Hydrothermale Extraktion von Schwermetallen aus MVA-Rückständen

Das Lösungsverhalten von Pb, Zn, Cu und Fe unter hydrothermalen Bedingungen im Feinanteil zweier Müllverbrennungsschlacken wurde in Abhängigkeit von der Temperatur und von der Zeit untersucht. Das Lösungsverhalten von Pb, Zn, Cu und Cd eines Elektrofilterstaubes unter hydrothermalen Bedingungen bei 180 °C und variierenden HCl-Zugaben wurde ebenfalls untersucht. Das Ausgangsmaterial wurde chemisch und mineralogisch mit Röntgenfluoreszenzanalyse (RFA), Röntgenpulverdiffraktometrie (XRD) und Elektronenstrahlmikrosonde (EMS) charakterisiert. Der Schwermetallgehalt in den Eluaten aus den Hydrothermalversuchen wurde mit Atomabsorptions-spektroskopie (AAS) bestimmt. Pb liegt in den Müllverbrennungsschlacken entweder elementar oder in oxidischer Form als PbO2 (Plattnerit) vor. Zn-führende Phasen sind Fe-Schmelzkügelchen, Larnit, Zn-Nitrat sowie Calcit.

Neben Schlacken aus der Verhüttung metallischer Werkstoffe und Schlacken aus der thermischen Verwertung von Elektronikschrott (WEEE) beinhalten sowohl frische wie deponierte Schlackenaus Müllverbrennungsanlagen (MVA) ein hohes Wertstoffpotenzial an mineralischen und metallischen Komponenten. Die Aufkonzentration von werthaltigeren Metallen und Seltenen Erden bei der thermischen Verwertung verringert in erheblichem Maße die Kosten für die Wiedergewinnung dieser Stoffe im Vergleich zur Abtrennung aus frischen Abfällen. Die Weiterentwicklung der Schlackeaufbereitungstechniken im Bereich der Metallabscheidung hat dazu geführt, dass die Rückgewinnungsquoten in den letzten Jahren deutlich gestiegen sind, mittlerweile können über 90 % bestimmter gediegener Metalle zurückgewonnen werden. Ein Problem bei all diesen Verfahren ist jedoch der Feinanteil < 1mm, der nicht abgetrennt wird, sondern in Form von Anbackungen und Belägen die Oberflächen inkrustiert und weitere Aufbereitungs- und Reinigungsprozesse erfordert. In Deutschland fallen jährlich 6,3 Millionen Tonnen Rückstände aus der Müllverbrennung an, wobei allein Kesselaschen aus der Hausmüllverbrennung mit 4,76 MioTonnen dazu beitragen. Neben Schmelzprodukten und Durchläufern (Glas, Keramik) weisen die MVA-Schlacken Feinanteile < 1mm bis zu 60% auf. Diese Feinanteile besitzen hohe Gehalte an Schwermetallen, dies sind insbesondere Pb, Zn und Cu, die vorwiegend oxidisch gebunden vorliegen (Deike 2012). Durch hydrothermale Extraktion (HTE) können diese Schwermetalle zu einem hohen Anteil gelöst werden. Meist werden andere Elemente nicht analysiert, jedoch sind untergeordnet Sb, Sn, oder V, aber auch seltene Erden (SEE) wie Y, La, Ce oder andere wirtschaftsstrategische Rohstoffe wie Zr, W, Mo z.T. in bemerkenswerten Mengen vorhanden (Morf et al. 2013).

Copyright:	© Lehrstuhl für Abfallverwertungstechnik und Abfallwirtschaft der Montanuniversität Leoben
Quelle:	Depotech 2014 (November 2014)
Seiten:	6
Preis inkl. MwSt.:	€ 3,00
Autor:	Prof. Dr. Karl Thomas Fehr Amanda Günther

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