Batterierückgewinnung aus KVA-Schlacke (Kurztitel: Batterieseparator)

• Research unit: FOEN
• Project number: UTF 260.14.08

Key words (German)

Batterierückgewinnung, KVA-Schlacke, Deponie Teuftal, UMTEC,

Short description (German)

In der Schweiz werden heute ca. 65% der Haushaltbatterien separat gesammelt und verwertet. Ein Drittel der Batterien wird nach wie vor über den Haushaltkehricht entsorgt und gelangt so in die KVA. Eine Rückgewinnung aus dem Rohabfall wäre technisch sehr aufwändig und teuer.
Aus Voruntersuchungen des UMTEC ist bekannt, dass Batterien in KVA nicht verbrennen, sondern weitgehend unversehrt mit der Schlacke ausgetragen werden. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, die Batterien aus der KVA-Schlacke zurückzugewinnen. Der grösste Teil der KVA-Schlacke wird für die Metallgewinnung ohnehin aufbereitet. Nach der Trennung von Grob- und Feinschrott mittels Magnetscheider sind die Batterien in der Feinschrottfraktion angereichert. Durch die Rückgewinnung aus dem Feinschrott könnte die Rücklaufquote von Haushaltbatterien beträchtlich erhöht und die Belastung durch schädliche Schwermetalle aus Batterien in Deponien reduziert werden.

Results according to contract (German)

1. Modell eines Batterieseparators und Resultate zur Verfahrenstechnik bei der Vorbereitung des Rohmaterials und Nachbereitung des Konzentrates. Damit sollen aus 100 kg vorabgesiebtem Schlackenschrott mit einem Anteil von ca. 3.5% Batterien mindestens 70% der Batterien zurückgewonnen werden (Meilenstein 1).

2. Funktionsmuster eines Batterieseparators im Massstab 1:5, mit dem bei einem Durchsatz von 3 t Feinschrott pro Stunde mindestens 70% der darin enthaltenen Batterien extrahiert werden (Meilenstein 2).

Project aims (German)

Es soll ein Verfahren, genannt Batterieseparator, zur Rückgewinnung von Batterien aus Feinschrott aus der Metallseparation in KVA entwickelt werden.

Description of results (German)

Der Feinschrott 8-32mm aus der Aufbereitung von KVA-Schlacke enthält etwa 35kg Batterien je Tonne Feinschrott. Im Rahmen des Projekts wurde ein Verfahren entwickelt, mittels welchem Batterien aus diesem Feinschrottprodukt abgetrennt werden können. Die Wirkungsweise des Verfahrens beruht darauf, dass der Feinschrott mit einem Linearschwingförderer gegen eine Steigung von 8° gefördert wird. Kugelige und zylindrische Stücke (Batterien) rollen gegen die Förderrichtung ab und werden in einer zweiten Stufe voneinander getrennt. Das Resultat ist ein Produkt von 16% der aufgegebenen Feinschrottmenge, in welchem 87% der Batterien aufkonzentriert sind. Um die in diesem Produkt enthaltenen Batterien der BATREC zuzuführen, muss es allerdings weiter nachgereinigt werden, was durch manuelle Verlesung oder mittels Setzmaschine möglich wäre.

Transfer and application (German)

Das Verfahren ist ökologisch sowohl aus der Ressourcenperspektive, als auch aus der Schadstoffperspektive vorteilhaft. Zur Ressourcenperspektive: Würde der gesamte Schweizer Feinschlackenschrott mit dem entwickelten Verfahren aufbereitet, würde die derzeitige Schweizer Batterierücklaufquote von rund 67% auf 85% gesteigert. Also würden 85% aller schwermetallhaltigen Batterieinhaltsstoffe dem Recycling zugeführt. Aus der Schadstoffperspektive ist relevant, dass nicht verhindert werden kann, dass der minderwertige, schwermetallbelastete KVA-Feinschrott den Weg in außereuropäische Stahlwerke findet. Diese sind häufig nicht mit Vorrichtungen zur Rückgewinnung von flüchtigen Schwermetallen wie Zink und Cadmium ausgerüstet. In der Folge können diese Schwermetalle in die Luft oder, über Deponien, schlussendlich ins Grundwasser gelangen.

Eine Abschätzung der Kosten hat ergeben, dass der Erlös zu jeweils etwa 50% aus der Vergütung für die Batterien und der Wertsteigerung des gereinigten Schrottes stammen würde. Allerdings sind bei den derzeitigen Randbedingungen die Kosten der Batterieextraktion etwa doppelt so hoch, wie die Erlöse. Um die Batterien aus dem Schweizer KVA-Schlackenschrott zurück zu gewinnen, und damit die Batterie-Recyclingrate in der Schweiz von 67% auf 85% zu steigern, wäre eine Zuzahlung von etwa jährlich 500‘000 erforderlich. Dies entspräche einer Erhöhung der „Batterieabgaben“ von rund 5%, was zurzeit politisch nicht durchsetzbar ist.

Follow up (German)

Im Rahmen dieses Projektes werden keine Tätigkeiten mehr durchgeführt. Da kurz- bis mittelfristig kein Markt für die entwickelte Maschine in Aussicht ist, wird von einer Patentierung abgesehen. Aktuell ist die Nachfrage für eine Batterieseparationsanlage nicht vorhanden. Eventuell wird sich das in Zukunft ändern. Die Zukunft der Batteriegewinnung aus KVA-Schrott hängt von der übergeordneten politischen Entwicklung im Batterierecycling ab.

Publications / Results (German)

Keine