| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Behandlingsteknologier for batterier - Fase 2

2 Resultater

2.1 Visuel bedømmelse af batterierne

2.1.1 Pyrolysen

Efter pyrolysen er der foretaget en visuel bedømmelse af batterierne. Batterierne er efter pyrolysen synligt fri for plastic og overfladen er kun svagt oxideret (rusten). Der hvor der ikke er rust, er batterierne gråsorte. Langt de fleste af batterierne har åbnet sig, enten ved at bunden er trykket helt af, eller ved at man kan se åbninger i batteriernes samlinger. Enkelte batterier ser decideret ud til at være eksploderet. Når batterierne blev taget ud af reaktoren, var der en del løst støv, der stammede fra batterierne.

2.1.2 Efterbehandling af batterierne

Knusning og sigtning: Ved 2 gange knusning og sigtning af batterierne igennem 1 mm sigte blev batterierne delt i en metalfraktion og en pulverfraktion. Ikke alle batterierne var så knuste, at alt pulver var frigivet fra metaldelene. Især var det de små batterier, (AA, AAA og 9V) hvor metal og pulver ikke var helt separeret. Dette skyldes, at den anvendte knuser havde for stort mellemrum mellem knivene, således at de små batterier kunne falde igennem.

Pulverfraktionen fra sigtningen bestod af et mørkebrunt-sort fint pulver med partikler <1mm.

Magnetseparering: Metalfraktionen blev ved magnetseparering delt i en jernfraktion og en ikke-jernfraktion. Ikke-jernfraktionen kunne ses at indeholde stykker af kulelektroder, pulverdele der ikke var knust til <1mm, små klumper af smeltet zink samt messingelektroder.

I jernfraktionen sad der stadig en del ikke frigivet pulver på jernstykkerne.

2.2 Massebalance

På baggrund af vægten af den samlede batterimængde og vægten af de enkelte restfraktioner efter pyrolysen er massebalancen for pyrolyse og efterfølgende separering af batterierne beregnet. Den relative størrelse af de enkelte restfraktioner samt tabet ved pyrolysen og spild under neddelingen fremgår af figur 4.1. Figuren viser et gennemsnit for alle 7 forsøg, men minimum- og maksimumværdier for de enkelte forsøg er også angivet. Det ses at afvigelsen mellem de enkelte forsøg ikke er større end 5%.

Det ses endvidere af figuren at pyrolyse af 1.000 kg batterier giver ca. 450 kg pulver, 240 kg jern og 120 kg ikke jern. Tabet ved pyrolysen er ca. 200 kg og skyldes primært fordampning af vand og omsætning af plastic.

Klik her for at se figuren.

Figur 2.1 Relativ fordeling af fraktioner angivet som et gennemsnit af alle 7 forsøg. Desuden er angivet minimum og maksimum for de enkelte forsøg.

2.3 Kviksølvindhold i gassen

Kviksølvindholdet i gassen fra reaktoren er bestemt for hvert forsøg. Resultaterne fremgår af tabel 2.1.

Tabel 2.1 Resultaterne af kviksølvmålingerne for de enkelte forsøg. Der er angivet mængden af batterier pr. forsøg, middelkoncentrationen af kviksølv i gassen, måleperiodens længde samt den totale mængde kviksølv afdampet. På baggrund af disse parametre er beregnet, hvor meget kviksølv, der har været i gassen i forhold til mængden af batterier.

Af tabellen fremgår det, hvor stort indholdet af kviksølv har været, set i forhold til mængden af batterier i de enkelte forsøg. I tabellen er desuden angivet middelindholdet for alle forsøgene samt standardafvigelsen på middelværdien. Heraf ses at middelindholdet af kviksølv i gassen har været 114± 11 mg Hg pr kg batterier.

2.4 Indhold i restfraktioner

Indholdet i restfaktionerne efter pyrolysen er kortlagt. Der henvises til figur 3.7, hvor en oversigt over de enkelte restfraktioner er angivet.

Alle resultaterne i de efterfølgende afsnit er angivet som middelværdien af analyser fra syv forsøg (forsøg nr. 8-14). Desuden er standardafvigelsen på middelværdien angivet.

2.4.1 Pulverfraktionen

Pulverfraktionen udgør ca. 45% af den oprindelige batterivægt før pyrolyse.

Repræsentative delprøver fra samtlige forsøg er analyseret ved røntgen-fluorescens og atomabsorption. Endvidere er der udført elementaranalyse af alle delprøver.

Middelresultaterne fra alle forsøgene fremgår af tabel 2.2.

Tabel 2.2. Middelindholdet (vægt-%) i pulverfraktion analyseret ved røntgenfluorescens og atomabsorption. Desuden er vist en elementaranalyse. De væsentligste elementer er vist med fed skrift. Standardafvigelsen på middelværdien er angivet.

Det ses af tabellen, at analyse ved atomabsorption for de væsentligste indholdsstoffer generelt giver lavere værdier end ved røntgenteknik.

De allervæsentligste elementer i pulveret er mangan og zink, der tilsammen, afhængig af analysemetode, udgør omkring 60-70% af vægten. Øvrige væsentlige elementer er i tabellen vist med fed skrift og udgør sammen med mangan og zink ca. 98%, hvis der tages udgangspunkt i røntgenanalysen.

Kviksølvkoncentrationen er på baggrund af atomabsorptionanalysen 4,2 ± 1,6 mg/kg pulver. Da pulveret udgør 45% af den oprindelige batterivægt, svarer dette til et restkviksølvindhold på 1,9 ± 0,7 mg/kg batterier.

2.4.2 Jernfraktionen

Jernfraktionen udgør ca. 24% af den oprindelige batterivægt før pyrolyse.

Repræsentative delprøver af jernfraktionen fra hvert forsøg er udtaget og opløst i varmt "kongevand". Det var ikke muligt at opløse hele prøven med "kongevand". Ca. 24% af den oprindelige vægt af prøven kunne ikke opløses. Resultaterne af analyse af filtratet ved atomabsorption fremgår af tabel 2.3.

Tabel 2.3 Analyse af middelindholdet i jernfraktionen angivet som vægt-%. Standardafvigelsen på middelværdien er angivet. De sidste ca. 10% udgøres af elementer der ikke er analyseret for eller skyldes måleusikkerhed.

En del af batterierne er ikke knust helt og en del af jernstykkerne indeholder derfor stadig pulvermateriale. Jernstykker med pulvermateriale udgjorde 20-40% af vægten, hvor pulveret har udgjort hovedparten af vægten. Skønsmæssigt har prøverne derfor bestået af 15-35% pulver. En del af de analyserede stoffer stammer derfor fra pulverfraktionen på jernstykkerne.

Kviksølvkoncentrationen i jernfraktionen var 1,4± 0,8 mg/kg jernfraktion. Dette svarer til et restkviksølvindhold på 0,3± 0,2 mg/kg batterier.

2.4.3 Ikke-jernfraktionen

Ikke-jernfraktionen udgør ca. 12% af den oprindelige batterivægt før pyrolyse.

Repræsentative delprøver af jernfraktionen fra hvert forsøg er udtaget og manuelt opdelt i 4 delfraktioner. Vægtfordelingen fremgår af tabel 2.4.

Tabel 2.4 Ikke-jernfraktion. Vægtmæssig fordeling af de fire underfraktioner.

Kulelektroderne er ikke analyseret.

Analyseresultater af zink-klumperne fremgår tabel 2.5.

Tabel 2.5 Ikke-jernfraktion. Analyse af middelindholdet i zink-fraktionen angivet som vægt-%. Standardafvigelsen på middelværdien er angivet.

Analyse af delfraktionen af messingelektroder og kobberstykker fremgår af tabel 2.6.

Tabel 2.6 Ikke-jernfraktion. Analyse af middelindholdet i messing-fraktionen angivet som vægt-%. Standardafvigelsen på middelværdien er angivet.

Analyse af delfraktionen af pulver fremgår af tabel 2.7.

Tabel 2.7 Ikke-jernfraktion. Analyse af middelindholdet i pulverfraktionen angivet som vægt-%. Standardafvigelsen på middelværdien er angivet. De sidste ca. 37% udgøres af elementer der ikke er analyseret for eller skyldes måleusikkerhed.

Ved sammenligning af pulverfraktionen fra sigtningen (tabel 2.2) og pulverfraktionen fra Ikke-jernfraktionen (tabel 2.7) ses at der er stor lighed mellem de analyserede parametre.

Der er kun analyseret for indhold af kviksølv i pulverfraktionen fra ikke-jernfraktionen. Kviksølvkoncentrationen i denne fraktion var 4,7 ± 2,9 mg/kg pulver. Fraktionen udgør 80% af ikke-jernfraktionen, der igen udgør 12% af den oprindelige batterivægt. Kviksølvindholdet svarer derfor til et restindhold på 0,5 ± 0,3 mg/kg batterier før pyrolyse.

2.5 Kviksølvindhold i de anvendte batterier

Det gennemsnitlige indhold af kviksølv i de batterier som er anvendt til forsøgene, kan bestemmes som den mængde, der er fordampet under pyrolysen plus den mængde, der er tilbage i restfraktionerne.

Resultatet heraf fremgår af tabel 2.8.

Tabel 2.8 Middelindhold af kviksølv i de anvendte batterier. Standardafvigelsen på middelværdien er angivet.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |