[Forside] [Indhold] [Forrige] [Næste]

Central oparbejdning af galvanisk affald

5. Feasibility studium for centralen

5.1 Indledning
5.2 Projekt idé og afgrænsning
5.3 Forhold af betydning for en dansk central
5.3.1 Hvem skal eje centralen?
5.3.2
Centralens geografiske placering
5.3.3
Centralens aktiviteter
5.3.4
Logistik vedrørende indsamling og oparbejdning
5.4 Kontakt med ERG Engineering Company
5.5 ERGs skitseforslag til dansk central
5.5.1 Baggrund og kommentarer
5.5.2
Affaldstyper og -mængder
5.5.3
Præsentation af ERGs forslag
5.6 Konklusion på feasibility studium for centralen
5.7 Supplerende laboratorieundersøgelser 

5.1 Indledning

Der var oprindeligt lagt op til, at projektet skulle afsluttes med at udarbejde et større feasibility studium for centralen, hvor man afdækkede alle relevante forhold for en kommende affaldscentral. Vi tænker her på markedsforhold, geografisk placering, selskabsform, juridiske forhold, finansiering, økonomi, teknisk løsning samt en gennemgang og vurdering af centralens mulige ydelser.

Den tekniske del af projektet har imidlertid taget betydelig mere tid en forventet, og derfor har vi efter aftale med miljøstyrelsen reduceret omfanget af feasibility studiet. Vi har koncentreret os om den tekniske løsning baseret på et oplæg fra ERG i St. Petersburg.

ERGs rapport er ikke så detaljeret, som man kunne ønske sig. Det skyldes at ERG ikke på nuværende tidspunkt vil afsløre hemmeligheder om metoden, før man fra dansk side har besluttet sig for at gå ind i et nærmere samarbejde om etablering af en dansk genvindingscentral for tungmetalholdigt affald. Metoden er ikke patenteret eller beskyttet på anden vis, og det har derfor været vanskeligt for os at få tilstrækkelig dokumentation for, hvordan og hvor godt metoden virker.

Selv om vi ikke har set en russisk central efter ERGs principper i funktion, så har vi dog gennem vores omfattende kontakt og besøg i Rusland blevet overbevist om, at her er noget at bygge videre på. En mindre central for 24 virksomheder findes allerede i nærheden af St. Petersburg, og en større central for St. Petersburg er ved at blive etableret. Hertil kommer, at vi har set nogle af delprocesserne i funktion på russiske virksomheder. Endvidere har vi set hovedprocessen demonstreret ved laboratorieforsøg i St. Petersburg.

I maj 1997 er påbegyndt et spændende projekt i Kaliningrad i Rusland, hvor der med støtte fra Miljøstyrelsens Østeuropa støtteprogrammet skal etableres en central til behandling af galvanisk affald. Det drejer sig om en lille central til behandling af 100 tons galvanisk affald om året. MILJØ-KEMI står for projektet og samarbejder med et nyetableret lokalt miljøcenter - ECAT-Kaliningrad. Projektet har fuld opbakning og økonomisk støtte fra de russiske myndigheder.

Centralen i Kaliningrad etableres efter ERGs koncept, og den skal tages i brug i sommeren 1999. Det bliver en god mulighed for at se ERG-metoden i funktion og på den måde tilvejebringe den nødvendige dokumentation. Nogle af erfaringerne fra Kaliningrad vil formentlig kunne overføres til en dansk genvindingscentral og være en del af beslutningsgrundlaget.

5.2 Projekt idé og afgrænsning

Dansk Galvanisør Union fik i 1992 idéen til, at der i Danmark skulle etableres en central til modtagelse og oparbejdning af galvanisk affald. På den måde skulle det blive økonomisk overkommeligt for branchens medlemmer at indføre renere teknologi. Centralen skulle nemlig oparbejde affaldet til anvendelige produkter og kemikalier, hvilket ofte kan ske mere rationelt og økonomisk i stor skala end i lille skala ude på den enkelte virksomhed.

Hvis der bliver etableret en sådan genvindingscentral for tungmetalholdigt affald, vil virksomhederne kunne vælge mellem selv at indføre RT-løsninger eller opsamle affaldet og lade centralen oparbejde det. Virksomhederne kan så ud fra tekniske og økonomiske overvejelser selv afgøre, hvilken løsning de ønsker. Miljøstyrelsen har i forbindelse med projektet tilkendegivet, at man også betragter central oparbejdning af affaldet som en miljømæssig fornuftig løsning.

De oprindelige tanker omkring centralens arbejdsområde var:

  • Udlejning og regenerering af ionbyttere
  • Rensning og regenerering af procesbade
  • Behandling og oparbejdning af metalhydroxidslam, eluater og halvkoncentrater
  • Formidling af affaldsprodukter til potentielle brugere (affaldsbørs)
  • Udlejning af udstyr til rensning af procesbade - herunder service og rådgivning
  • Udvinding af tungmetaller fra visse typer fast affald - fx returgods
  • Vejledning af gamle og nye kunder

I starten så det ud til, at udlejning og regenerering af ionbyttere ville blive en væsentlig aktivitet for centralen, da man på den måde kunne holde metallerne adskilte, hvilket har stor betydning for en senere oparbejdning. Man kunne forudse, at mange virksomheder ville gå over til at anvende ionbyttere i stedet for som i dag at behandle alt spildevandet ved en kemisk rensning, hvor der produceres et blandingsslam af tungmetaller.

I 1996 kommer ERG-metoden ind i billedet, og det ændrer visionerne for en dansk genvindingscentral. ERG-metoden er man i stand til at oparbejde blandet metalhydroxidslam, hvilket ellers længe så umuligt ud. Det vil ændre forudsætninger fundamentalt, hvis der etableres en dansk genvindingscentral efter ERG-metoden. Det vil nu være fuldt muligt at aflevere blandet metalhydroxidslam til oparbejdning på centralen. Her oparbejdes tungmetallerne til produkter, som samfundet kan bruge.

Det betyder, at virksomhederne fortsat kan beholde deres kemiske renseanlæg som fundamentet i spildevandsrensningen og affaldshåndteringen. Det kemiske renseanlæg kan så suppleres med individuelle RT-løsninger, som kan spare skyllevand og nedsætte affaldsmængderne. Det bliver herefter i høj grad de økonomiske forhold, der afgør hvilken RT-løsning, der vælges – og dermed, hvilke affaldstyper og hvor store affaldsmængder, som centralen modtager.

Det er den grænseflade, som er så vigtig at få identificeret, men det er vanskeligt, før man ved, hvilke ydelser centralen kan tilbyde og til hvilken pris. Med oplægget fra ERG kombineret med vort galvano EDB-system og RT-kataloget er vi dog kommet meget tættere på at kunne fastlægge grænsefladen.

Ovenfor er listet mange aktiviteter, som vi mener kunne være et naturligt arbejdsområde for en dansk genvindingscentral. Vi ser centralen som et samlingspunkt ikke blot for galvanobranchen og dens miljøproblemer, men for hele den metaloverfladebehandlende industri. På længere sigt kan aktiviteterne måske endda sprede sig til andre beslægtede områder med tungmetalholdigt affald - fx affald fra røggasrensning.

Det helt afgørende vil naturligvis være, om der er økonomisk basis for at etablere en central, og om det præsenterede koncept baseret på ERG-metoden er det rigtige. Det vil kræve betydelig flere undersøgelser og mere dokumentation, end vi har gennemført i dette forprojekt, og det er op til potentielle interessenter og investorer at tage stilling til, om man ønsker at gå videre med projektet.

5.3  Forhold af betydning for en dansk central

Mange forhold har betydning for en dansk genvindingscentral for galvanisk affald, og vi kan ikke på nuværende tidspunkt vurdere og kvantificere alle faktorer. Her skal dog kort nævnes nogle vigtige punkter for at give et indtryk af, hvad der skal overvejes og vurderes, hvis der skal arbejdes videre med planerne om etablering af en dansk central.

5.3.1 Hvem skal eje centralen?

For DGU har det stor betydning, at centralen bliver en selvstændig virksomhed, fx et aktieselskab. Det er imidlertid helt afgørende, at centralen ikke blot er en kommerciel virksomhed, der arbejder for at få størst muligt overskud. I så fald kunne man nemlig frygte, at centralen kun vil modtage det mest værdifulde affald, og der vil også være risiko for, at centralen lukker, hvis økonomien ikke kan hænge sammen.

For danske galvaniske virksomheder er det helt afgørende at centralen er en stabil og levedygtig virksomhed, der kan modtage og oparbejde alle typer galvanisk affald både nu og fremover. Man skal have sikkerhed for, at virksomheden ikke pludselig lukker, da det kan have katastrofale følger for de virksomheder, der har baseret deres miljøløsninger på de ydelser, som centralen laver. Dette sikres bedst ved både at have privat, offentlig og halvoffentlig kapital i centralen. Som private investorer kan man i første række tænke sig brugerne og/eller andre virksomheder. Som offentlige og halvoffentlige investorer kan man forestille sig staten, kommunerne samt pensionskasser, forsikringsselskaber, finansieringsinstitutter samt forskellige fonde.

5.3.2 Centralens geografiske placering

Der kan fremføres mange argumenter for centralens geografiske placering, og der er næppe tvivl om, at mange kommuner vil finde det attraktivt at have en sådan virksomhed liggende, såfremt den ikke forurener eller frembyder nogen sundhedsfare eller risiko for befolkningen. Under projektforløbet har Kommunekemi og Stigsnæs Industripark været nævnt som realistiske muligheder, da man i forvejen modtager og behandler industri- og kemikalieaffald begge steder. Også andre muligheder bør dog overvejes.

Når man skal vælge den geografiske placering, er der mange faktorer, der spiller ind. Hvor er tyngdepunktet for produktion af denne type affald? Hvordan skal affaldet indsamles? Hvordan transporteres affaldet til centralen? Hvilke processer anvendes i centralen? Hvordan registreres affaldet og hvordan indkalder centralen affaldet? Skal virksomhederne selv opbevare affaldet, til centralen er klar til at modtage og behandle det? Skal der være regionale centre til forbehandling af visse affaldstyper?

I Danmark findes i dag et velfungerende indsamlingssystem for kemikalieaffald, og det kan umiddelbart synes logisk at koble den nye central sammen med dette system. Det må dog vurderes nærmere, når man kender opbygningen af en dansk central med tilhørende regionale centre til forbehandling af visse affaldstyper. Dette kunne måske tale for at placere centralen under Kommunekemi. Det ville samtidig være en fordel, hvis man skal oparbejde det tungmetalholdige slam, som i dag findes deponeret hos Kommunekemi.

5.3.3 Centralens aktiviteter

Det ligger klart, at centralens hovedaktivitet skal være behandling og oparbejdning af tungmetalholdigt affald fra metaloverfladebehandling, men det synes umiddelbart oplagt, at centralen skal have nogle supplerende aktiviteter, der logisk er knyttet sammen med hovedaktiviteten.

Centralen skal inden for sit område kunne fungere som en affaldsbørs, der formidler affald videre til potentielle bruger med eller uden oprensning. Det er her afgørende, at centralen har ekspertice til at vurdere og raffinere affaldet og kan forsyne det med et analysecertifikat, som tilfredsstiller køberne. Det kan fx være:

  • Oprensning af procesbade, som returneres til kunderne eller sælges til 3. part
  • Salg af affald fra én virksomhed til en anden virksomhed, der kan bruge affaldet i sin produktion

Centralen vil efterhånden få opsamlet en meget stor ekspertise vedrørende affaldsbehandling og genvinding. Denne viden skal naturligvis bruges til en hurtig gratis rådgivning af kunderne i forbindelse med affalds aflevering, men den vil formentlig også kunne sælges på konsulent basis til de virksomheder, der selv etablere RT-løsninger. Vi forestiller os her, at det kan kombineres med udlejning af udstyr til regenerering af procesbade og lignende.

Man kunne også forestille sig centralen som en videnbank for så vidt angår renere teknologi og affalds oparbejdning inden for metaloverfladebehandling. Alle aktuelle informationer og litteratur om affald, affaldsoparbejdning og renere teknologi opsamles og systematiseres på EDB, hvor centralens kunder og andre får adgang. Man kunne eventuelt vælge at bruge Internettet.

Der er også interessante perspektiver for et organiseret samarbejde mellem forskellige europæiske centraler vedrørende affaldsbehandling. Man kunne forestille sig, at forskellige centraler specialiserede sig i nogle affaldstyper og sendte andre til oparbejdning hos andre centraler. Det vil her være naturligt, at centralerne specialiserer sig i de affaldstyper, som de får meget af og overlader de mere sjældne affaldstyper til centraler, der har meget af dette affald. På den måde kan man få bedre økonomi i affaldsbehandlingen, men det forudsætter, at man frit kan udveksle affald til oparbejdning på tværs af landegrænserne.

5.3.4  Logistik vedrørende indsamling og oparbejdning

Under projektarbejdet har der været mange idéer om, hvordan man skulle indsamle, sortere, oplagre og kontrollere affaldet, for at man kunne få en så rationel oparbejdning af affaldet som muligt. Før vi fik kendskab til ERG-metoden var det oplagt, at man skulle forsøge at indsamle mono metallisk affald til oparbejdning, fordi der ikke fandtes metoder, der kunne separere alle gængse tungmetaller. Nu er ERG-metoden inde i billedet, og så stiller det sig noget anderledes, da man nu er i stand til at oparbejde blandingsslam.

ERG-metoden kan som udgangspunkt behandle blandingsslam, som successive ekstraheres og separeres i enkelte metaller eller metalgrupper. Koncentreret affald med kun ét metal kan dog tilsættes senere i processen uden forbehandling, og det kan derfor også med ERG-metoden være en fordel at modtage mono metallisk affald. Afhængig af hvilke slutprodukter, der fremstilles ud fra affaldet, kan det også være en fordel at anvende bestemte affaldstyper eller affaldsblandinger som udgangspunkt.

Alt dette kræver en nøje styring af affaldet. Det skal være et system, som holder styr på, hvor affaldet befinder sig og hvor meget affald, der findes. Det kan være hos kunden, på et regionalt center eller på en modtagestation eller på selve centralens nærlager. Man skal også kende affaldets sammensætning ud fra nye eller tidligere analyser. På den måde kan man hele tiden sørge for, at centralen har de nødvendige råvarer (dvs. affald) til den planlagte produktion samt at nærlageret ikke bliver overfyldt. Det er logistik, som helt oplagt skal laves ved hjælp af et passende EDB-system.

 5.4 Kontakt med ERG Engineering Company

I april 1996 fik vi kontakt med firmaet ERG Engineering Company i St. Petersburg. Firmaet arbejder med renere teknologi løsninger inden for galvanoindustrien og har særdeles stor ekspertise vedrørende udvinding og oparbejdning af tungmetaller fra spildevand og affald.ERG havde udviklet en metode til ekstrahering og separation af tungmetaller fra galvanisk affald, så man på den måde kan oparbejde blandet metalhydroxidslam og udnytte næsten alle stoffer i slammet. Metoden er tilsyneladende så tilpas enkel og billig i drift, at det er en oplagt mulighed at anvende den på en dansk genvindingscentral.

Vore hidtidige undersøgelser havde ikke ført frem til en brugbar metode til metaludvinding fra blandet metalhydroxidslam. Vi havde derfor efterhånden indstillet os på, at man kun kunne oparbejde mono metallisk affald eller eventuelt blandinger med kobber, nikkel, zink, tin og bly, hvis man fulgte den metode, som Siegfried Jacobs anvender i Tyskland. Med ERG-metoden kom der nye perspektiver ind i billedet.

Der blev etableret adskillige møder og besøg med ERG i både Rusland og Danmark, hvor vi efterhånden blev overbevist om, at metoden var noget særligt. Det store problem for os var den manglende dokumentation, fordi vi ikke i første omgang har kunnet se en affaldscentral i funktion baseret på ERG-metoden. Da ERG ikke har beskyttet sin proces, kan vi ikke på nuværende tidspunkt få så detaljerede tekniske oplysninger, som vi gerne vil have. Vi har dog set og hørt så meget, at vi har bestilt ERG til at udarbejde et skitseforslag til en dansk genvindingscentral baseret på de affaldsmængder, som vi har kunnet specificere og kvantificere.

ERGs skitseforslag er oprindelig lavet på russisk, og det findes i en engelsk udgave.

5.5 ERGs skitseforslag til dansk central

5.5.1 Baggrund og kommentarer

ERGs skitseforslag er lavet ud fra den affaldsprognose, som er præsenteret i afsnit 4.2, idet vi i første omgang har forudsat, at centralen skal kunne behandle alt det tungmetalholdige affald, der opstår fra den metaloverfladebehandlende industri i Danmark.

I forslaget beskrives og diskuteres de produkter, som kan fremstilles ud fra affaldet, og ERG har givet sin anbefaling på, hvilke produkter der bør satses på. Der er anført specifikationer for produkterne, da produkternes renhed er afgørende for, hvad de senere kan bruges til, og hvilken pris man kan få for dem.

Forslaget indeholder også en kort proces gennemgang af ERG-metoden, og der er en overordnet beskrivelse af, hvilket og hvor meget procesudstyr der skal anvendes. Der er også et bud på pladsbehov for centralen. Der er endvidere skitseret nogle idéer for, hvorledes centralen bør suppleres med nogle regionale centre, hvor flydende affald laves om til slam, der senere leveres til oparbejdning på centralen.

Forslaget giver således en idé om, hvad der skal til for at bygge en dansk central efter ERGs koncept. Det skal dog nævnes, at ERGs forslag ikke udgør en komplet central, som vi forestiller os den. Der er således ikke lavet forslag til aktiviteter vedrørende udlejning og regenerering af mobile ionbyttere, og der er heller ikke taget stilling til, hvordan man kan oprense og regenerere procesbade. Det er med andre ord kun en grov beskrivelse af nøgleprocessen, hvor blandet tungmetalholdigt affald ekstraheres og separeres og oparbejdes til brugbare produkter.

Efter ERG-metoden kan ekstraktionsprocessen udføres på forskellig vis alt efter, hvilke produkter man ønsker at fremstille. ERG har lagt hovedvægten i arbejdet på at undersøge og vurdere de forskellige muligheder for at oparbejde dansk galvanisk affald, som på mange måder er forskelligt fra russisk.

5.5.2 Affaldstyper og -mængder

Den affaldsprognose, som ligger til grund for ERGs procesvalg og dimensionering af procesanlægget på centralen, er allerede omtalt i afsnit 4.2. Prognosen omfatter affald fra følgende aktiviteter og brancher:

  • el-galvanisering
  • el-polering
  • bejdsning af stål og rustfri stål
  • printfremstilling
  • varmforzinkning
  • fosfatering

Affaldet indleveres skønsmæssigt fra 400-500 danske virksomheder, hvoraf hovedparten er specialvirksomheder med 1-2 af ovennævnte aktiviteter. Kun få danske virksomheder udføre mere end 3 af de nævnte aktiviteter. Både det faste og flydende affald er derfor ensartet og karakteristisk for de enkelte virksomhedstyper, hvilket står i skarp modsætning til ERGs erfaringer fra Rusland. Her er der tradition for store virksomheder, der ofte har mange forskellige processer. Derfor ser alt slam fra russiske virksomheder ens ud. Russisk slam indeholder altid jern, hvilket giver slammet en brun farve. Det er derimod langt fra altid tilfælde i Danmark, hvor der er mange virksomheder, som ikke har jern i slammet. Det gælder fx printindustrien samt virksomheder, der kun arbejder med kobber og messing.

I Rusland har alle virksomheder meget calcium i slammet, fordi spildevandet normalt neutraliseres med kalk. I Danmark bruges for det meste natronlud til neutralisering, og derfor er calciumindholdet i slammet ikke så højt. Det høje calciumindhold i dansk postevand bidrager dog med et betydeligt calciumindhold.

I Rusland bejdser man oftest metaller i svovlsyre. I Danmark er saltsyre mest anvendt. Derfor har dansk slam generelt et højere chloridindhold end sulfatindhold. I Rusland er det lige omvendt.

Alle disse forskelle indgår i ERGs vurderinger og procesvalg, og man har allerede lavet nogle mindre laboratorieforsøg for at undersøge, at den planlagte proces kan gennemføres på dansk slam. I vores affaldsprognose har vi delt affaldet op i fast affald (slam), kasserede procesbade og eluater fra ionbyttere. Slammet omfatter både slam fra renseanlæggene samt de kasserede halvkoncentrater, som virksomhederne eller centralen vil neutralisere og derved lave om til slam.

Kasserede procesbade omfatter alle de procesbade, som virksomhederne kasserer. Badene vil figurere i denne kategori, uanset at virksomhederne eller Kommunekemi i dag neutraliserer disse bade og derved laver dem om til slam. I vores opgørelse er det vigtigt at holde dem adskilt fra slammet, så vi kan vurdere mulighederne for separat behandling af de kasserede bade.

Eluater fra ionbyttere omfatter dels de nuværende eluater fra virksomhedernes egne ionbytningsanlæg og dels eluater der vil fremkomme fra de mobile ionbyttere, som centralen vil udleje og regenerere. Ved at holde denne kategori for sig, har vi det totale sandsynlige potentiale for ionbytning, hvilket har betydning for design og dimensionering af centralen. Det slam, som i dag opstår på de virksomheder, der selv neutraliserer eluat, figurerer ikke under kategorien "slam".

De totale affaldsmængder opdelt på affaldskategori og metaller fremgår af tabel 5.1. Det er de totale mængder i Danmark estimeret for år 2000. Disse tal omfatter alt affald i Danmark fra de pågældende processer uden hensyntagen til, at en del af dette affald allerede oparbejdes i dag og måske derfor ikke vil ende på en kommende dansk central. Det bliver formentlig et spørgsmål om, hvad det kommer til at koste på centralen.

Tabel 5.1
Affaldsprognose opdelt på affaldskategorier og metaller

Metal:

Slam

Kasserede bade

Eluater

Total

Nikkel, kg/år

5.332

18.849

1.556

25.738

Krom, kg/år

20.158

51.725

3.667

75.550

Kobber, kg/år

14.578

175.000

822

190.420

Zink, kg/år

85.090

412.895

4.428

502.413

Tin, kg/år

3.618

2.284

1.192

7.095

Jern, kg/år

212.164

866.800

3.730

1.082.693

Aluminium, kg/år

14.927

128.750

225

143.902

Total, kg/år

355.867

1.656.303

15.620

2.027.811

Tallene i tabel 5.1 vil blive anvendt til ERGs forslag til dansk genvindingscentral.

 5.5.3 Præsentation af ERGs forslag

Vi vil her give en kort præsentation af ERGs forslag til en dansk genvindingscentral. Præsentationen er dels baseret på ERGs rapport (bilag 10) og dels baseret på de oplysninger, som vi har fået gennem vore drøftelser med ERG.

ERGs metode er baseret på hydrokemiske reaktioner, hvor metaller eller gruppe af metaller separeres og oparbejdes. Som udgangspunkt kan anvendes blandingsslam af metalhydroxider, monoslam eller koncentrerede opløsninger med et eller flere metaller. Der anvendes overvejende gængse uorganiske kemikalier. Vi ved ikke på nuværende tidspunkt, om der også anvendes mere specielle kemiske forbindelser i mindre omfang. Ved separationsprocesserne spiller pH-styringen en væsentlig rolle.

Hvilke produkter kan fremstilles?

Afhængig af affaldsmængderne og sammensætningen kan ERG anvise flere mulige procesveje, der fører til forskellige slutprodukter. For det danske affald har ERG overvejet følgende muligheder:

  • Fremstilling af grundkemikalier og farvepigmenter frembyder mange muligheder. Kobber kan udvindes som kobbersulfat, mens nikkel, krom, tin og aluminium med fordel kan udvindes som hydroxider med henblik på videre raffinering eller salg. Kobber kan også laves til kobberpulver eller kobberoxid, der kan anvendes som pigment i skibsmaling (antifouling). Zink og jern kan laves til et blandingsfosfat, der kan anvendes som pigment i rustbeskyttelsesmaling. Jern kan også omdannes til ferrioxid, der er et meget anvendt pigment i maling. Kromhydroxid kan omdannes til kromsyre eller kromatsalte. Zink kan også udvindes som hydroxid, der kan omdannes til zinkoxid (hvidt pigment)
  • Fremstilling af metaloxider til emaljer er også en mulighed, men det kræver konstant sammensætning af affaldet for at opnå de ønskede farver
  • Fremstilling af metallurgiske produkter i form af rene metaller eller speciallegeringer. Det kan være ferrokrom (Fe + 60-64%Cr + 4%Si + 8,5%C + lidt S og P), legeringsstål til tandhjul (90%Fe + 5%Cu + 5%Ni), metaller til sintrede produkter (Fe + Ni + Co +W), kobber til pulvermetallurgi samt ultra rent nikkel (Ni > 99,95%). Flere af produkterne kan fremstilles med bedre kvalitet efter ERG-metoden end normalt.

ERG har efter en grundig gennemgang og vurdering af det danske affald og oparbejdningsprocesserne samt markedsmulighederne for de fremstillede produkter valgt den første proceskæde hvor man fremstiller kemikalier og pigmenter. Det har ifølge ERG flere fordele:

  • Simple processer og udstyr
  • Alle metaller i affaldet udnyttes
  • Lavt energiforbrug
  • Metoden er meget lidt følsom over for svingninger i affaldets sammensætning
  • Stabil kvalitet af de fremstillede produkter

ERG vurderer, at kun jern, zink, kobber og krom er til stede i passende store mængder, og derfor skal metoden fokusere på først og fremmest at udnytte affald med disse metaller. Disse metaller udgør godt 90 % af den totale metalmængde i affaldet.

ERG foreslår, at der fremstilles følgende hovedprodukter af disse metaller:

CuSO4 x 5H2O kobbersulfat, (700 t/år)
Cr(OH)3 chromhydroxid, (145 t/år)
Zn3(PO4)2 x Fe3(PO4)2 anti-korrosions pigment, (5900 t/år)
Fe(OH)3 jernhydroxid, (2700 t/år)

I det omfang, der er nok zink til stede i affaldet, bør der fremstilles anti-korrosions pigment, såfremt der er et godt marked for dette produkt. I Rusland er der et kæmpe marked, men vi kender ikke i øjeblikket markedssituationen i Danmark og Vesteuropa. Hvis der ikke er nok zink i affaldet, kan der fremstilles jernhydroxid ud fra det overskydende jern. En spændende mulighed er at tilsætte yderligere zinkaffald (fx zinkaske eller hårdzink fra varmforzinkning) for at få alt jern omdannet til det værdifulde anti-korrosions pigment.

Det er muligt at lave andre kobberprodukter end kobbersulfat, men det stiller større krav til processen. Fremstilling af kobberpigment til skibsmaling kræver strenge produktspecifikationer, men det er absolut et realistisk alternativ. På længere sigt må man dog forvente at kobber erstattes af andre produkter til skibsmaling. Det er også muligt at lave en dispersion af metallisk kobberpulver, som kan sælges.

Krom kan også udvindes som kromsyre eller kromater, der kan anvendes i galvanoindustrien eller til træimprægnering. Krom til træimpræg-nering er dog ikke mere tilladt i Danmark, men det vil formentlig fortsat være tilladt i mange andre lande i lang tid endnu. Kromhydroxid kan også bruges til fremstilling af kromisulfat, der kan anvendes i garverindustrien.

Zink kan også oparbejdes til zinkoxid, der er et almindelig anvendt hvidt pigment. Afhængig af markedssituationen for dette produkt kan det måske blive et interessant alternativt produkt for centralen.

Jernhydroxid kan omdannes til ferrioxid, der anvendes i store mængder som malingspigment (rødt/rødbrunt pigment). Fremstilling af dette produkt vil kræve en høj produktkvalitet, hvis det skal kunne sælges til en fornuftig pris.

Aluminium, nikkel og tin er til stede i relativ små mængder, som gør disse tre metaller mindre interessante. Disse metaller bør derfor ifølge ERG udvindes som rene metalhydroxider. Der vil være mulighed for at udvinde andre brugbare produkter fra disse hydroxider, hvis afsætningsmulighederne og økonomien taler herfor. Yderligere raffinering vil altid være muligt, men det vil være mere kompliceret og kræve investering i ekstra procesudstyr. Såfremt der kommer andre europæiske centraler, vil det være oplagt, at sende disse 3 metalhydroxider til en af dem til videre raffinering.

Man kan udmærket forestille sig, at centralen i første omgang laver de simpleste produkter og eventuelt senere udvider processen, så man kan fremstille mere komplekse produkter af høj renhedsgrad, hvis det er en økonomisk fordel. På den måde vil centralen være dynamisk og til enhver tid kunne tilpasse sig markedsforholdene - både hvad angår affaldsmængder og sammensætning samt de fremstillede produkter.

Processer og udstyr på centralen

Grundprocesserne ved oparbejdning af tungmetalholdigt slam er:

  1. Ekstraktion af metaller eller metalgrupper
  2. Selektiv udfældning af metaller
  3. Separation af sediment fra moderlud
  4. Vask af fraseparerede partikler
  5. Omkrystallisering og raffinering (om nødvendigt)
  6. Tørring af partikler (om nødvendigt)

Det er alt sammen klassiske kemiske enhedsoperationer som er simple, billige og sikre i drift. ERG har udviklet en særlig reaktor til ekstraktionsprocessen, hvori er indarbejdet ERGs know-how med processen.

Processen starter med at opslemme slam i vand, hvortil der bruges 3-5 m3 vand pr. ton tørt slam. Opslemningen ekstraheres ved at justere pH og tilsætte forskellige kemikalier. På den måde får man successivt de forskellige metaller eller metalgrupper adskilt, og disse ekstrakter kan videre behandles afhængig af, hvilket slutprodukt man skal opnå. Ekstrakterne behandles separat, og her kan eventuelt tilsættes yderligere "rene" affaldsfraktioner med de pågældende metaller.

Nu foretages typisk en udfældning af de rene metalsalte eller metalblandinger. Sedimentet isoleres, vaskes og tørres. Omkrystallisering kan eventuelt være nødvendigt for at opnå en passende renhedsgrad.

Overskydende vand fra processen vil indeholder forholdsvis store koncentrationer af anioner fra slammet som klorid, sulfat, fosfat og nitrat. Endvidere vil der kunne forekomme små koncentrationer af andre tungmetaller. Vandmængden vil for en dansk central udgøre 60.000-100.000 m3/år. Dette vand skal renses før udledning til kloak. Det vil formentlig betyde, at tungmetallerne skal fjernes, men det bliver næppe nødvendigt at fjerne saltresterne. Tungmetallerne vil sandsynligvis med fordel kunne fjernes ved en selektiv ionbytning, men ERG har ikke nogen sikker anbefaling. Calcium kan eventuelt fjernes som gips fra vandet.

Noget taler for, at man alligevel også bør lave en rensning af vandet for at fjerne saltrester, da man så kan genbruge det rensede vand i processen til opslemning af nyt slam. Den mest egnede rensemetode vil nok være omvendt osmose. ERG anslår, at man på den måde kan reducere vandforbruget med 80 % svarende til, at netto vandforbruget nedsættes til 12.000 - 20.000 m3/år. Man bliver efter vores vurdering nok nød til først at fjerne tungmetallerne ved selektiv ionbytning, før vandet renses ved omvendt osmose.

ERG foreslår, at der etableres et central anlæg som kan behandle hele den danske affaldsmængde (fra vores prognose) i 1 skift pr. dag i 5 skift pr. uge. Der er så mulighed for øge produktionen ved at arbejde i flere skift pr. døgn. Til et sådant anlæg skal der ifølge ERG anvendes følgende hovedkomponenter af udstyr og apparatur:

  • Reaktorer forsynet med pH-meter, ion-meter og doseringspumper
  • 12 stk. 200 m3 tanke
  • 4 stk. centrifuger med en output kapacitet på 7 t/h
  • 5 stk. standard tørreanlæg til partikler med en kapacitet på 2 t/h
  • 6-8 stk. mindre special apparatur
  • ca. 20 stk. pumper

ERG anslår, at der skal anvendes ca. 2.000 m gulvplads i til centralens indendørs aktiviteter. Det omfatter ikke plads til lager eller infrastruktur. Vi vil groft anslå, at der er behov for et grundareal på ca. 10.000 m til centralen.

ERG har ikke nærmere redegjort for behovet til kemikalielager, affaldslager og produktlager Kemikalierne vil formentlig kunne opbevares udendørs i store lagertanke, palletanke eller tromler afhængig af mængderne. Det daglige forbrug bør formentlig tages fra nogle mindre indendørs lagertanke.

Hvad angår lager for affald, har denne problematik tidligere været diskuteret i afsnit 5.3. Vi forestiller os, at der findes et begrænset lager på selve centralens område, men at tilgangen af affald styres over et EDB-system, så affaldet kan tilkaldes i den takt, det skal behandles. Det kræver en nøje registrering af og kontrol med det affald, man har stående klar til behandling ude på virksomhederne og på de regionale modtagestationer og behandlingscentre.

Denne problematik har været drøftet med ERG, og det var nyt for dem. Det skyldes nok, at deres erfaringer med russisk affald er, at det ikke varierer særlig meget i sammensætning. I Danmark har vi derimod meget varierende affaldssammensætning i de forskellige brancher, men inden for samme branche er affaldet ganske ensartet. Det betyder, at man med fordel kan udnytte denne situation til at slippe lettere igennem selve separationsprocessen på centralen. Flere affaldstyper behøver ikke at blive behandlet helt fra grunden, men de kan sluses ind i behandlingsprocessen undervejs.

Den komplette systemløsning

I ERGs forslag kan selve centralen ikke stå alene, hvis man skal have en økonomisk og rationel behandling af alt det danske affald. ERG foreslår, at der også skal laves nogle små regionale centre. På disse centre kan ionbyttersøjlerne regenereres, og eluaterne kan forbehandles, før de indgår i selve centralens oparbejdningsproces. Visse kasserede procesbade kan neutraliseres og slammet kan indgå i centralens oparbejdningsproces. Andre procesbade vil kunne afleveres direkte fra de regionale centre for direkte at indgå i centralens oparbejdsningsprocesser.

I flere tilfælde vil kasserede procesbade med fordel kunne behandles ude på virksomhederne, enten med virksomhedernes eget udstyr eller med mobilt udstyr fra centralen. Det gælder fx kasseret aftrækssyre og bejdsebade fra varmforzinkning. Her foreslår ERG, at disse neutraliseres ude på virksomhederne, og slammet herfra afleveres direkte til centralen, hvor det kan oparbejdes direkte sammen med zink- og jernholdigt ekstrakt fra hovedprocessen.

ERG foreslår endvidere, at kobberholdige ætseopløsninger fra printfremstilling kan behandles ude på de enkelte virksomheder. Ved denne behandling dannes enten metallisk kobber eller andre kobberprodukter samt en biprodukt (Hydrogent L), der kan anvendes til fældning af tungmetalholdigt spildevand, hvor der skal opnås meget lave restkoncentrationer.

 5.6 Konklusion på feasibility studium for centralen

Projektet er ikke som planlagt afsluttet med et fyldestgørende feasibility studium. Det skyldes dels, at der i slutfasen ikke var midler nok og dels, at vi ikke har haft tilstrækkelige tekniske oplysninger til at gennemføre detaljerede tekniske og økonomiske beregninger, som er nødvendige for at kunne lave et feasibility studium.

Vi har valgt at præsentere projektforslag fra det russiske firma ERG Engineering Company, der har udviklet en metode til oparbejdning af tungmetalholdigt galvanisk affald. Metoden kan i modsætning til andre kendte metoder behandle blandet metalhydroxidslam til brugbare produkter. Det drejer sig om en forholdsvis simpel og billig teknik, som vi vurderer som meget velegnet til en dansk genvindingscentral under hensyntagen til typer og mængder af dansk affald.

Projektforslaget viser, at det er muligt at lave et koncept, som fuldt ud lever op til de forventninger, som den galvaniske branche havde på forhånd. Affaldsprognoserne viser dog, at den galvaniske branche kun bidrager med knap 10 % af det tungmetalholdige affald fra metaloverfladebehandling i Danmark, og derfor forudsættes det, at andre brancher skal sluttes til. Det gælder varmforzinkning, printfremstilling, el-polering, fosfatering samt bejdsning af stål. På længere sigt kan man forestille sig, at en sådan central også modtager andet tungmetalholdige affald til oparbejdning som fx returgods og restprodukter fra røggasrensning.

Såfremt der bliver etableret en dansk central, der kan oparbejde brugbare produkter af blandet metalhydroxidslam, kan virksomheder med kemiske fældningsanlæg fortsætte med at bruge disse anlæg og lave tungmetalholdigt slam. Når blot dette slam sendes til oparbejdning, vil det være en miljømæssigt tilfredsstillende løsning. Virksomhederne kan så ud fra både tekniske og økonomiske overvejelse vurdere, om det er optimalt for dem stadig at genere slam, eller man hellere skal indføre forskellige interne foranstaltninger for at nedbringe forureningen ved kilden - herunder reducere forbrug af råstoffer og hjælpe-stoffer. Dette taler unægteligt for at få etableret en dansk central efter ERGs koncept.

ERGs projektforslag er ikke særlig godt dokumenteret, da man ikke har kunnet fremvise tilsvarende fuldskala anlæg i drift. Vi har dog fået præsenteret smagsprøver på metoden, dels i form af demonstrationer i laboratoriet, dels i form en enkeltprocesser i drift på russiske virksomheder. Hertil kommer, at ERG har lavet enkelte laboratorieforsøg med dansk slam. På den baggrund tør vi dog godt anbefale projektforslaget til videre vurdering og undersøgelser.

Det kan nævnes, at der netop er igangsat et projekt i Kaliningrad med støtte fra Miljøstyrelsen, hvor der skal bygges en lille genvindingscentral for galvanisk affald efter ERGs metode. Erfaringerne med dette projekt vil være en utrolig gunstig mulighed for at få dokumentet, hvordan konceptet fungerer, og om det kan anvendes på en kommende dansk genvindingscentral.

Det er nu op til interessenter og potentielle investorer at tage stilling til, om vort projektforslag skal undersøges nøjere med henblik på at etablere en dansk genvindingscentral for tungmetalholdigt affald på det foreliggende grundlag. Vores anbefaling er helt klart, at det bør undersøges nøjere, da vi her tilsyneladende har fat i en unik metode, som ikke hidtil har været kendt.

Såfremt det ender med, at der etableres en dansk central, vil der formentlig være mulighed for at indgå et nærmere samarbejde med ERG for at sælge konceptet til andre lande. ERG er interesseret i at levere og sælge den procesmæssige know-how, og der er næppe tvivl om, at danske ingeniører og entreprenører kan lave et anlæg af teknisk høj kvalitet samt en komplet systemløsning. Det vil efter vores opfattelse være et særdeles salgbart produkt ikke bare i Europa men over hele verden.

5.7  Supplerende laboratorieundersøgelser

Efter udarbejdelse af feasibility studiet har vi indsamlet nogle karakteristiske slamprøver fra 5 danske virksomheder. Disse prøve har ERG anvendt til en række laboratorieforsøg, hvor de enkelte metaller er udvundet og oparbejdet til færdige produkter. Resultaterne af disse undersøgelser er vist nedenfor.

Tabel 5.2:
Grundstofanalyse af 5 danske slamprøver. Grundstofanalysen er lavet som en røntgenanalyse på en tørret prøve. Kun grundstoffer fra nr. 11 (natrium) og opefter kan detekteres ved metoden.

Resultater i mg pr. kg TS (tørstof), Resultat = 0 svarer til < 50 mg/kg TS

Se her!

Der er ikke målt indhold af lette elementer (Be, B, C, N, O og F) i de 5 prøver Ved analysen har laboratoriet også bestemt glødetabet, der typisk vil være krystalvand og eventuelle karbonater. Laboratoriet har endvidere beregnet, hvor meget ilt, der er bundet til de grundstofferne. På den baggrund er i tabel 5.3 anført sammensætningen af tørstoffet.

Tabel 5.3:
Sammensætning af tørstof i de 5 slamprøver baseret på analyser og beregninger.

Se her!

Slamprøvernes sammensætning er stort set som forventet.

Slam fra aluminium anodisering vil indeholde store mængder aluminium samt forholdsvis meget sulfat, der stammer fra svovlsyren i anodiseringsbadet. Tin stammer fra en elektrolytisk indfarvningsproces, mens fosfor skyldes fosfatholdige affedtningsmidler.

Slam fra varmforzinkning (flusbadsslam) er karakteriseret ved stort indhold af jern og zink samt chlorider fra flusbadet.

Slam fra printplade fremstilling indeholder som ventet meget kobber samt noget tin og bly fra galvanoprocesserne.

Ved el-forzinkning vil vi først og fremmest få zink og jern i slammet og i mindre omfang krom fra kromateringsprocesserne.

Slam fra fornikling-forkromning og messingbejdsning bidrager som ventet med nikkel, krom, zink og kobber. Fosfor stammer fra fosfater og fosforsyre i procesbadene.

De 5 udvalgte slamtyper vil kunne blandes i passende forhold, så man kan få et blandingsslam, der ligner det blandingsslam, som vi har fundet frem til ud fra vores affaldsprognoser.

Ud fra de foreliggende analyser har ERG har anvendt slamprøverne enkeltvis eller i blanding til at fremstille syv produkter med hovedindhold af:

Produkt 1: Kromholdigt produkt, Cr(OH)3
Produkt 2: Nikkelholdigt produkt, Ni(OH)2
Produkt 3: Jernholdigt produkt, Fe(OH)3
Produkt 4: Kobberholdigt produkt, Cu(SO)4, 5H2O
Produkt 5: Aluminiumholdigt produkt, Al(OH)3
Produkt 6: Zink-jernholdigt produkt, Zn3(PO4)2.Fe3(PO4)2
Produkt 7: Calciumholdigt produkt, CaSO4,2H2O

Prøver af de 7 produkter er afleveret til analyse i Danmark. Resultaterne ses i tabel 5.4

Tabel 5.4:
Grundstofanalyse på 7 produkter (mærket P1-P7) fremstillet af ERG ud fra de 5 danske slamprøver. Produktanalyserne er lavet af FORCE Instituttet ved energi dispersiv røntgenfluorescens, som giver den relative sammensætning for grundstoffer fra nr. 11 (Na) og opefter. Det absolutte indhold er herefter bestemt ud fra en ICP-analyse af hoved-komponenten lavet af MILJØ-KEMI. Metoden kan generelt påvise grundstoffer > 0,01%.

Se her!

Prøvernes renhed svarer stort set til ERGs forudsigelser. Ønskes lavere koncentrationer af urenheder vil det i de fleste tilfælde kunne opnås gennem en mere omfattende raffinering af produkterne. Det er dyrere, men det kan måske være ønskeligt i nogle tilfælde, for at kunne afsætte produkterne til en højere pris.

Indholdet af hovedkomponenter svarer i store træk til forventningerne. Her var ventet 36-47 % Cr i P1, 52-60 % Ni i P2, 39-56 % Fe i P3, 23-25 % Cu i P4, 26-33 % Al i P5, 9-31 % Fe og 9-31 % Zn i P6 samt 18-22 % Ca i P7.


[Forside] [Indhold] [Forrige] [Næste] [Top]