Das "Rene-Verfahren" zur Rückgewinnung von NE-Metallen aus feinkörnigen Rostaschen der thermischen Abfallbehandlung und energetischen Verwertung

Breitenstein, Boris

Nach einer effizienten Aufbereitung von Rostaschen der thermischen Abfallbehandlung gemäß dem Stand der Technik verbleiben in den bisher nicht behandelten feinkörnigen Fraktionen große Mengen an Kupfer, Aluminium und Zink. Bisher werden diese Wertmetallfrachten mit dem mineralischen Hauptmassenstrom unterschiedlichen Verwertungsmaßnahen zugeführt und gehen somit dem Wirtschaftskreislauf verloren. Aufgrund starker Verwachsungen der in den Rostaschen enthaltenen Wertmetallen, insbesondere des Kupfers, mit der umgebenden Matrix und mit anderen Metallen sowie der oftmals sehr geringen Korngrößen der Kupferpartikel, bis in einen Bereich von wenigen Mikrometern, war eine Rückgewinnung aufgrund fehlender Technologien und Prozesse bisher nicht möglich. Zur Rückgewinnung von NE-Metallen aus Rostaschen < 6 mm wurde das RENE-Verfahren entwickelt und aufgrund von Anpassungen im konventionellen Rostaschenaufbereitungsprozess zum RENE-Adapt-Verfahren zur Aufbereitung von Körnungen < 2 mm erweitert. Beide Verfahrensvarianten legen den Fokus auf die Kupferrückgewinnung. Mit den dreistufigen Verfahren ist es möglich mindestens 85 % des in den Rostaschen enthaltenen Kupfers aus der Matrix zu separieren und in hüttenfähige Konzentrate zu überführen. Die NE-Metall-Mischkonzentrate, die in den trocken- und nass-mechanischen Prozessstufen entstehen und aus einer Mischung von Kupfer- und Aluminiumpartikeln bestehen, weisen jeweils Kupfergehalte von über 20 % auf und belaufen sich dabei auf ca. 2,5 - 3 % der Gesamtmasse. Zudem konnte gezeigt werden, dass diese Mischkonzentrate in verschiedene Teilkonzentrate von Kupfer- mit Edelmetallen einerseits sowie Aluminium andererseits separiert und somit höhere Erlöse durch eine Einzelvermarktung erzielt werden können. Das durch die hydrometallurgische Stufe gewonnene Konzentrat von Kupfer und Zink kann ebenfalls vermarktet werden. Der verbleibende mineralische Rückstand der Aufbereitung von Rostaschen mit den RENE-Verfahren könnte aufgrund seiner Eigenschaften als teilweise CO2-freier Calciumträger in der Zementindustrie genutzt werden und somit einen Beitrag zum Klimaschutz leisten. Weiterhin sind die wichtigsten, für eine Umsetzung des Verfahrens relevanten ökonomischen Parameter bestimmt und die Übertragbarkeit des Verfahrens auf weitere Sonderrostaschen der thermischen Abfallbehandlung sowie die Scale-up-Fähigkeit des Verfahrens nachgewiesen worden.

After an efficient treatment of municipal waste incineration bottom ashes to the prior art, large amounts of copper, aluminum and zinc remain in the fine fractions which have not been treated. Until now, these non-ferrous metals cannot be recovered from the mineral main mass and are lost to the economic cycle. Due to the strong intergrowth of metals, especially copper, with the surrounding matrix and other metals, as well as the often very small grain sizes of the copper particles up to a range of a few micrometers, the recovery was not possible due to missing technologies and processes. The RENE process was developed for the recovery of non-ferrous metals from municipal waste incineration bottom ashes with a diameter < 6 mm and extended to the RENE-Adapt process for the processing of grain size < 2 mm due to adaptations in the conventional recovery process. Both process variants focus on copper recovery. With the three-step process, it is possible to reach a copper yield of 85% from the matrix and separate it in concentrates. The nonferrous metal concentrates which are separated in the dry- and wet-mechanical process stages and consist of a mixture of copper and aluminum particles. Each has copper concentration of more than 20% and mass amount to approximately 2.5-3%. It was also shown that these mixed concentrates can be separated into different sub concentrates of copper with precious metals, as well as aluminum. The concentrate of copper and zinc separated by the hydrometallurgical stage can also be marketed. The remaining mineral residue from the treatment with the RENE-processes could be used in the cement industry. Furthermore, the most important economic parameters relevant for an implementation of the method have been determined and the transferability of the method to further special ashes of the thermal waste treatment as well as the scale-up capability of the method have been demonstrated.

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Breitenstein, Boris: Das "Rene-Verfahren" zur Rückgewinnung von NE-Metallen aus feinkörnigen Rostaschen der thermischen Abfallbehandlung und energetischen Verwertung. 2017.

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