Jätteestä ekokaivokseksi Kemian Päivät 22.3.2011 Jutta Laine-Ylijoki VTT
Mitä taustalla? Globaalisti kasvavat jätevolyymit - metallipitoisia jätteitä vuosittain satoja miljoonia tonneja Luonnonvarojen ehtyminen ja kriittiset metallit Imago ja globaalit ympäristö-, ilmasto ja kierrätystavoitteet Tiukentuva lainsäädäntö ja loppusijoituksen kasvavat kustannukset Kierrätysteollisuus ja jätteet uusina luonnonvaroina
Lähtökohtia Jätemateriaalin huolellinen karakterisointi ja heterogeenisuuden arviointi Prosessointitavoitteiden ja mahdollisuuksien määrittely Soveltuvien yksikköprosessien testaus Integroidun prosessiketjun suunnittelu Prosessin optimointi Materiaalijakeiden käsittely ja hallinta
Case: Pohjakuona Jätteenpoltossa syntyvä palamaton ja sulanut aines arinalta (200-350 kg /poltettu jätetonni) Suomessa jatkossa arviolta 200 000 t/a Kuonaa, lasia, ei-magneettisia ja magneettisia metalleja, palamatonta muovia ja orgaanista ainetta: 10% magneettisia metalleja 2,5-3,0% ei-magneettisia metalleja (alumiini, kupari, messinki) 80-85% kuonaa, lasia, keraamia, kiveä 1-3% orgaanista, muovia, paperia //www.vtt.fi/inf/pdf/tiedotteet/2011/t2567.pdf/
Pohjakuona: Mineraloginen karakterisointi Optinen mikroskopia ja MLA (Mineral Liberation Analyser)
Pohjakuona: Mitä yksikköprosesseja? Rummutus hienoaineksen poistamiseksi Fraktiointi Magneettierotus Eddy Current ei-magn. metalleille (Al, Cu) Painonvoimaerotus tärypöydällä Vaahdotus Bioliuotus jne
Pohjakuona: Prosessisuunnittelua Integroitu useita yksikköprosesseja sisältävä prosessi tarpeen: Magneettierotus suuremmille raekokoluokille (> 4 mm) Pyörrevirtaerotus alhaisilla hihnannopeuksilla suurille raekokoluokille (20-50 mm) Murskaus ja valssaus alumiinille Vaahdotus kuparille Bioliuotus alumiinille ja kuparille
Malliprosessi A "Kuonasta A: UUMA-materiaali" Kuonasta uusioaggregaatti Pohjakuona varastointi/ikäännyttäminen/kuivaus Karkea seulonta Ylikarkean materiaalin poisto > 300 mm Rumpuseulonta 100-300 mm Monivaiheinen seulonta 4-100 mm fraktiot Magneettierotus fraktioittain Magneettiset tuotteet Ei-magneettiset tuotteet Eddy-current fraktioittain Ei-magneettiset metallit "Uuma-materiaali" jäljelle jäänyt kuona < 4 mm Murskaus < 1 mm "Metallirikaste > 1 mm" Jauhatus Uusioaggregaatti: Haasteina hienontuminen ja joidenkin aineiden osalta ympäristöominaisuudet 180 µm Seulonta "Metallirikaste > 180 µm" Liejunerotus Vaahdotus Jäte Vaahdotuksen Cu- rikaste
Malliprosessi B: Kuonasta Uusiomalmi Malliprosessi B "Kuonasta uusiomalmi" Pohjakuona varastointi/ikäännyttäminen/kuivaus Karkea seulonta Ylikarkean materiaalin poisto > 300 mm Rumpuseulonta 100-300 mm Magneettierotus fraktioittain Magneettiset tuotteet Ei-magneettiset tuotteet Monivaiheinen seulonta 4-100 mm fraktiot < 4 mm Ei-magneettinen 4-50 mm Murskaus < 1 mm Jauhatus "Metallirikaste > 1 mm" Magneettierotus fraktioittain Magneettiset tuotteet Ei-magneettiset tuotteet 180 µm Seulonta "Metallirikaste > 180 µm" Liejunerotus Uusiomalmi: Korkeat metallipitoisuudet metallisina Vähän yksikköprosesseja Investointi- ja käyttökustannukset pieniä Vaahdotus Jäte Vaahdotuksen Cu- rikaste
Taloudellisia näkökohtia Keskeisiä tekijöitä Materiaalimäärä Talteen otettavat aineet ja niistä saatava nettohyöty Prosessin tavoitteet ja optimointiaste Kaatopaikkasijoituksen hinta Koostumus ja laatuvaihtelu Jakeiden jatkokäsittely ja hallinta
Yhteenveto Tehokkaassa jäteprosessissa: Riittävä ja potentiaalinen materiaali- ja prosessointivolyymi Talteen otettavat materiaalit ohjaavat suunnittelua ja yksikköprosessien valintaa Syöte tunnettu ja huolellisesti karakterisoitu Koko prosessointiketju optimoitu
Lisätietoja Jutta Laine-Ylijoki, Senior Research Scientist VTT Technical Research Centre of Finland Jutta.Laine-Ylijoki@vtt.fi, phone: 020 722 5698