Oparbejdning af aske fra forgasning af CCA-imprægneret træ
Sammendrag
Formålet med projektet har været at udvikle en metode samt bestemme omkostningerne ved oparbejdning af kobber, chrom og arsen i aske fra forgasning af CCA-imprægneret træ.
Mængden af CCA-imprægneret træ til bortskaffelse forventes i regeringens affaldsstrategi 2005-2008 at stige til omkring 100.000 tons pr. år i 2010. Kommunekemi a/s har udviklet en metode til forgasning af CCA-imprægneret træ. Herved dannes bl.a. en uorganisk aske med kobber, chrom og arsen, hvor det ønskes at oparbejde metallerne, således at kobber og chrom kan genanvendes, mens arsen stabiliseres på en form egnet til deponering.
I forbindelse med oparbejdning af asken har det været undersøgt, om den kunne oparbejdes i metalindustrien, men dette er ikke umiddelbart muligt på grund af den specielle metalkombination.
I nærværende projekt er undersøgt to forskellige metoder til ekstraktion af metallerne fra asken: Ekstraktion med uorganiske syrer og varm alkalisk ekstraktion.
Ekstraktion med uorganiske syrer blev opgivet, da de indledende laboratorieforsøg viste at effektiviteten var meget lav. Derimod viste den varme alkaliske ekstraktion sig at være en lovende metode, og princippet i metoden fremgår af følgende figur.
Principdiagram for varm alkalisk ekstraktion
Asken blandes med hjælpestoffer og opvarmes til 800 °C i 1 time, hvorefter chrom og arsen ekstraheres fra blandingen med vand, mens kobber forbliver uopløst i sedimentet. Efter filtrering kan kobberet oparbejdes fra sedimentet på et kobberværk, mens arsen i ekstraktet fældes og frafiltreres som stabile arsensulfid-forbindelser, der kan deponeres. Dernæst kan chrom udfældes fra ekstraktet som chromhydroxid, der eventuelt kan omdannes til chromsulfat inden afsætning.
Der er under projektarbejdet udført følgende forsøg og afprøvninger:
- Forsøg i lille laboratorieskala
- Afprøvning i stor laboratorieskala
- Supplerende ektraktionsforsøg i ovn
- Afprøvning i pilotskala
Til sidst er der udarbejdet et skitseprojekt for et produktionsanlæg, hvor også økonomien i et anlæg er vurderet.
Konklusioner
Undersøgelserne viste, at det er muligt at behandle og oparbejde aske fra forgasning af CCA-imprægneret træ ved en alkalisk ekstraktion af chrom og arsen. Kobber tilbageholdes i restproduktet, hvorfra det kan oparbejdes på et kobberværk.
Der blev afdækket en række tekniske problemer, der gør at processen kræver et forholdsvis kompliceret anlæg. Dette betyder, at de direkte driftsudgifter excl. afskrivning og forrentning er vurderet til ca. 9.000 kr. pr tons aske.
Undersøgelserne viste endvidere, at det er meget vanskeligt at analysere aske og sediment, fordi især chrom er meget hårdt bundet. Forskellige analysemetoder er undersøgt, og på baggrund heraf anbefales oplukning af prøverne med flussyre, og efterfølgende analyse ved ICP eller AAS.
Derudover lykkedes det at fastlægge og optimere forskellige procesparametre for ovnprocessen, ekstraktionen samt arsen- og chromfældningen.
Forsøg med ekstraktion af metallerne med syre viste, at dette ikke er en effektiv metode, da kun det kun var muligt at ekstrahere omkring 40 % arsen, 40% kobber og højst 7% chrom.
Undersøgelserne viste endvidere, at indholdet af jord og sand i det imprægnerede affaldstræ til behandling har stor betydning, da det efter forgasningen vil udgøre en stor del i askefraktionen. Store mængder jord og sand i asken vanskeliggør og fordyrer oparbejdningen af asken, hvorfor det er vigtigt i så høj grad som muligt at friholde affaldstræet for jord og sand.
Version 1.0 August 2007, © Miljøstyrelsen.