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IGENASS BAT-Nass Ergebnisse der Aufbereitung von nass ausgetragener KVA-

Schlacke nach «Best Available Technology»

Verfasser Verantwortlich

Marco Kaiser Prof. Dr. Rainer Bunge

Patrick Eicher

Institut für Umwelt- und Verfahrenstechnik

Oberseestrasse 10

8640 Rapperswil

Tel: 055 222 48 60

Datum: 13.06.2019

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Zusammenfassung

In der vorliegenden Studie BAT-Nass ging es darum abzuschätzen, welche Ergebnisse punkto trockenmechanischer Aufbereitung von nass ausgetragener KVA-Schlacke erzielbar sind. Im Zielbereich der Studie lag die Ermittlung folgender Kennzahlen und Umweltdaten:

Primärkennzahlen

Wie hoch ist der Rückgewinnungsgrad der Nichteisenmetalle (NF) und Edelstähle (SS)?

Wie hoch ist der Restgehalt NF + SS = NFSS in der aufbereiteten Schlacke?

Abgeleitete Daten

Welches Umweltleistungspotenzial steckt in der Schlacke?

Wieviel davon wurde in Form der Produkte realisiert (minus dem ökologischen Auf-wand des Anlagenbetriebes)?

Ermittlung Umwelt-Wirkungsgrad: realisiertes Potenzial/Gesamtpotenzial

Zur Ermittlung der Kennzahlen wurden nur Anlagen berücksichtigt und beprobt, die hinsicht-lich Umweltleistung deutlich über den gesetzlichen Anforderungen liegen. Damit ist in erster Linie der zulässige Restmetallgehalt an NFSS 2-16 mm gemeint, welcher in der aufbereiteten Schlacke bei der Deponierung maximal 1 % betragen darf. Betreiber von Schlackenaufberei-tungsanlagen, die diesen Grenzwert bei weitem unterschreiten und denen das Prädikat "Best Available Technology" (BAT) zusteht, sind unter anderem DHZ AG in Lufingen im Kanton Zü-rich (seit Juli 2013 in Betrieb) und die KEWU AG in Krauchthal im Kanton Bern (seit November 2018 in Betrieb).

Um die oben aufgeführten Fragen zu beantworten, wurden die beiden Anlagen während mehrerer Tage detailliert beprobt. Bei jeder Probenahme wurden die relevanten Massen-ströme gemessen und Feststoffproben entnommen. Die Feststoffproben wurden später im Labor auf den Feuchtegehalt und den NFSS-Gehalt analysiert. Aus den auf der Anlage gemes-senen Massenströmen und den im Labor ermittelten NFSS-Metallgehalten wurde eine Mas-senbilanz für NFSS-Metalle erstellt. Daraus wurden die Primärkennzahlen und die abgeleite-ten Daten berechnet.

Die Bilanzgrenze umfasste bei beiden Anlagen die eigentliche Schlackenaufbereitung, also ohne eine anschliessende Metallveredelung. Eingangsseitig war dies die angelieferte Schla-cke, welche auf die Anlage aufgegeben wurde. Ausgangsseitig waren es die daraus gewon-nenen NFSS-Konzentrate < 40 mm bei DHZ bzw. < 50 mm bei KEWU sowie der Rückstand.

Die Ergebnisse zeigen, dass bei DHZ und KEWU während der Probenahmekampagne hohe

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NFSS-Rückgewinnungsgrade von rund 82.1 % bzw. 90.2 % erreicht wurden. Das führte zu sehr tiefen NFSS-Restmetallgehalten 2-16 mm von 0.48 % bzw. 0.32 %. in der aufbereiteten Schla-cke. Die Ergebnisse dieser Studie bestätigen somit, dass die Schlackenaufbereitungsanlagen von DHZ und KEWU zur Kategorie "Best Available Technology" gehören. Die Umwelt-Wir-kungsgrade der beiden Anlagen lagen bei 76 % (DHZ) respektive 87 % (KEWU).

Die Beprobungskampagne hat deutlich gezeigt, dass in modernen Aufbereitungsanlagen mit nass ausgetragener KVA-Schlacke erstens sehr hohe Metall-Rückgewinnungsgrade er-reicht werden und zweitens Restmetallgehalte in der Schlacke erzielt werden, die weit un-terhalb den gesetzlichen Anforderungen liegen.

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Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung ................................................................................................................... 1

2 Grundlagen ................................................................................................................ 2

2.1 Beschreibung der Anlage von DHZ ........................................................................... 2

2.2 Beschreibung der Anlage von KEWU ........................................................................ 3

2.3 Bilanzgrenze Massenströme ..................................................................................... 4

2.4 Bilanzgrenze Metalle ................................................................................................. 6

2.5 Berechnung Rückgewinnungsgrad............................................................................ 7

2.6 Berechnung Umweltwirkungsgrad ........................................................................... 8

3 Material und Methoden .......................................................................................... 10

3.1 Messung der Massenströme .................................................................................. 10

3.2 Probenahme ........................................................................................................... 10

3.3 Metallgehaltsanalyse im Rückstand ....................................................................... 11

3.4 Metallgehaltsanalyse in Metallkonzentraten ......................................................... 11

4 Resultate Anlage DHZ .............................................................................................. 13

4.1 Massenströme ........................................................................................................ 13

4.2 NFSS-Metallgehalt ................................................................................................... 13

4.3 NFSS-Rückgewinnungsgrad ..................................................................................... 15

4.4 Umweltwirkungsgrad .............................................................................................. 15

5 Resultate Anlage KEWU .......................................................................................... 17

5.1 Massenströme ........................................................................................................ 17

5.2 NFSS-Metallgehalt ................................................................................................... 17

5.3 NFSS-Rückgewinnungsgrad ..................................................................................... 19

5.4 Umweltwirkungsgrad .............................................................................................. 19

6 Diskussion ................................................................................................................ 21

7 Schlussfolgerung ..................................................................................................... 23

8 Literaturverzeichnis ................................................................................................. 24

9 Abbildungsverzeichnis ............................................................................................. 25

10 Tabellenverzeichnis ................................................................................................. 27

11 Anhang .................................................................................................................... 28

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Verwendete Formelzeichen

Cc+ % Zielstoffkonzentration im Konzentrat, z.B. Anteil NE-Metall im Kon- zentrat

Rc+ % Zielstoffausbringen im Konzentrat, z.B. Anteil NE-Metall aus Aufgabematerial, der in das Konzentrat ausgebracht wurde

Begriffe und Abkürzungen

Aufgabematerial KVA-Schlacke die zur Schlackenaufbereitung aufgegeben wird

BAFU Bundesamt für Umwelt

BAT Best Available Technology

DHZ DHZ AG

FE ferrous (magnetische Eisenmetalle)

Fraktion Definiertes (Zwischen-)Produkt, z.B. rückgewonnenes Eisen >20mm

IGENASS Interessengemeinschaft Nassaustrag

KEWU KEWU AG

KVA Kehrichtverbrennungsanlage

NF non ferrous (Nichteisenmetalle)

NFSS unmagnetische Metalle: Nichteisenmetalle plus separat erfasste

Edelstähle

NFL non ferrous light (Leichtmetalle, vor allem Aluminium)

NFH non ferrous heavy (Schwermetalle, vor allem Kupfer, Zink, Messing,

Blei, Silber, Gold, Edelstahl)

Primärschlacke Schlacke ab KVA-Rost (vor Austrag in z.B. Nassentschlacker)

Rückstand Aufbereitungsrückstand nach Schlackenaufbereitung

TS Trockensubstanz

vUBP Vermiedene Umweltbelastungspunkte

UMTEC Institut für Umwelt- und Verfahrenstechnik

SS Edelstähle (unmagnetische Eisenmetalle)

VVEA Verordnung über die Vermeidung und die Entsorgung von Abfällen

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1 Einleitung

In der vorliegenden Studie BAT-Nass ging es darum abzuschätzen, welche Ergebnisse punkto trockenmechanischer Aufbereitung von nass ausgetragener KVA-Schlacke erzielbar sind. Hinter-grund dieser Fragestellung war, dass es zwar Kennwerte zur Leistungsfähigkeit verschiedener Schlackenaufbereitungsanlagen gibt, diese wegen unterschiedlicher Definitionen oder Bilanz-grenzen jedoch oft nicht vergleichbar sind. Zudem wurden in den vergangenen Jahren bei der Aufbereitung von Nassschlacke grosse Fortschritte in der Metallrückgewinnung erzielt, die es zu quantifizieren galt. Im Zielbereich der Studie lag die Ermittlung folgender Kennzahlen und Um-weltdaten:

Primärkennzahlen

Wie hoch ist der Rückgewinnungsgrad der Nichteisenmetalle (NF) und Edelstähle (SS)?

Wie hoch ist der Restgehalt NF + SS = NFSS in der aufbereiteten Schlacke?

Abgeleitete Daten

Welches Umweltleistungspotenzial steckt in der Schlacke?

Wieviel davon wurde in Form der Produkte realisiert (minus dem ökologischen Aufwand des Anlagenbetriebes)?

Ermittlung Umwelt-Wirkungsgrad: realisiertes Potenzial/Gesamtpotenzial

Zur Ermittlung der Kennzahlen wurden nur Anlagen berücksichtigt und beprobt, die hinsichtlich Umweltleistung deutlich über den gesetzlichen Anforderungen liegen. Damit ist in erster Linie der zulässige Restmetallgehalt an NFSS 2-16 mm gemeint, welcher in der aufbereiteten Schlacke bei der Deponierung maximal 1 % betragen darf [1]. Betreiber von Schlackenaufbereitungsan-lagen, die diesen Grenzwert bei weitem unterschreiten und denen das Prädikat "Best Available Technology" (BAT) zusteht, sind unter anderem DHZ AG in Lufingen im Kanton Zürich und die KEWU AG in Krauchthal im Kanton Bern.

Um die oben aufgeführten Fragen zu beantworten, wurden die beiden Anlagen während meh-rerer Tage detailliert beprobt. Bei jeder Probenahme wurden die relevanten Massenströme ge-messen und Feststoffproben entnommen. Die Feststoffproben wurden später im Labor auf den Feuchtegehalt und den NFSS-Gehalt analysiert. Aus den auf der Anlage gemessenen Massen-strömen und den im Labor ermittelten NFSS-Metallgehalten wurde eine Massenbilanz für NFSS-Metalle erstellt. Daraus wurden die Primärkennzahlen und die abgeleiteten Daten berechnet.

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2 Grundlagen

Im Folgenden sind die beiden beprobten Anlagen, die Bilanzgrenzen der Probenahme sowie die Berechnung des Rückgewinnungsgrades und der Umweltleistung beschrieben.

2.1 Beschreibung der Anlage von DHZ

In der Anlage von DHZ wird die Schlacke zuerst zerkleinert und nachfolgend klassiert. Die Grob-fraktion > 40 mm wird von Hand sortiert (SS, Kupferspulen, Organik). Die Feinfraktion < 40 mm wird in drei weitere Fraktionen klassiert (0-3 mm, 3-10 mm, 10-40 mm). Mit mehreren Magne-ten und Wirbelstromscheidern werden die Metallteile aus der Schlacke sortiert. Mineralik > 40 mm wird in den Brecher zurückgeführt, nachzerkleinert und wieder in die Sortierung auf-gegeben. Die Feinfraktion < 3 mm wird vor der Aufgabe auf den Wirbelstromabscheider mit ei-nem Ballistikseparator (supersort®fine pss) klassiert (ca. 0-0.5 mm, 0.5-3 mm). Dabei wird feuchte Feinstschlacke abgereichert und Metalle werden angereichert.

DHZ bereitet Schlacken von verschiedenen Schweizer KVA auf. Es ist möglich, dass einige der angelieferten Schlacken bereits einer rudimentären Aufbereitung unterzogen wurden, indem grobe Eisen- und Nichteisenmetalle schon vor Ort bei der KVA abgeschieden wurden. Solche Schlacken weisen bei der Anlieferung bei DHZ einen verhältnismässig tiefen Metallgehalt auf. Zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit der Anlage ist in diesem Zusammenhang relevant, dass durch die partielle Vorabscheidung die "leicht gewinnbaren" grobkörnigen NF-Metalle bereits aussortiert wurden und folglich nur noch die "schwierig gewinnbaren" feinkörnigen NF-Metalle in der angelieferten Schlacke vorliegen. Dazu existieren jedoch nur Schätzungen und keine exak-ten Kennzahlen.

Tab. 2.1: Kennzahlen der Anlage von DHZ

Standort DHZ AG, Deponiestrasse 1, CH-8426 Lufingen

Kapazität (t pro Jahr) 120'000

Inbetriebnahme Juli 2013

Weitere Informationen www.dhz.ch

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Abb. 2.1: Anlage von DHZ zur Aufbereitung von KVA-Schlacke (Foto DHZ AG)

2.2 Beschreibung der Anlage von KEWU

In der Anlage der KEWU wird zuerst der Grobanteil > 50 mm der Schlacke entfernt und von Hand sortiert (SS, Kupferspulen, Organik). Die Fraktion < 50 mm wird mit einem Prallbrecher zerklei-nert und anschliessend in drei Fraktionen klassiert (0-4 mm, 4-10 mm, 10-50 mm). Mehrere Magnete und vier Wirbelstromscheider sortieren die Metallteile aus den drei Fraktionen (zwei Wirbelstromscheider in Serie bei der mittleren Fraktion). Die Feinfraktion wird vor der Aufgabe auf den Wirbelstromabscheider mit einem Ballistikseparator (supersort®fine pss) weiter klas-siert (ca. 0-1 mm, 1-4 mm). Dabei wird feuchte Feinstschlacke abgereichert und Metalle werden angereichert.

KEWU bereitet hauptsächlich die Schlacke der KEBAG (Kehrichtverbrennungsanlage in Zuchwil bei Solothurn) auf. Eine der vier Ofenlinien bei KEBAG ist mit dem "Grate for Riddlings" System ausgerüstet, bei dem die Feinfraktion der auf dem Verbrennungsrost liegenden Primärschlacke vor dem Austrag in den Nassentschlacker separat trocken ausgetragen wird. Da nur eine der vier Ofenlinien der KEBAG mit dem GfR-System ausgerüstet ist, gehen wir im Rahmen dieser Unter-suchung davon aus, dass der Einfluss auf den Metallgehalt der bei KEWU angelieferten Schlacke verhältnismässig gering ist.

Tab. 2.2: Kennzahlen der Anlage von KEWU

Standort KEWU, Laufeweg 12, CH-3326 Krauchthal

Kapazität (t pro Jahr) 70'000

Inbetriebnahme November 2018

Weitere Informationen www.kewu.ch

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Abb. 2.2: Anlage von KEWU zur Aufbereitung von KVA-Schlacke (Foto KEWU AG)

2.3 Bilanzgrenze Massenströme

Die Bilanzgrenze dieser Studie umfasste die primäre Schlackenaufbereitung (Abb. 2.3). Ein-gangsseitig war dies die angelieferte Schlacke, welche auf die Anlage aufgegeben wurde (Nr. 1 in Abb. 2.3). Ausgangsseitig waren es bei DHZ die daraus gewonnenen NF-Metalle < 40 mm und SS > 40 mm, bei KEWU jeweils die NF-Metalle < 50 mm, (Nr. 6.2, Nr. 7) sowie der Rückstand (Nr. 2). Nicht bilanziert wurden die Fraktionen NF-Metalle > 40 mm bei DHZ bzw. NF-Metalle > 50 mm bei KEWU, Kupferspulen und FE-Metalle. Diese nicht bilanzierten Fraktionen liessen sich aufgrund der grossen Korngrössen entweder nicht praktikabel beproben oder auf den Me-tallgehalt analysieren. Die Menge an Material > 40 mm bzw. 50 mm ist gering und auch die darin enthaltenen NF-Metallanteile sind vermutlich ebenfalls gering.

Über den gesamten Beprobungszeitraum wurden alle zur Massenbilanzierung der Anlagen not-wendigen Daten erfasst. Die Probenahmekampagnen wurden nur durchgeführt, wenn sich die Anlagen im Gleichgewichtszustand befanden, also z.B. nicht unmittelbar nach Betriebsunterbre-chungen oder bei sichtbaren Veränderungen im Materialstrom des Aufgabematerials.

Die Schlacke wird in den Anlagen von DHZ und KEWU in ähnliche Fraktionen sortiert, die leicht unterschiedliche Korngrössenbereiche aufweisen. Tab. 2.3 bietet einen Vergleich der bilanzier-ten Fraktionen und Korngrössenbereiche beider Anlagen. Zusätzlich ist angegeben, ob von den jeweiligen Fraktionen die Massenströme ermittelt und Proben für die Metallgehaltsanalyse ent-nommen wurden.

Sowohl bei DHZ als auch bei KEWU wird die Feinfraktion vor der NF-Abscheidung mittels Ballis-tikseparator klassiert. Nur die Grobfraktion wird anschliessend auf die NF-Abscheider aufgege-ben. Dies führt dazu, dass der Korngrössenbereich der als "NF 0-3 mm" bzw. "NF 0-4 mm" aus-gewiesenen Fraktionen in der Realität eine untere Klassengrenze > 0 mm aufweist. Die Feinfrak-tion des Ballistikseparators mit den darin möglicherweise enthaltenen Metallen wird nicht wei-ter aufbereitet, sondern dem Rückstand zugeführt. Der Trennschnitt der Ballistikseparation liegt

5

im Bereich von ca. 0.5-1 mm. Der genaue Trennschnitt ist nicht bekannt, weshalb im vorliegen-den Bericht der Einfachheit halber von der Fraktion NF 0-3 bzw. NF 0-4 mm gesprochen wird.

Abb. 2.3: Bilanzgrenze der Probenahmekampagne. Bilanziert und beprobt wurden die NF-Kon-zentrate < 40 mm (DHZ) bzw. < 50 mm (KEWU), SS > 40 mm (DHZ) bzw. > 50 mm (KEWU) und der Rückstand mit NFSS 2-16 mm.

Tab. 2.3: Bei DHZ und KEWU erzeugte Fraktionen (Korngrössen in mm) und Angabe darüber, ob davon die Massenströme ermittelt und Proben entnommen wurden.

Fraktion DHZ Fraktion KEWU Ermittlung Massenstrom

Probenahme

Aufgabe KVA-Schlacke Aufgabe KVA-Schlacke Ja - NF 0-3 NF 0-4 Ja Ja NF 3-12 NF 4-10 Ja Ja NF 12-40 NF 10-50 Ja Ja NF > 40 NF > 50 - - SS > 40 SS > 50 Ja Ja Kupferspulen/Motoren Kupferspulen/Motoren - - FE (alle Fraktionen) FE (alle Fraktionen) - - Organik Organik - - Rückstand 0-40 Rückstand 0-50 Ja Ja - Rückstand > 50 - / Ja -

KVA

Schlacken-

aufbereitung

Abfall

DeponieRückstand 1:

Aufbereitung

Konz. Aufbereitung

Schlacke

NFSS

FENF SS

2

7 6.1 6.2

1

Bilanzgrenze

6

2.4 Bilanzgrenze Metalle

Der Fokus dieser Studie lag auf der Ermittlung der NFSS-Rückgewinnungsgrade ("Wirkungs-grade"). Wichtigster Paramater zu dessen Bestimmung war der NFSS-Gehalt 2-16 mm im Rück-stand < 16 mm. Parallel zu den Probenahmen der Rückstände wurden die Metallkonzentrate beprobt. Relevant für die Beurteilung war der Anteil „Metall blank“, nachdem die erfassten Me-tallstücke im Labor von sämtlichen Anhaftungen, inklusive abbröckelnden Oxidschichten, gerei-nigt wurden. Abb. 2.4 zeigt eine grafische Übersicht über die Korngrössen der beprobten Frak-tionen und der darin analysierten Metalle. Eine tabellarische Übersicht befindet sich in Tab. 2.4.

Die Darstellung in Abb. 2.4 lässt den Eindruck entstehen, dass im Rückstand nur ein kleiner An-teil der darin möglicherweise enthaltenen Metalle bilanziert wurde. Dieser Eindruck täuscht, da Metallstücke > 16 mm in der Regel mit hoher Effizienz zurückgewonnen werden und daher im Rückstand > 16 mm praktisch nicht mehr vorkommen. Der relativ breite Korngrössenbereich im Rückstand, der nicht auf Metalle analysiert wurde, enthält daher in der Regel nur einen ver-nachlässigbar kleinen Prozentsatz der gesamten im Rückstand enthaltenen Metalle.

Nicht bilanziert wurden NF-Partikel der Korngrösse 2-16 mm, die im Rückstand im Verbund mit anderen Materialien vorlagen und gesamthaft eine Korngrösse > 16 mm hatten. Darunter fallen z.B. in grober Mineralik eingekapselte kleine Metallpartikel. Grund dafür ist die Methodenwahl der Restmetallgehaltsanalyse, bei welcher der Anteil > 16 mm des Rückstands wie erwähnt nicht analysiert wurde. Auch dieser Anteil wird als gering abgeschätzt.

Abb. 2.4: Grafische Übersicht über die Korngrössen der beprobten Fraktionen (hellgrau) und die Korngrössen der darin analysierten Metalle (dunkelgrau). Die nicht identischen Korngrössenbereiche bei der Bilanzierung der Anlagen sind Folge der unterschiedli-chen Verfahrensschemata.

10

20Ko

rng

rösse

(m

m)

30

40

50

Rückstand NF < 40 SS > 40

16

20.5

13

4

5

2

Bilanzierte Fraktionen & Korngrössen (DHZ)

10

20Ko

rng

rösse

(m

m)

30

40

50

Rückstand NF < 50 SS > 50

16

20.5

13

4

5

2

Korngrössenbereich bilanzierte

Metalle

Korngrössenbereich

Probenahme

Bilanzierte Fraktionen & Korngrössen (KEWU)

7

Tab. 2.4: Korngrössen der beprobten Fraktionen und der darin analysierten Metalle in mm.

Nr. Fraktion DHZ (mm)

Fraktion KEWU (mm)

Metallgehalts-analyse (mm)

1 Rückstand 0-40 Rückstand 0-50 2-16

2 NF 0-3 NF 0-4 >0.5

3 NF 3-12 NF 4-10 >0.5

4 NF 12-40 NF 10-50 >0.5

5 SS > 40 SS > 50 -

2.5 Berechnung Rückgewinnungsgrad

Der Rückgewinnungsgrad für NFSS wurde mit den blanken NFSS-Metallstoffströmen berechnet. Um diese zu erhalten, wurden die auf Trockenmasse bezogenen Massenströme jeder Einzelmes-sung mit den im Labor bestimmten Metallkonzentrationen der entsprechenden Proben multi-pliziert. Der summierte NFSS-Metallstoffstrom aller Konzentrate wurde anschliessend ins Ver-hältnis zum zurückgerechneten NFSS-Metallstoffstrom im Aufgabematerial gesetzt. Das ergab den Rückgewinnungsgrad und wurde für jede Einzelmessung gemacht. Aus den Rückgewin-nungsgraden der Einzelmesswerte wurde der Mittelwert über den Probenahmezeitraum gebil-det.

In Gleichung 2.1 ist die Berechnung des Rückgewinnungsgrades vereinfacht dargestellt. In Glei-chung 2.2 sind die bilanzierten Korngrössenbereiche der NF-Metalle dargestellt.

𝑅𝑐+ =

𝑁𝐹𝑆𝑆 𝑏𝑙𝑎𝑛𝑘 𝑖𝑛 𝑏𝑖𝑙𝑎𝑛𝑧𝑖𝑒𝑟𝑡𝑒𝑛 𝐾𝑜𝑛𝑧𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑡𝑒𝑛

𝑁𝐹𝑆𝑆 𝑏𝑙𝑎𝑛𝑘 𝑖𝑛 𝑏𝑖𝑙𝑎𝑛𝑧𝑖𝑒𝑟𝑡𝑒𝑛 𝐾𝑜𝑛𝑧𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑡𝑒𝑛 + 𝑁𝐹𝑆𝑆 𝑏𝑙𝑎𝑛𝑘 𝑖𝑚 𝐴𝑢𝑓𝑏𝑒𝑟𝑒𝑖𝑡𝑢𝑛𝑔𝑠𝑟ü𝑐𝑘𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑 (Gl. 2.1)

𝑅𝑐+ =

(𝑁𝐹 0.5−40) + (𝑆𝑆 > 40)

(𝑁𝐹 0.5−40) + (𝑆𝑆 > 40) + (𝑁𝐹𝑆𝑆 𝑖𝑚 𝐴𝑢𝑓𝑏𝑒𝑟𝑒𝑖𝑡𝑢𝑛𝑔𝑠𝑟ü𝑐𝑘𝑠𝑡𝑎𝑛𝑑 2−16) (Gl. 2.2)

Beispiel: Das folgende Beispiel zeigt die Berechnung des Rückgewinnungsgrades für die in Tab. 2.5 aufgeführten fiktiven Messwerte einer Einzelmessung.

Tab. 2.5: Beispiel: Fiktive Einzelmessung

Rückstand NF fein NF mittel NF grob SS

Massenstrom trocken (t/h) 62.00 0.30 0.80 1.00 0.15 Metallgehalt (%) 0.40 50 75 80 80

Metall-Stoffstrom (t/h) 0.25 0.15 0.60 0.80 0.12

8

𝑅𝑐+ =

(0.15+0.60+0.80) + (0.12)

(0.15+0.60+0.80)+(0.12) + (0.25)=

1.67

1.92= 87 % (Gl. 2.3)

Die Kennzahl in Gleichung 2.3 besagt, dass 87 % der in der Schlacke enthaltenen NFSS-Metalle zurückgewonnen wurden, unter Berücksichtigung der in dieser Studie definierten Bilanzgrenzen und Methoden.

2.6 Berechnung Umweltwirkungsgrad

Der Umweltwirkungsgrad ist in dieser Studie definiert als die erzielte Umweltleistung bei der Aufbereitung einer Tonne Schlacke im Verhältnis zum maximal möglichen Umweltleistungspo-tential.

Die Umweltleistung ist eine ökologische Gutschrift in der Einheit "vermiedene Umweltbelas-tungspunkte pro Tonne aufbereitete Schlacke" (vUBP/t). Sie wird unter der Annahme berechnet, dass sekundäre NFSS-Metalle, die aus der Schlackenaufbereitung stammen, primäre NFSS-Me-talle substituieren, die aus Erzen bereitgestellt werden müssen. Hierzu wird die Umweltbelas-tung für die Gewinnung von primären NFSS-Metallen (aus Erz) und sekundären NFSS-Metallen (aus dem Recycling) berechnet und die Differenz der beiden Werte gebildet. Die Umweltbelas-tung von sekundären NFSS-Metallen ist üblicherweise tiefer als die von primären NFSS-Metal-len. Die Differenz der beiden Werte entspricht somit dem Umweltvorteil (in vermiedenen Um-weltbelastungspunkten), der dem Metallrecycling via Schlackenaufbereitung gutgeschrieben wird.

Das Umweltleistungspotential wird in diesem Fall durch die in einer Tonne Schlacke enthalte-nen, bilanzierten NFSS-Metalle repräsentiert (Summe aus Nr. 1-5 in Abb. 2.4). Zur Berechnung des Umweltleistungspotentials wurden die NFL- und NFH-Gehalte der Schlacken mit den ent-sprechenden Gutschriften multipliziert (Tab. 2.6). Dabei wurde angenommen, dass alles NFL Aluminium sei und alles NFH Kupfer. SS wurde per Definition der Fraktion NFH zugerechnet. Anschliessend wurde die tatsächlich erzielte Umweltleistung berechnet. Hierzu wurden die aus einer Tonne Schlacke zurückgewonnenen NFL- und NFH-Metalle mit den Gutschriften multipli-ziert. Der Quotient aus der so errechneten Umweltleistung und dem Umweltpotential ergab den Umweltwirkungsgrad.

Beispiel: Eine Tonne Schlacke enthält z.B. 1 % NFSS-Metall, wovon 2/3 Aluminium und 1/3 Kup-fer sind. SS wird als NFH bzw. Kupfer gerechnet, aber in diesem Beispiel der Einfachheit halber weggelassen. Das Umweltleistungspotential berechnet sich wie folgt:

- Aluminium: 20.76 Mio. vUBP/t Al * 0.67% Al/t Schlacke = 0.14 Mio. vUBP/t Schlacke

- Kupfer: 84.34 Mio. vUBP/t Cu * 0.33% Cu/t Schlacke = 0.28 Mio. vUBP/t Schlacke

- Umweltleistungspotential: 0.14 + 0.28 = 0.42 Mio. vUBP/t Schlacke

9

Pro Tonne aufbereiteter Schlacke werden bei vollständiger NFSS-Rückgewinnung durch Metall-substitution maximal 0.42 Mio. Umweltbelastungspunkte vermieden. Werden real 80 % des in der Schlacke enthaltenen Aluminiums und 60 % des Kupfers zurückgewonnen, wird folgende Umweltleistung erzielt:

- Aluminium: 0.14 Mio. vUVP/t Schlacke * 80 % = 0.11 vUBP/t Schlacke

- Kupfer: 0.28 vUBP/t Schlacke * 60 % = 0.17 Mio. vUBP/t Schlacke

- Umweltleistung: 0.11 + 0.17 = 0.28 Mio. vUBP/t Schlacke

Der Umweltwirkungsgrad ist: Umweltleistung/Umweltleistungspotential = 0.28/0.42 = 66 %

Tab. 2.6: Referenzwerte für vermiedene Umweltbelastungspunkte pro Tonne sekundäres NFL-/NFH-Metall bzw. Aluminium/Kupfer (Quelle: Ecoinvent Datenbank). SS wird per De-finition der Fraktion NFH zugerechnet.

Fraktion vUBP/t Metall blank

NFL (nur Aluminium) 20.76 Mio.

NFH (nur Kupfer) 84.34 Mio.

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3 Material und Methoden

3.1 Messung der Massenströme

Zur Messung der Massenströme auf der Anlage wurden verschiedene Methoden angewandt, je nachdem ob der Austrag einer Fraktion kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgte und ob eine unmittelbare Messung von Hand möglich war oder nicht. Alle Massenströme wurden feucht gemessen. Nach Bestimmung des Feuchtegehalts im Labor wurden die Massenströme auf die Trockensubstanz umgerechnet.

Kontinuierlicher Austrag – Messung von Hand möglich: Die gesamte ausgetragene Masse einer Fraktion wurde über eine bestimmte Zeit mit einem Behälter erfasst, und dieser anschliessend ausgewogen. Der Massenstrom wurde aus der Dauer der Messung und der Masse berechnet.

Kontinuierlicher Austrag – Keine Messung von Hand möglich: Falls der Massenstrom für eine händische Messung zu gross war (z.B. im Rückstand mit > 15 kg/s), wurde die Messung mit Hilfe eines Pneuladers vorgenommen. Dazu wurde der gesamte Massenstrom mit der Schaufel oder mit einem grossen Container während ca. 2 Minuten erfasst und anschliessend über die Brü-ckenwaage verwogen.

Diskontinuierlicher Austrag – Messung von Hand möglich: Wie bei der kontinuierlichen Messung von Hand wurde die gesamte ausgetragene Masse einer Fraktion über eine längere Zeit, die mehrere Austragszyklen umfasste, mit einem Behälter erfasst. Der Massenstrom wurde aus der Gesamtdauer der Messung und der Gesamtmasse berechnet.

Diskontinuierlicher Austrag – Keine Messung von Hand möglich: Messungen dieser Art wurden bei Fraktionen vorgenommen, deren Austrag über Silos erfolgte. Vor und nach der vollständigen Entleerung eines Silos wurden die Container, in welche die Silos entleert wurden, mit einem Pneulader über die Brückenwaage verwogen. Der Massenstrom wurde aus der Dauer der Si-lobefüllung und der Masse berechnet.

Keine direkte Messung möglich: Einige Massenströme konnten nicht direkt gemessen werden. Der Aufgabemassenstrom wurde in diesen Fällen über die im Prozessleitsystem protokollierten Messwerte der Bandwaage für das Aufgabematerial bestimmt. Der Rückstand > 50 mm wurde bei KEWU auf einen separaten Haufen ausgetragen. Der Massenstrom dieser Fraktion wurde im Prozessleitsystem nicht protokolliert. Zur Bestimmung dieses Massenstroms wurde der gesamte Haufen mit einem Pneulader abgetragen und separat verwogen.

3.2 Probenahme

Die Probenahme der Aufbereitungsrückstände und NF-Metallkonzentrate erfolgte von Hand mit einer Schaufel, mit der an unterschiedlichen Stellen Material aus den Haufen entnommen wurde. Eine fotografische Dokumentation der Probenahmestellen bei DHZ und KEWU befindet sich in Anhang 1 und Anhang 2. In Tab. 3.1 sind die minimalen Probenmassen pro Einzelprobe

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der jeweiligen Fraktionen aufgelistet.

Nicht beprobt wurde die handsortierte SS Fraktion, die aus grossen Metallstücken > 40 mm bzw. > 50 mm bestand. Eine Beprobung oder Metallgehaltsanalyse dieser Fraktion war wegen der grossen Partikelgrösse nicht praktikabel. Der Metallgehalt der SS Fraktion wurde optisch auf 100 % geschätzt, da die typischerweise hohe Qualität handsortierter SS-Konzentrate eine di-rekte Weiterverarbeitung in Schmelzwerken ermöglicht.

Tab. 3.1: Minimale Probenmassen der verschiedenen Fraktionen in kg pro Einzelprobe.

Fraktion DHZ Fraktion KEWU Masse pro Probe (kg)

NF 0-3 NF 0-4 20

NF 3-12 NF 4-10 40

NF 12-40 NF 10-50 40

SS - -

Rückstand 0-40 Rückstand 0-50 50

3.3 Metallgehaltsanalyse im Rückstand

Die Metallgehaltsanalyse in den Aufbereitungsrückständen erfolgte mit der UMTEC-Methode (Analog zu BAFU-Methode [2]). Bestimmt wurde der partikuläre Metallgehalt 2-16 mm im Rück-stand < 16 mm, bezogen auf die Trockensubstanz der analysierten Schlackenmenge.

Die Standardmethode beruht auf dem Prinzip der „selektiven“ Zerkleinerung. Hierbei wird aus-genutzt, dass bei mechanischer Beanspruchung spröde mineralische Schlackenbestandteile zer-kleinert werden, während die Metalle allenfalls verformt werden und daher im Wesentlichen in ihrer ursprünglichen Korngrösse erhalten bleiben. Wird das Material nach der mechanischen Beanspruchung im Brecher gesiebt, rieselt das pulverisierte mineralische Schlackenmaterial durch die Siebmaschen, während die Metallstücke praktisch frei von Anbackungen und anderen mineralischen Komponenten auf dem Sieb liegen bleiben.

Nach der selektiven Zerkleinerung zurückbleibende Eisen- (FE) und Nichteisenmetalle (NFSS) werden anhand ihrer magnetischen Eigenschaften klassifiziert. Ferromagnetische Bestandteile werden als FE Metall klassifiziert, und zwar unabhängig davon, ob sie tatsächlich Eisen enthal-ten. Nichteisenmetalle, die im engen Verbund mit Eisen vorliegen, werden ebenfalls als magne-tisch klassifiziert. Alle nichtmagnetischen Metalle werden als NFSS-Metalle klassifiziert, auch wenn diese Eisen enthalten, z.B. in Form von paramagnetischen Chrom-Nickel-Stählen.

3.4 Metallgehaltsanalyse in Metallkonzentraten

Die Proben der NF-Konzentrate wurden im Labor unter Druckbeanspruchung (Backenbrecher, Walzenmühle) schonend von mineralischen Verunreinigungen und anhaftendem mineralischen

12

Material gereinigt, um die Metallkonzentration auf "Metall blank" zu beziehen. Die Aufberei-tungsverfahren zur Veredelung der NF-Konzentrate wurden auf die jeweilige Fraktion angepasst. Eine Beschreibung der Verfahren befindet sich in Anhang 3.

Bestimmung der Leicht-/Schwermetalle in Metallkonzentraten

Die veredelten "blanken" Metallkonzentrate wurden mittels Dichtesortierung in zwei Fraktionen getrennt: NFL (vor allem Aluminium) und NFH (vor allem Kupfer). Bei der Auswertung wurde angenommen, dass alles NFL Aluminium sei und alles NFH Kupfer. Die folgenden Abbildungen zeigen die NF-Konzentrate nach der Veredelung und Dichtesortierung in NFL und NFH.

Abb. 3.1: NF 0-3 mm von DHZ nach Veredelung/Dichtesortierung (NFL links, NFH rechts).



13

4 Resultate Anlage DHZ

Die Anlage von DHZ wurde in den Zeiträumen vom 28.11.2018 - 05.12.2018 und vom 11.01.2019 - 18.01.2019 während insgesamt sieben Tagen beprobt. An drei Tagen fand eine Pro-benahme am Vormittag und eine weitere Probenahme am Nachmittag statt. Dies ergab total zehn Messkampagnen, welche einzeln für die folgenden Auswertungen verwendet wurden.

4.1 Massenströme

In Tab. 4.1 sind die Mittelwerte der bei DHZ gemessenen, und um die Trockensubstanz korrigier-ten, Massenströme für den Rückstand und die relevanten Metallkonzentrate aufgelistet.

Der Aufgabemassenstrom konnte nicht direkt gemessen werden. Er wurde deshalb unter Ein-bezug der Messwerte der Bandwaage aus dem Prozessleitsystem bestimmt. Die mit der Band-waage gemessene und von DHZ verarbeitete Schlackenmenge während der sieben Probenah-metage betrug 4128 t. Geteilt durch die Anlagenlaufzeit entsprach dies einem durchschnittli-chen Aufgabemassenstrom von 83 t/h feucht. Dieser Wert ist vermutlich etwas tiefer als der Massenstrom im Nennbetrieb war, da kurzzeitige Unterbrüche, Verstopfungen oder das An- und Ausfahren der Anlage den Durchschnittswert verringerten. Aus diesem Grund wurde der Aufga-bemassenstrom aus den Einzelmessungen des Rückstandsstroms zurückgerechnet. Dazu wurde für jeden Probenahmetag das von der Bandwaage gemessene Gewicht aus gesamter Aufgabe-menge und gesamter Rückstandsmenge ausgelesen. Das Verhältnis aus Rückstandsmenge und Aufgabemenge wurde als Korrekturfaktor benutzt und dieser mit unseren Einzelmessungen der Rückstandsmassenströme multipliziert. Der so berechnete Mittelwert für den Aufgabemassen-strom im Nennbetrieb lag bei 90 t/h feucht. Der auf diese Art zurückgerechneten Aufgabemas-senstrom wurden für die Berechnungen des Metallgehalts im Aufgabematerial verwendet.

Tab. 4.1: Mittelwerte der bei DHZ gemessenen Massenströme nach Umrechnung auf die Tro-ckensubstanz (Anzahl Messungen: n=10).

Fraktion DHZ Massenstrom TS (t/h)

NF 0-3 0.27

NF 3-12 0.58

NF 12-40 0.92

SS 0.13

Rückstand 67.00

4.2 NFSS-Metallgehalt

Die folgenden Resultate zeigen die Mittelwerte aus zehn analysierten Einzelproben. Der durch-schnittliche Metallgehalt der NF-Konzentrate betrug in der Fraktion 0-3 mm rund 39 %, in der

14

Fraktion 3-12 mm ca. 76 % und in der Fraktion 12-40 mm rund 86 %. SS wurde, wie erwähnt, aufgrund der Handsortierung als 100 % SS bzw. NFH angenommen.

Die Verteilung der bilanzierten Metalle auf die verschiedenen Produkte und Rückstände zeigt, dass der grösste Anteil der NFSS-Metalle in die Fraktion NF 12-40 mm ausgebracht wurde (Abb. 4.2). Die Werte beziehen sich auf die aufgegebene Schlackenmenge (= 100 %). Im Rückstand wurde ein mittlerer NFSS-Restmetallgehalt von 0.48 % analysiert (Abb. 4.3). Der aus den bilan-zierten Metallen zurückgerechnete NFSS-Metallgehalt im Aufgabematerial betrug rund 2.3 %.

Abb. 4.1: (links) Mittlerer Metallgehalt der Konzentrate von DHZ (Anzahl Proben: n=10).

Abb. 4.2: (rechts) Verteilung der bilanzierten NF-Metalle nach der Schlackenaufbereitung bei DHZ bezogen auf die Aufgabemasse (= 100 %).

Abb. 4.3: (links) Mittlerer NFSS-Restmetallgehalt 2-16 mm und Standardabweichung des Rückstands von DHZ. Analyse mittels UMTEC-Methode (Anzahl Proben: n=10).

Abb. 4.4: (rechts) Mittlerer zurückgerechneter NFSS-Metallgehalt und Standardabweichung im Aufgabematerial bei DHZ gemäss Bilanzgrenze.

12%

29%

10%

100%

26%

48%76%

61%

24%14%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

NF 0-3 NF 3-12 NF 12-40 SS > 40

Ma

sse

na

nte

il a

n F

rakti

on

Metallgehalt NF-Konzentrate DHZ

Mineralik

NFL

NFH

0.04% 0.21% 0.12% 0.16% 0.23%0.09%

0.35%

0.88%

0.17%

0.0%

0.4%

0.8%

1.2%

1.6%

NF 0-3 NF 3-12 NF 12-40 SS > 40 Rückstand

Ma

sse

na

nte

il a

n A

ufg

ab

em

ass

e

Verteilung NF-Metalle nach Aufbereitungbezogen auf Aufgabemasse DHZ

NFL

NFH

0.48%

0.0%

0.2%

0.4%

0.6%

0.8%

1.0%

Rückstand

Ma

sse

na

nte

il

NFSS-Restmetallgehalt 2-16 mm im Aufbereitungsrückstand DHZ

NFSS

Grenzwert VVEA

2.3%

0.0%

0.5%

1.0%

1.5%

2.0%

2.5%

Aufgabematerial

Ma

sse

na

nte

il

Zurückgerechneter NFSS-Metallgehalt im Aufgabematerial DHZ

NFSS

Grenzwert VVEA

15

4.3 NFSS-Rückgewinnungsgrad

Der mittlere Rückgewinnungsgrad aller Einzelmessungen bei DHZ für die bilanzierten NFSS-Me-talle betrug 82.1 %. In Abb. 4.5 ist die Verteilung der Rückgewinnungsgrade für die Einzelmes-sungen dargestellt. Die Werte streuten im Bereich zwischen 75.2 % und 87.2 %.

Die Anlage der DHZ wurde im Beprobungszeitraum zum Teil an der obersten Kapazitätsgrenze gefahren und folglich waren die Rückgewinnungsgrade vermutlich etwas weniger hoch wie bei "Normaldurchsätzen" zu erwarten.

Abb. 4.5: Verteilung der NFSS-Rückgewinnungsgrade der zehn Einzelmessungen bei DHZ. Die Whisker zeigen den kleinsten bzw. grössten NFSS-Rückgewinnungsgrad an.

4.4 Umweltwirkungsgrad

Die Umweltleistung wurde, wie in Kapitel 2.6 beschrieben, berechnet. Das Total von 950'337 vUBP/t in Tab. 4.2 entspricht dem theoretischen Umweltleistungspotential, falls sämt-liche bilanzierten NFSS-Metalle aus einer Tonne Aufgabematerial bei DHZ zurückgewonnen wor-den wären. Im Mittel über den Probenahmezeitraum wurde durch die NFSS-Rückgewinnung eine Umweltleistung von 721'066 vUBP/t erreicht. Der Umweltwirkungsgrad beträgt damit ge-mäss Gleichung 4.1 rund 76 %.

𝑈𝑚𝑤𝑒𝑙𝑡𝑤𝑖𝑟𝑘𝑢𝑛𝑔𝑠𝑔𝑟𝑎𝑑 = 𝑈𝑚𝑤𝑒𝑙𝑡𝑙𝑒𝑖𝑠𝑡𝑢𝑛𝑔

𝑈𝑚𝑤𝑒𝑙𝑡𝑙𝑒𝑖𝑠𝑡𝑢𝑛𝑔𝑠𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑡𝑖𝑎𝑙=

721′066 𝑣𝑈𝐵𝑃/𝑡

950′337 𝑣𝑈𝐵𝑃/𝑡= 76 % (Gl. 4.1)

Hinweis: Der Umweltwirkungsgrad und der NFSS-Rückgewinnungsgrad sind nicht identisch, da beim NFSS-Rückgewinnungsgrad lediglich die Massenanteile der NFSS-Metalle berücksichtigt werden, unabhängig davon, ob es sich um NFL oder NFH handelt. Beim Umweltwirkungsgrad

Mittelwert = 82.1%

16

werden die Massenanteile von NFL und NFH mit den entsprechenden Gutschriften (vUBP/t) ge-wichtet. Dabei wird NFH höher gewichtet als NFL, was zu einem anderen Ergebnis führt.

Tab. 4.2: Das Umweltleistungspotential einer Tonne Schlacke von DHZ entsprach 950'337 vUBP/t (NFSS-Total, 6c). Durch die Aufbereitung wurden 721'066 UBP/t ver-mieden (NFSS-Total - NFSS-Rückstand, 6c - 5c).

vUBP/t

NFL NFH NFSS

a b c = a + b Index

NF 0-3 18'688 33'734 52'422 1

NF 3-12 72'674 177'106 249'780 2

NF 12-40 182'723 101'203 283'926 3

SS 0 134'938 134'938 4

Rückstand 35'299 193'973 229'272 5

Total 309'384 640'954 950'337 6

17

5 Resultate Anlage KEWU

Die Anlage von KEWU wurde im Zeitraum vom 22.01.2019 – 24.01.2019 und am 31.01.2019 be-probt. An allen Tagen fand eine Probenahme am Vormittag und eine weitere Probenahme am Nachmittag statt. Dies ergab total acht Messungen aus denen vier Tagesmittelwerte für die Mas-senströme berechnet bzw. vier Tagesmischproben auf die NFSS-Metallgehalte analysiert wur-den. Die folgende Auswertung basiert auf den Werten der vier Tagesmittelwerte.

5.1 Massenströme

In Tab. 5.1 sind die Mittelwerte der bei KEWU gemessenen und um die Trockensubstanz korri-gierten Massenströme für den Rückstand und die relevanten Metallkonzentrate aufgelistet. Wie erwähnt basieren die Tagesmittelwerte auf je zwei Einzelmessungen.

Wie bei den Messungen bei DHZ, konnte auch bei KEWU der Aufgabemassenstrom nicht direkt gemessen werden und wurde indirekt bestimmt. Dazu wurde das von der Bandwaage gemes-sene Gewicht der gesamten Aufgabemenge eines Probenahmetages bestimmt und davon das Gewicht aller am gleichen Tag erzielten Produkte abgezogen, um die Rückstandsmenge zu er-halten. Das Verhältnis aus der berechneten Rückstandsmenge und der gemessenen Aufgabe-menge wurde mit den Einzelmessungen des Rückstands multipliziert. Der so berechnete Aufga-bemassenstrom während der Einzelmessungen im Nennbetrieb lag durchschnittlich bei 31 t/h feucht. Der auf diese Art zurückgerechneten Aufgabemassenstrom wurden für die Berechnun-gen des Metallgehalts im Aufgabematerial verwendet.

Tab. 5.1: Mittelwerte der bei KEWU gemessenen Massenströme nach Umrechnung auf die Trockensubstanz (Anzahl Tagesmittelwerte: n=4).

Fraktion KEWU Massenstrom TS (t/h)

NF 0-4 0.31

NF 4-10 0.22

NF 10-50 0.60

SS 0.05

Rückstand 27.88

5.2 NFSS-Metallgehalt

Die nachfolgend dargestellten Resultate zeigen die Mittelwerte von vier analysierten Tages-mischproben mit je zwei Einzelmessungen pro Tag. Der durchschnittlich bestimmte Metallgehalt der NF-Konzentrate betrug in der Fraktion 0-4 mm rund 33 %, in der Fraktion 4-10 mm ca. 67 % und in der Fraktion 10-50 mm rund 84 %. SS wurde wie bei DHZ aufgrund der hohen Reinheit durch die Handsortierung als 100 % SS bzw. NFH angenommen.

18

Die Verteilung der bilanzierten Metalle auf die verschiedenen Produkte und Rückstände zeigt, dass der grösste Anteil der NFSS-Metalle in die Fraktion NF 10-50 mm ausgebracht wurde (Abb. 5.1). Die Werte beziehen sich auf die aufgegebene Schlackenmenge (= 100 %).

Im Rückstand wurde ein mittlerer NFSS-Restmetallgehalt von 0.32 % analysiert (Abb. 5.3). Der aus den bilanzierten NFSS-Metallen zurückgerechnete NFSS-Metallgehalt im Aufgabematerial betrug rund 2.9 %.

Abb. 5.1: (links) Mittlerer Metallgehalt der Konzentrate von KEWU (Anzahl Tagesmischproben aus zwei Einzelmessungen pro Tag: n=4).

Abb. 5.2: (rechts) Verteilung der bilanzierten NF-Metalle nach der Schlackenaufbereitung bei KEWU bezogen auf die Aufgabemasse (= 100 %).

Abb. 5.3: (links) Mittlerer NFSS-Restmetallgehalt 2-16 mm und Standardabweichung des Rückstands von KEWU. Analyse mittels UMTEC-Methode (Anzahl Tagesmischproben aus zwei Einzelmessungen pro Tag: n=4).

Abb. 5.4: (rechts) Mittlerer zurückgerechneter NFSS-Metallgehalt und Standardabweichung im Aufgabematerial bei KEWU gemäss Bilanzgrenze.

14%22%

12%

100%

19%

45%72%

67%

33%

17%

0%

20%

40%

60%

80%

100%

NF 0-4 NF 4-10 NF 10-50 SS > 50

Ma

sse

na

nte

il a

n F

rakti

on

Metallgehalt NF-Konzentrate KEWU

Mineralik

NFL

NFH

0.14% 0.16% 0.23% 0.17% 0.14%

0.19%0.32%

1.39%

0.15%

0.0%

0.4%

0.8%

1.2%

1.6%

NF 0-4 NF 4-10 NF 10-50 SS > 50 Rückstand

Ma

sse

na

nte

il a

n A

ufg

ab

em

ass

e

Verteilung NF-Metalle nach Aufbereitungbezogen auf Aufgabemasse KEWU

NFL

NFH

0.32%

0.0%

0.2%

0.4%

0.6%

0.8%

1.0%

Rückstand

Ma

sse

na

nte

il

NFSS-Restmetallgehalt 2-16 mm im Aufbereitungsrückstand KEWU

NFSS

Grenzwert VVEA

2.9%

0.0%

0.5%

1.0%

1.5%

2.0%

2.5%

3.0%

3.5%

Aufgabematerial

Ma

sse

na

nte

il

Zurückgerechneter NFSS-Metallgehalt im Aufgabematerial KEWU

NFSS

Grenzwert VVEA

19

5.3 NFSS-Rückgewinnungsgrad

Der mittlere Rückgewinnungsgrad der vier Tagesmittelwerte bei KEWU für die bilanzierten NFSS-Metalle betrug 90.2 %. In Abb. 5.5 ist die Verteilung der Rückgewinnungsgrade für die vier Tagesmittelwerte dargestellt. Die Werte streuten im Bereich zwischen 89.5 % und 91.7 %.

Abb. 5.5: Verteilung der NFSS-Rückgewinnungsgrade der vier Tagesmittelwerte bei KEWU (An-zahl Tagesmittelwerte aus zwei Einzelmessungen pro Tag: n=4).

5.4 Umweltwirkungsgrad

Die Umweltleistung wurde wie in Kapitel 2.6 beschrieben berechnet. Das Total von 1'134'084 vUBP/t in Tab. 5.2 entspricht dem theoretischen Umweltleistungspotential, falls sämtliche bilanzierten NFSS-Metalle aus einer Tonne Aufgabematerial bei KEWU zurückgewon-nen worden wären. Im Mittel über den Probenahmezeitraum wurde durch die NFSS-Rückgewin-nung eine Umweltleistung von 984'868 vUBP/t erreicht. Der Umweltwirkungsgrad beträgt da-mit gemäss Gleichung 5.1 rund 87 %.

𝑈𝑚𝑤𝑒𝑙𝑡𝑤𝑖𝑟𝑘𝑢𝑛𝑔𝑠𝑔𝑟𝑎𝑑 = 𝑈𝑚𝑤𝑒𝑙𝑡𝑙𝑒𝑖𝑠𝑡𝑢𝑛𝑔

𝑈𝑚𝑤𝑒𝑙𝑡𝑙𝑒𝑖𝑠𝑡𝑢𝑛𝑔𝑠𝑝𝑜𝑡𝑒𝑛𝑡𝑖𝑎𝑙=

984′868 𝑣𝑈𝐵𝑃/𝑡

1′134′084 𝑣𝑈𝐵𝑃/𝑡= 87 % (Gl. 5.1)

Tab. 5.2: Das Umweltleistungspotential einer Tonne Schlacke von KEWU entsprach 1'134'084 vUBP/t (NFSS-Total, 6c). Durch die Aufbereitung wurden 984'868 UBP/t vermieden (NFSS-Total - NFSS-Rückstand, 6c - 5c).

vUBP/t

NFL NFH NFSS

a b c = a + b Index

NF 0-4 39'452 118'070 157'522 1

89%

90%

91%

92%

Rü

ckg

ew

inn

un

gsg

rad

NFSS-Rückgewinnungsgrade der Einzelmessungen bei KEWU

Mittelwert = 90.2%

20

NF 4-10 66'445 134'938 201'382 2

NF 10-50 288'620 193'973 482'592 3

SS 0 143'371 143'371 4

Rückstand 31'146 118'070 149'216 5

Total 425'662 708'422 1'134'084 6

21

6 Diskussion

Die Ergebnisse zeigen, dass bei der seit beinahe 6 Jahren in Betrieb stehenden Anlage DHZ und der relativ neuen Anlage bei KEWU während der Probenahmekampagne hohe NFSS-Rückgewin-nungsgrade von rund 82.1 % bzw. 90.2 % erreicht wurden. Das führte zu sehr tiefen NFSS-Rest-metallgehalten von 0.48 % bzw. 0.32 %. in der aufbereiteten Schlacke. Ein Vergleich der gemes-senen Rückgewinnungsgrade mit jenen, die gerade tief genug wären, um den gesetzlichen Grenzwert einzuhalten, verdeutlicht die Leistung. Um einen maximalen NFSS-Restmetallgehalt von 1 % zu erreichen, müssten die Anlagen von DHZ und KEWU Rückgewinnungsgrade von min-destens 63 % bzw. 69 % erzielen – rund 19 bzw. 21 Prozentpunkte weniger als in dieser Studie ermittelt wurden.

Plausibilität der Ergebnisse

Bei der Frage nach der Plausibilität der Ergebnisse gibt es als Vergleichsbasis nur einige von DHZ publizierte Daten. Im Juni 2018 veröffentlichte DHZ einen Bericht nach 5 Jahren Betrieb zur Leis-tungsfähigkeit ihrer Anlage, welcher auf den Betriebsdaten des gesamten Jahres 2017 basiert [3]. Darin wurden unter anderem ein NFSS-Rückgewinnungsgrad von 83 % und ein NFSS-Rest-metallgehalt von 0.37 % berechnet. Den mittleren NFSS-Metallgehalt in den angelieferten Schla-cken gab DHZ mit 3.06 % an. Beim direkten Vergleich der von DHZ publizierten Werte mit den Werten der vorliegenden Studie ist Vorsicht geboten, da wie erwähnt, die Bilanzgrenzen und Methoden oft nicht identisch sind. Am ehesten eignet sich der NFSS-Rückgewinnungsgrad für einen Vergleich. Die sehr ähnlichen Werte der von uns ermittelten und von DHZ früher publi-zierten NFSS-Rückgewinnungsgrade sprechen für die Plausibilität der von DHZ veröffentlichten Daten. Grösster Unterschied in den Daten besteht beim NFSS-Gehalt der angelieferten Schla-cken. Die Erklärung dafür ist, dass die Bilanzgrenze von DHZ auch Elektromotoren/Kupferspulen und NF > 40 mm beinhaltet, welche in dieser Studie aus praktischen Gründen nicht bilanziert wurden.

Die Schlackenaufbereitungsanlage von KEWU ging erst im November 2018 in Betrieb, also rund drei Monate vor Beginn der Probenahmen für diese Studie. Es existieren deshalb noch keine Vergleichswerte, insbesondere da der Betrieb der Anlage in der Startphase fortlaufend optimiert wurde. Ein von KEWU nach Inbetriebnahme publiziertes Analyseergebnis wies einen NFSS-Rest-metallgehalt von 0.15 % aus (BAFU-Methode) [4]. Dieser sehr tiefe Wert wurde in der vorliegen-den Studie zwar bei keiner der vier Tagesmischproben gemessen, trotzdem lagen die NFSS-Rest-metallgehalte in einem niedrigen Bereich mit Mittelwert 0.32 %. Auch hier ist zu berücksichti-gen, dass verschiedene Labors die NFSS-Metallbestimmung im Rückstand mit verschiedenen Methoden durchführen und folglich zu leicht abweichenden Ergebnissen gelangen. Vor allem ist relevant, dass auf dem sehr niedrigen Niveau der NFSS-Rückstandgehalte von DHZ und KEWU (im Vergleich zu den gesetzlich vorgegebenen 1 %) schon kleinste absolute Abweichungen einen grossen relativen Fehler zur Folge haben.

22

Differenzen beim Metallgehalt im Aufgabematerial

Bei den zurückgerechneten NFSS-Metallgehalten in den angelieferten Schlacken bei DHZ und KEWU gab es grosse Unterschiede (DHZ 2.3 %, KEWU 2.9 %). Die Werte von KEWU liegen etwa im Schweizer Durchschnitt – die von DHZ liegen deutlich darunter. Möglicherweise hängt dies mit der unterschiedlichen Zusammensetzung des in den anliefernden KVA verbrannten Abfalls zusammen. Ein weiterer Grund könnte sein, dass KEWU hauptsächlich eine einzige KVA als Lie-feranten hat, bei der nur ein kleiner Teil der Schlacke vor der Anlieferung behandelt wird (siehe Kapitel 2.2). DHZ hingegen bereitet Schlacken verschiedener KVA auf, bei denen die leicht ge-winnbaren groben NF-Metallanteile möglicherweise, zumindest teilweise, schon vor Ort zurück-gewonnen werden, bevor die Schlacke an DHZ geliefert wird. Gesicherte Angaben dazu gibt es jedoch keine.

Vergleich von Kennzahlen

Die Ergebnisse zeigen, dass ein direkter Vergleich von einzelnen Kennzahlen nur einen orientie-renden Charakter haben kann, da verschiedene Schlackenaufbereitungsanlagen Material ver-schiedener Zusammensetzung verarbeiten. Der NFSS-Restmetallgehalt und die Menge rückge-wonnener NFSS-Metalle sagen zwar etwas über die tatsächlichen Sortierergebnisse einer An-lage aus. Sie sind für einen direkten Vergleich der Sortierleistung verschiedener Anlagen jedoch begrenzt aussagekräftig, weil bereits der NFSS-Metallgehalt im Aufgabematerial streut und dadurch (bei gleichbleibender Sortierleistung) das Sortierergebnis variiert. Sehr viel aussage-kräftiger ist es, die Rückgewinnungsgrade, also den relativen Anteil rückgewonnenen NFSS-Me-talls aus dem im Aufgabematerial vorliegenden Potenzial zu vergleichen.

Weiter ist es für einen direkten Vergleich notwendig, dass bei den Analysen die genau gleichen Methoden vom gleichen Labor angewendet werden (Veredelung, Restmetallgehaltsanalyse, usw.), da es zwischen den verschiedenen Methoden und Labors oft zu erheblichen Unterschie-den bei den Resultaten kommt. Zuletzt kann es aufgrund unterschiedlicher Qualitäten der NF-Konzentrate zu unterschiedlichen Schmelzerträgen kommen. In Zukunft soll bei Vergleichen von NF-Gehalten deutlich deklariert werden, ob es sich um NF-Konzentrate (mit Verunreinigungen), blanke NF-Metalle (Veredelte NF-Konzentrate ohne Verunreinigungen) oder den Schmelzertrag handelt.

Beispiel: Zwei Anlagen haben denselben NFSS-Rückgewinnungsgrad. Anlage A hat 2 % NFSS-Metall im Aufgabema-terial und Anlage B 4 %. Beide Anlagen gewinnen nun 80 % der NFSS-Metalle zurück. Im Rückstand wird deshalb bei Anlage A ein NFSS-Restmetallgehalt von rund 0.4 % gemessen und bei Anlage 2 sind es 0.8 %. Beim Vergleich des NFSS-Restmetallgehalts erscheint Anlage A effizienter. Beim Vergleich der absolut zurückgewonnenen Mengen NFSS-Metall erscheint Anlage B effizienter. Beide Anlagen erreichen jedoch denselben NFSS-Rückgewinnungsgrad von 80 %. Diese Kennzahl ist bei verschiedenen Anlagen – unter Einhaltung identischer Bilanzgrenzen und Metho-den des gleichen Labors – robuster gegenüber Schwankungen des NFSS-Metallgehalts im Aufgabematerial. In Zu-kunft sollte deshalb bei Vergleichen der Leistungsfähigkeit, nebst dem NFSS-Restmetallgehalt, vor allem der NFSS-Rückgewinnungsgrad berücksichtigt werden.

23

7 Schlussfolgerung

Die Ergebnisse dieser Studie bestätigen, dass die Schlackenaufbereitungsanlagen von DHZ und KEWU zur Kategorie "Best Available Technology" gehören. Beide erzielen hohe Rückgewinnungs-grade für NFSS-Metalle, wodurch die aufbereiteten Schlacken tiefe NFSS-Restmetallgehalte auf-weisen. Die gesetzlichen Vorgaben werden bei weitem übertroffen.

Formal betrachtet erscheint die Anlage von KEWU leistungsfähiger. Hierbei ist zu beachten, dass:

- Die Unterschiede der für beide Anlagen ermittelten Kennzahlen zwar relativ zueinander deutlich erscheinen, im Verhältnis zu den gesetzlichen Vorgaben jedoch gering sind.

- Die Unterschiede der Kennzahlen zumindest teilweise den stark unterschiedlichen NFSS-Metallgehalten und deren Zusammensetzung im Aufgabematerial geschuldet sind (2.3 % bei DHZ gegenüber ca. 2.9 % bei KEWU). Das Material der DHZ wird, zumindest teilweise, durch eine lieferantenseitige Vorbehandlung der Schlacke bereits an leicht gewinnbaren groben NF-Metallen abgereichert und enthält folglich einen relativ höheren Anteil an schwierig gewinnbaren NF-Metallstücken.

- Die Anlage von DHZ mehr als fünf Jahre älter ist als die Anlage von KEWU. In diesem Zeitraum gab es technische Entwicklungen bei den Wirbelstromabscheidern, die zu einer Leistungssteigerung der NF-Metallrückgewinnung führten.

- Die Versuche bei der Anlage von DHZ bei Nenndurchsatz bei ca. 80 t/h gefahren wurden (entspricht einer Jahreskapazität von 120'000 t). Die Versuche bei der Anlage von KEWU unter Nenndurchsatz der Anlage bei ca. 30 t/h gefahren wurden (entspricht ca. einer Jahreskapazität von 45'000 t).

Die Beprobungskampagne hat deutlich gezeigt, dass in modernen Aufbereitungsanlagen mit nass ausgetragener KVA-Schlacke erstens sehr hohe Metall-Rückgewinnungsgrade erreicht wer-den und zweitens Restmetallgehalte in der Schlacke erzielt werden, die weit unterhalb den ge-setzlichen Anforderungen liegen.

Hocheffektive Schlackenaufbereitungsanlagen sichern nicht nur eine langzeitstabile Deponie-rung der Schlacke, sondern tragen durch die CO2-Boni für zusätzlich zurückgewonnene Metalle (gegenüber den gesetzlichen Anforderungen) zu einer massiven Verringerung der netto CO2-Emissionen von KVA bei [5].

24

8 Literaturverzeichnis

[1] BAFU, «VVEA - Verordnung über die Vermeidung und die Entsorgung von Abfällen,» 01 01 2019. [Online]. Available: https://www.admin.ch/opc/de/classified-compilation/20141858/.

[2] Bundesamt für Umwelt, Messmethoden im Abfall- und Altlastenbereich, Bern: BAFU, 2017.

[3] DHZ AG, «5 Jahre supersort Technologie,» DHZ AG, 2018.

[4] KEWU, «Analyseergebnis Restmetallgehalt,» 10 2018. [Online]. Available: https://www.kewu.ch/wAssets/docs/metallgewinnung/2018-10-31_Bachema-Report.pdf. [Zugriff am 07 03 2019].

[5] VBSA, «Monitoring der CO2-Vereinbarung,» [Online]. Available: https://vbsa.ch/CO2-Report/netto-co2-emissionen.html. [Zugriff am 03 2019].

25

9 Abbildungsverzeichnis

Abb. 2.1: Anlage von DHZ zur Aufbereitung von KVA-Schlacke (Foto DHZ AG) ........................ 2

Abb. 2.2: Anlage von KEWU zur Aufbereitung von KVA-Schlacke (Foto KEWU AG) ................. 3

Abb. 2.3: Bilanzgrenze der Probenahmekampagne. Bilanziert und beprobt wurden die NF-Konzentrate < 40 mm (DHZ) bzw. < 50 mm (KEWU), SS > 40 mm (DHZ) bzw. > 50 mm (KEWU) und der Rückstand mit NFSS 2-16 mm. ........................................................ 4

Abb. 2.4: Grafische Übersicht über die Korngrössen der beprobten Fraktionen (hellgrau) und die Korngrössen der darin analysierten Metalle (dunkelgrau). Die nicht identischen Korngrössenbereiche bei der Bilanzierung der Anlagen sind Folge der unterschiedlichen Verfahrensschemata. ................................................................... 6

Abb. 3.1: NF 0-3 mm von DHZ nach Veredelung/Dichtesortierung (NFL links, NFH rechts). . 11

Abb. 3.2: NF 3-12 mm von DHZ nach Veredelung/Dichtesortierung (NFL links, NFH rechts). 11

Abb. 3.3: NF 12-40 mm von DHZ nach Veredelung/Dichtesortierung (NFL links, NFH rechts). ................................................................................................................................. 11

Abb. 4.1: (links) Mittlerer Metallgehalt der Konzentrate von DHZ (Anzahl Proben: n=10). ... 13

Abb. 4.2: (rechts) Verteilung der bilanzierten NF-Metalle nach der Schlackenaufbereitung bei DHZ bezogen auf die Aufgabemasse. ...................................................................... 13

Abb. 4.3: (links) Mittlerer NF-Restmetallgehalt 2-16 mm und Standardabweichung des Rückstands von DHZ. Analyse mittels UMTEC-Methode (Anzahl Proben: n=10). ... 13

Abb. 4.4: (rechts) Mittlerer zurückgerechneter NF-Metallgehalt und Standardabweichung im Aufgabematerial bei DHZ gemäss Bilanzgrenze. ..................................................... 13

Abb. 4.5: Verteilung der Rückgewinnungsgrade der zehn Einzelmessungen bei DHZ (Anzahl Einzelmessungen: n=10). ......................................................................................... 14

Abb. 5.1: (links) Mittlerer Metallgehalt der Konzentrate von KEWU (Anzahl Tagesmischproben aus zwei Einzelmessungen pro Tag: n=4). ................................................................ 17

Abb. 5.2: (rechts) Verteilung der bilanzierten NF-Metalle nach der Schlackenaufbereitung bei KEWU bezogen auf die Aufgabemasse. ................................................................... 17

Abb. 5.3: (links) Mittlerer NF-Restmetallgehalt 2-16 mm und Standardabweichung des Rück-stands von KEWU. Analyse mittels UMTEC-Methode (Anzahl Tagesmischproben aus zwei Einzelmessungen pro Tag: n=4). ...................................................................... 17

Abb. 5.4: (rechts) Mittlerer zurückgerechneter NF-Metallgehalt und Standardabweichung im Aufgabematerial bei KEWU gemäss Bilanzgrenze. .................................................. 17

Abb. 5.5: Verteilung der Rückgewinnungsgrade der vier Tagesmittelwerte bei KEWU (Anzahl Tagesmittelwerte aus zwei Einzelmessungen pro Tag: n=4). ................................... 18

Abb. 11.1: (links) Probenahmestelle für Rückstand bei DHZ. ................................................... 27

26

Abb. 11.2: (rechts) Probenahmestelle für NF 0-3 mm bei DHZ. ............................................... 27

Abb. 11.3: Probenahmestellen für NF 3-12 mm und 12-40 mm bei DHZ. ................................ 27

Abb. 11.4: Vorrichtung zur Erfassung des gesamten Massenstroms NF 0-3 mm bei DHZ. ...... 28

Abb. 11.5: (links) Probenahmestelle für Rückstand bei KEWU. ................................................ 29

Abb. 11.6: (rechts) Probenahmestelle für NF 0-4 mm bei KEWU. ............................................ 29

Abb. 11.7: (links) Probenahmestelle für NF 4-10 mm (erste Sortierung) bei KEWU. ............... 29

Abb. 11.8: (rechts) Probenahmestelle für NF 4-10 mm (zweite Sortierung) bei KEWU. .......... 29

Abb. 11.9: Probenahmestelle für NF 10-50 mm bei KEWU. ..................................................... 30

Abb. 11.10: (links und rechts) Erfassung des gesamten Massenstroms NE 0-4 mm von Hand bei KEWU. ...................................................................................................................... 30

27

10 Tabellenverzeichnis

Tab. 2.1: Kennzahlen der Anlage von DHZ ............................................................................... 2

Tab. 2.2: Kennzahlen der Anlage von KEWU ............................................................................ 3

Tab. 2.3: Bei DHZ und KEWU erzeugte Fraktionen (Korngrössen in mm) und Angabe darüber, ob davon die Massenströme ermittelt und Proben entnommen wurden. ............... 5

Tab. 2.4: Korngrössen der beprobten Fraktionen und der darin analysierten Metalle in mm. 6

Tab. 2.5: Beispiel: Fiktive Einzelmessung ................................................................................. 7

Tab. 2.6: Referenzwerte für vermiedene Umweltbelastungspunkte pro Tonne sekundäres NFL-/NFH-Metall bzw. Aluminium/Kupfer (Quelle: Ecoinvent Datenbank). ............. 8

Tab. 3.1: Minimale Probenahmemasse der verschiedenen Fraktionen in kg pro Einzelprobe. ................................................................................................................................. 10

Tab. 4.1: Mittelwerte der bei DHZ gemessenen Massenströme nach Umrechnung auf die Trockensubstanz (Anzahl Messungen: n=10). ......................................................... 12

Tab. 4.2: Das Umweltleistungspotential einer Tonne Schlacke von DHZ entspricht 960'719 vUBP/t (NF-Total, 6c). Durch die Aufbereitung wurden 731'447 UBP/t vermieden (NF-Total - NF-Rückstand, 6c - 5c). ........................................................ 15

Tab. 5.1: Mittelwerte der bei KEWU gemessenen Massenströme nach Umrechnung auf die Trockensubstanz (Anzahl Tagesmittelwerte: n=4). .................................................. 16

Tab. 5.2: Das Umweltleistungspotential einer Tonne Schlacke von KEWU entsprach 1'240'365 vUBP/t (NF-Total, 6c). Durch die Aufbereitung wurden 1'091'149 UBP/t vermieden (NF-Total - NF-Rückstand, 6c - 5c). ........................................................ 19

28

11 Anhang

Anhang 1 - Fotos Probenahmestellen DHZ

Anhang 2 - Fotos Probenahmestellen KEWU

Anhang 3 - Verfahrensschema Veredelung NF-Konzentrate

29

Anhang 1: Fotos Probenahmestellen DHZ

Abb. 11.1: (links) Probenahmestelle für Rückstand bei DHZ.

Abb. 11.2: (rechts) Probenahmestelle für NF 0-3 mm bei DHZ.

Abb. 11.3: Probenahmestellen für NF 3-12 mm und 12-40 mm bei DHZ.

2 7.1

7.2 7.3

30

Abb. 11.4: Vorrichtung zur Erfassung des gesamten Massenstroms NF 0-3 mm bei DHZ.

31

Anhang 2: Fotos Probenahmestellen KEWU

Abb. 11.5: (links) Probenahmestelle für Rückstand bei KEWU.

Abb. 11.6: (rechts) Probenahmestelle für NF 0-4 mm bei KEWU.

Abb. 11.7: (links) Probenahmestelle für NF 4-10 mm (erste Sortierung) bei KEWU.

Abb. 11.8: (rechts) Probenahmestelle für NF 4-10 mm (zweite Sortierung) bei KEWU.

32

Abb. 11.9: Probenahmestelle für NF 10-50 mm bei KEWU.

Abb. 11.10: (links und rechts) Erfassung des gesamten Massenstroms NE 0-4 mm von Hand bei KEWU.

33

Anhang 3: Verfahrensschema Veredelung NF-Konzentrate

Veredelung NF 0-3

Verfahrensbeschreibung:

1.Mehrfahche selektive Zerkleinerung im Backenbrecher bis zu einer minimalen Spaltweite von 2 mm.

2. Sieben bei 2 mm

3. Mehrfache selektive Zerkleinerung des Siebdurchgangs < 2 mm mittels Walzenbrecher bei Minimalspalt.

4. Sieben bei 0.5 mm

Analyse NFL/NFH:- Goldwaschpfanne

2 mm1.20 mm/g

1 min

0.5 mm (+1mm)1.20 mm/g

1 min

NF Konzentrat (ca. 2 kg) 0-3 mm

100%

NF blank 0.5-3 mm

47.3%

ca. 2xBackenbrecher

ca. 3 x Walzenbrecher

Rückstand52.7%

Veredelung NF Konzentrat 0-3 mm

34

Veredelung NF 3-12

Veredelung NF 12-40


1. Dreimalige selektive Zerkleinerung in der Schlagkreuzmühle ohne Austragssieb. Sieben bei 0.5 mm (nach jeder Zerkleinerung). Siebdurchfall zu «Rückstand»

2. Einmalige NF-Separation des Anteils > 0.5 mm auf Wirbelstromscheider mit Einstellung auf Konzentratqualität

3. Konzentrat Wirbelstromabscheider zu «NF blank».

4. Mehrfache, schrittweise selektive Zerkleinerung des Rückstandes aus dem Wirbelstromscheider mittels Walzenbrecher (Spaltweite stets enger stellen und Anteile > 2, 1, 0.5 mm aussieben).

5. Siebrückstand > 0.5 mm zu «NF blank». Siebdurchfall < 0.5 mm zu «Rückstand»

Analyse NFL/NFH:- Handsetzkorb

0.5 mm1.20 mm/g

1 min

NF Konzentrat(ca. 5 kg) 3-12 mm

Schlagkreuzmühle3 x

NF blank0.5-12 mm

77%

Walzenbrecher

Rückstand23%


0.5 mm1.20 mm/g

1 min

NF Konzentrat (ca. 10 kg)12-40 mm

Kugelmühle ohne Kugeln120 min

2 mmNF blank

0.5-40 mm87%

Rückstand13%


1. Sensorsortierer mit Programm «Metall» auf Ausbringen (90% Selektivität)

2. Rückstand Sensorsortierer auf Wirbelstormabscheider. Trennt kleinere und längliche NF Partikel ab, die von Sensorsortierer nicht ausgeworfen wurden.

3. Mahlen in Kugelmühle ohne Kugeln -> 120 min

4. Sieben bei 2 mm

Analyse NFL/NFH:- Setzkorb und Handverlesung


Sensorsortierer auf Ausbringen

Wirbelstromscheiderauf Konzentratqualität

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