|
Genanvendelseseffektivitet af hvidblik- og stålemballager 4 Tab ved slaggebehandling4.1 Danske slaggebehandlingsmetoderDe danske forbrændingsanlæg har enten anlæg stående til fraseparation af jern fra slaggen i forbindelse med forbrændingsanlæggene eller får separationen udført på eksterne oparbejdningsanlæg. Ud fra forespørgsler til behandlere af ca. 80% af den danske slagge er det vurderet at behandlingen er nogenlunde ens. Slaggen lagres typisk først omkring en måned hvorved jernet oxideres delvist. Da oxidationen af jernet også forløber i grænselaget mellem påbagt slagge og metal, medfører lagringen at slaggen nemmere falder af ved den efterfølgende sortering og oparbejdning. Ved sorteringsprocessen tilføres den lagrede slagge en sortértromle med hulstørrelse på 50-60 mm og separeres i en overstørrelses- og en understørrelsesfraktion. Fra overstørrelsesfraktionen frasepareres jernet med en overbåndsmagnet. Jernet fra understørrelsesfraktionen behandles efterfølgende i en hammermølle for at befri jernet for slagge og rust. Dette medfører at jernet har tilstrækkeligt lidt slagge tilbage til at det fra en del behandlingsanlæg kan eksporteres som grønt forbrændingsjern (Grønt forbrændingsjern overholder kravene til eksport af affald på den grønne liste i bekendtgørelse om import og eksport af affald, Ref. 6). Et eksternt og et internt sorteringsanlæg er besøgt i løbet af projektet og beskrevet i det følgende. 4.1.1 Besøg ved slaggebehandlingsanlægget i Næstved og Holme-OlstrupDSV Anlæg, Teknik & Miljø A/S har slaggebehandlingsanlæg beliggende i Næstved på Elektrovej ved Ydernæs og i Holme-Olstrup. Disse anlæg blev besøgt 31. januar 2002. Når slaggen til anlægget i Næstved er ankommet, lagres den ca. en måned inden jernet frasorteres (se Figur 4.1) Ved lagringen oxideres noget af jernet så slaggen bliver nemmere at fraseparere ved den efterfølgende behandling. Når jernet skal frasepareres, tilføres slaggen en sortértromle med 60 mm huller. Overstørrelsesfraktionen passerer en overbåndsmagnet (se Figur 4.2) som fraseparerer jernholdigt materiale til efterfølgende eksport. Eksempler er vist på Figur 4.3 og Figur 4.4. Understørrelsesfraktionen oparbejdes på det nærliggende anlæg i Holme-Olstrup (se Figur 4.5) På dette anlæg findes en hammermølle med 3 x 6 hamre som fjerner slagge fra de mindre dele (se Figur 4.6). Jernfraktionen oprenses herefter på et rystesold som vist på Figur 4.7. På anlæggene blev i 2001 behandlet ca. 160.000 tons slagge med udvinding af 12.200 tons jern. Slaggeandelen i jernet er omkring 3%, og det eksporteres som grønt forbrændingsjern. Hvis der regnes med at der produceres en typisk mængde af slagge inklusive jern på 22% fra danske forbrændingsanlæg (Ref. 7, 8, 9), svarer de 12.200 tons jern til at der genvindes 1,7% jern fra det affald der tilføres forbrændingsanlæggene. Anlæggene forventer at oparbejde ca. 220.000 tons slagge i år 2002. Hvis det antages at der dannes 22% slagge og metal ud af de ca. 3 mio. tons affald der forbrændes baseret på tal for år 2000, forventes en total slaggemængde i Danmark inkl. metaller på ca. 660.000 tons i 2002, og oparbejdningsanlæg-gene i Næstved og Holme-Olstrup vil således behandle ca. 33% af den samlede mængde.
Figur 4.1
Figur 4.2
Figur 4.3
Figur 4.4
Figur 4.5
Figur 4.6
Figur 4.7 4.1.2 Besøg ved slaggebehandlingsanlægget ved AmagerforbrændingI/S Amagerforbrænding blev besøgt den 31/1-02, og det tilknyttede slaggebehandlingsanlæg blev besigtiget. Amagerforbrænding har 4 nye ristebaserede linier hver med en kapacitet på 15 ton/time. Slaggen fra linierne lagres ca. 1 måned inden jernet frasorteres (se Figur 4.8). Herefter færdigmodnes slaggen yderligere ca. 2 måneder. Slaggen tilføres en sortértromle med 50 mm huller og en kapacitet på 100 t/time (se Figur 4.9). Overstørrelsesfraktionen passerer en overbåndsmagnet der frasorterer jernholdigt materiale som eksporteres til oparbejdning i udenlandsk stålværk. Understørrelsesfraktionen passerer en tromlemagnet som separerer det magnetiske materiale fra slaggen. Der produceres en jernfraktion med ca. 70% renhed. Jernet fra blandingen frasepareres herefter med en overbåndsmagnet og oparbejdes med hammermølle inden eksport af det rensede jern. Indholdet af slagge og jern i de 302.000 tons forbrændt affald ved Amagerforbrænding i 2001 var 22% svarende til 66.440 tons slagge og jern. Mængden af forbrændingsjern solgt til genanvendelse inkl. indhold af rust og slaggerester var 6.040 tons jern for 2001 svarende til et indhold på 2% i det tilførte affald. Overstørrelsesfraktionen udgør ca. 2/3 (4.000 ton) og understørrelsesfraktionen 1/3 af jernmængden (2.000 ton), Ref. 9.
Figur 4.8
Figur 4.9 4.2 Forsøg med behandling af hvidblikemballage ved amagerforbrændingFor at udføre et estimat på tabet ved lagring af metallerne i slaggen blev 29 ovale dåser fra klasse 1 placeret inde i en slaggebunke i 1½ måneder. Herefter blev dåserne gravet ud (se Figur 4.10 og Figur 4.11), og nogle af disse blev tilført sortértromlen. Afgangen fra sortértromlen og magnetsorteringen af overstørrelsesfraktionen er vist på Figur 4.12. Dåser udtaget direkte efter forbrænding og efter ophold i slaggen er vist på Figur 4.13 og Figur 4.14. Der ses en kraftig oxidation (brunfarvning) med gennemtæringshuller i de klasse 1-dåser som har lagret i slaggebunken, i modsætning til dåserne i klasse 1 som blev udtaget direkte fra forbrændingen hvor der ikke var oxidationshuller.
Figur 4.10
Figur 4.11
Figur 4.12
Figur 4.13
Figur 4.14 4.3 Estimat af tab ved slaggebehandlingEt antal af de lagrede ovale dåser fra klasse 1 blev udtaget efter at have passeret sortértromlen. Herefter blev dåserne vejet og efterfølgende renset med roterende stålbørste samt bearbejdet med hammer efter metoden i afsnit 3.4. Dåserne fra sortértromlen er vist på (Figur 4.15). De udvalgte er vist før rensning på Figur 4.16 og efter rensning på Figur 4.17. Tabet er vist i Tabel 4.1. Tabel 4.1
Middeltab for alle 4 dåser udgør 24,89%
Figur 4.15
Figur 4.16
Figur 4.17 Hvis der sammenlignes med middeltabet efter forbrænding på 14,8%, ses et signifikant yderligere tab på ca. 10% på 1,5 måned for klasse 1-dåser i forhold til startvægten. Dette svarer til et tab på 6,7% pr. måned i forhold til startvægten. Hvis man i stedet beregner tabet i forhold til den vægt klasse 1-dåserne har efter forbrænding, udgør tabet 6,7/(100-14,8)*100=7,9% pr. måned. For forsøget med 1,5 måned fås et tab på (25,9-14,8)/(100-14,8)*100=11,9% i forhold til vægten af rent metal efter forbrænding. Da tabene er kendt for alle klasser af dåser efter forbrænding, kan de forventede tab herefter estimeres efter lagring i et givet antal måneder hvis det antages at oxidationen er nogenlunde konstant. Amagerforbrænding og Holme-Olstrup opgiver en samlet lagringstid for jern på ca.1-1,5 måned inden frasortering. Da det frasorterede jern endvidere kan ligge et stykke tid inden oparbejdning, kan der ske en yderligere oxidation/hydratisering inden jernet når det endelige stålvalseværk; dog formentlig med mindre hastighed da det basiske miljø er fjernet, og det eksisterende rust/hydroxydlag formentlig til dels hæmmer yderligere oxidation. Det er derfor valgt at regne med lagringstabet som blev bestemt ved 1,5 måneds lagring hvorfor der forventes et tab af rent metal ved lagring i størrelsesordenen 11,9% af vægten af rent metal efter forbrænding. Det antages at alle klasser af dåser udsættes for dette tab uafhængigt af hvor meget de er nedbrudt ved forbrændingen. Herefter kan beregnes følgende tab for de enkelte dåseklasser efter lagring og frasortering af dåserne, se Tabel 4.2. Tabel 4.2
Ud fra Tabel 4.2 kan nu beregnes følgende samlede tab for de ovale dåser og tomatdåserne: Tabel 4.3
Det ses at tomatdåserne med den lavere godstykkelse har et væsentligt større tab end de ovale dåser. For at kunne beregne et samlet tab kræves kendskab til tabet som funktion af godstykkelsen og andre materialekarakteristika. Tabet vil ifølge Lars Erik Sebbelov, Ref. 12, ud over materialetykkelsen være afhængigt af hvor mange spændinger der findes i emballagen som følge af presseprocessen hvor dåsen fremstilles. Store hvidblikemballager som malerbøtter etc. hvor metallet er strakt meget, har således en høj grad af opbyggede spændinger og vil hurtigt kunne oxideres. Samlet vurderes at mindst 90% af emballagen vil have et tab svarende til tomatdåsernes med godstykkelse < =0,18 mm. Vægtningen er således udført så:
Herved fås et samlet tab for hvidblikemballage som har passeret forbrændingsanlæg og slaggeoparbejdning frem til stålværk på: Minimumtab: 62,0% 4.4 SlaggeindholdFra Tabel 4.1 ses at slaggeindholdet (inkl. oxider af jern) varierer mellem 15%-29% efter passage af rotértromlen. Dette gælder kun for de dåser der er over soldets størrelse, dvs. 50-60 mm. Dåser eller stumper af dåser som er mindre end soldets maskestørrelse, vil typisk være dåser i klasse 3, dåser der er oxideret så meget at de ikke har kunnet identificeres, eller små dåser som fx tomatpuredåser. Denne understørrelsesfraktion, også kaldet småjernsfraktionen, behandles efterfølgende med hammermølle. Herved vil en stor del af slaggen fjernes, men samtidig må forventes at en del af de "sprøde" metalrester fra det meget oxiderede materiale neddeles, så meget at det forsvinder med slaggen. Der forventes således kun genvundet en mindre del af de sprøde oxiderede metalrester fra småjernsfraktionen, mens små dåser i klasse 1 forventes genvundet i en vis grad. Metaldelene som genvindes, forventes på grund af behandlingen med hammermølle at være rimeligt befriet for slagge og løs rust.
|
