placeret et stykke over affaldet hele vejen rundt i ovnen. I bunden af ovnen, hvor affaldet ligger, bliver der herved en reducerende atmosfære (iltunderskud), således at der sker en pyrolyse af det organiske materiale. Den dannede kulmoNOxid oxideres til kuldioxid i brændernes brændzone før det forlader ovnen.

Den reducerende atmosfære i affaldet gør, at metaloxider og -hydroxider i affaldet reduceres, og metaller med lavt kogepunkt som zink, bly, cadmium og kviksølv vil fordampe. I gasfasen vil de, med undtagelse af kviksølv, oxideres inden de forlader ovnen.

Gravitationskammer

Med undtagelse af kviksølv vil metaloxiderne forlade ovnen som små faste partikler. Disse fanges i et såkaldt gravitationskammer, hvor gashastigheden på grund af kammerets størrelse nedsættes, hvorved metaloxiderne på grund af tyngdekraften vil falde ned i bunden af kammeret, hvorfra de kan udtages. Temperaturen i kammeret er omkring 1.150 °C, og på grund af denne temperatur vil kviksølv ikke kondensere, men vil blive ledt med gassen videre. Ligeledes vil salte, specielt chlorid, ikke blive blandet med zinkoxiden. Dette er angiveligt en fordel ved processen, frem for den zinkoxid der fremstilles ved en Waelzproces, hvor man ofte er nødt til at fjerne chlor efterfølgende.

Røggasrensning

Røggassen renses efterfølgende i et vådt, flertrins gasrensesystem, bestående af to quenchere, hvor gastemperaturen sænkes til 55 °C, et vådt elektrofilter og en basisk scrubber. Det meste kviksølv kondenseres og fjernes som metal ud af sumpen i den første quencher. Det resterende kviksølv fjernes i den anden quencher, det våde elektrofilter og scrubbersystemet. Til slut ledes røggassen gennem et aktivt kulfilter for at fjerne eventuelle dioxiner.

Slammet der udtages fra røggasrensningen behandles først i en reaktor, hvor det opvarmes til 550 °C. I den efterfølgende dekanter adskilles strømmen fra reaktoren i tre fraktioner: vand, slam og 99,995% ren kviksølv.

Slammet presses i en filterpresse, og efter en eventuel destillering for yderligere kviksølv sendes slammet tilbage til ovnen. Vandet fra filterpressen ledes sammen med vandet fra dekanteren til en bundfældningstank, og efter en kontrol af om emissionsgrænserne er overholdt, ledes vandet ud i havet. Slam fra bundfældningsbassinet ledes til filterpressen.

Slaggen fra Oxyreduceren

De metaller og øvrige produkter der ikke fordamper fra Oxyreduceren tages ud gennem et vandbad. Herefter sorteres restprodukterne mekanisk ved forskellige teknikker: Shredding, efter størrelse, magnetisk og med Eddy Current magnet.

Klik her for at se anlæg

Behandling af batterier

Anlægget kan behandle brunstens- og alkalibatterier, og er ikke følsomt over for kviksølv eller plastik i de behandlede batterier.

Batterierne sorteres først manuelt hvorved batterier som NiCd, bly m.v. frasorteres.

I Oxyreduceren forbrændes det organiske indhold i batterierne. Den totale opholdstid i den oxiderende zone opgives til mere end 4 sekunder.

Kviksølv fra batterierne fordamper i Oxyreduceren og kondenseres som beskrevet tidligere.

Zink, der udgør en betydelig del i batterierne, fordamper sammen med eventuel cadmium og bly i Oxyreduceren, men i forbrændingszonen oxideres de til metaloxider, der udtages i gravitationskammeret. Hovedproduktet fra gravitationskammeret er zinkoxid, og eventuelle NiCd- eller blybatterier i de indfødte batterier vil derfor betyde, at cadmium- og blyoxider vil optræde som urenheder i den koncentrerede zinkoxid.

Metaller som jern, mangan, nikkel, chrom og kobber vil ikke fordampe i Oxyreduceren, og tages ud sammen med slaggen, der fra batterier består af jernskrot, kulelektroder og mangaNOxid. På grund af mangans egenskaber samt ilt og temperaturmæssige forhold i bunden af oxyreduceren vil mangan ikke reduceres.

Jerndelen frasorteres ved hjælp af en magnet, mens mangaNOxid, der er et fint pulver, adskilles fra kulelektroderne ved sigtning. Kulelektroderne knuses og anvendes som reduktionsmiddel i Oxyreduceren, mens jern og mangaNOxid afsættes til genanvendelse.

Massebalance

1000 kg batterier kg  
Plastic og andet 65 Forbrændes under processen og ender som CO2
Vand 120 Indgår i spildevandsbehandlingen / fordamper
Salte 40
C-elektroder 90 Knuses og anvendes i processen
Stålskrot 180 Afsættes til oparbejdning
MnO 350
ZnO-koncentrat 180
Kviksølv 0,2

Emissioner

For 1.000 kg batterier:

Røggas: Mængde: 7.000 m³
NOx: 0,7 kg 100 mg/m³
SOx: < 0,1 kg < 15 mg/m³
Støv: 0,03 kg < 5 mg/m³
Zn: 8 g 1,1 mg/m³
HCl 8 g 1,1 mg/m³
Cd 0,1 g < 15 mg/m³
Hg 0,06 g < 10 mg/m³
 
Spildevand: Mængde: 1,7 m³  
Cl 15 kg 8,8 kg/m³
Zn 0,3 kg < 200 g/m³
Cd 0,03 kg < 20 g/m³
MES 25 g 15 g/m³
Hg 0,01 g 6 mg/m³

Spildevandet udledes, efter kontrol af om udledningskriterierne er overholdt, batchvis direkte i flodmundingen, hvorfra det føres til havet.

Affald: Det oplyses fra CITRON, at der ikke opstår affald i forbindelse med behandlingen af batterier.

Energiforbrug og vandforbrug

For 1.000 kg batterier:

Vand: 3,3 m³
Elektricitet 150 kWh
Naturgas 85 Nm³

Behandlingspris

6.000 - 8.000 DKK pr. tons