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Research unit
FOEN
Project number
UTF 458.14.13
Project title
Schlackenaufbereitungsanlage ZAV Recycling AG (Schlackenaufbereitung zur stofflichen Verwertung von Metallen)

Texts for this project

 GermanFrenchItalianEnglish
Key words
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Short description
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Ergebnisse gemäss Vertrag
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Project aims
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Description of results
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Transfer and application
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Follow up
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Publications / Results
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Inserted texts


CategoryText
Key words
(German)
thermische Verwertung, Kehrichtschlacke, Ressourcen-Effizienz, Metalle, Trockenschlacke, Thermo-re®-Verfahren, Urban mining
Short description
(German)

Die thermische Verwertung von Abfällen ist ein fester Bestandteil des schweizerischen Entsorgungssystems, aus welchem einerseits wiederverwertbare Stoffe und andererseits endlagerfähige Stoffe resultieren. Der Anteil an wiederverwertbaren Stoffen aus der thermischen Verarbeitung stagniert in der Schweiz seit Jahren auf gleichem Niveau und die restlichen Stoffe aus der thermischen Verarbeitung sind noch immer der bedeutendste Massenstrom der Abfälle, welche bis heute auf Reaktorstoffdeponien abgelagert werden. Die so abgelagerten Kehrichtschlacken verursachen langfristig belastete Deponiesickerwasser mit gelösten Kohlenstoffen, Metallen und Salzen, welche letztendlich umständlich und aufwendig behandelt werden müssen, um die Umwelt und die Menschen nicht zu gefährden. Zudem sind die abgelagerten Kehrrichtschlacken, welche Metallgehalte vergleichbar mit abbauwürdigem Erz aufweisen, ein bedeutender Ressourcenverlust. Durch Zurückführen der Metalle in den Stoffkreislauf kann dieser Ressourcenverlust verringert und somit die mit der Primärproduktion dieser Metalle verbundene Umweltbelastung vermieden werden. Zudem kann der begrenzt verfügbare Platz auf Reaktorstoffdeponien geschont werden.

Durch eine neuartige Schlackenaufbereitungsanlage für trocken ausgetragene Schlacke (=Trockenschlacke) nach einer thermischen Verarbeitung kann gezeigt werden, dass das Zurückführen der Metalle in den Stoffkreislauf und die Verminderung der endlagerfähigen Stoffe sowohl ökonomisch wie auch ökologisch realisiert werden kann. Mit dieser Anlage wird das Thermo-re®-Verfahren erstmals vollständig umgesetzt. Damit dient diese Anlage in Kombination mit den beteiligten KVA weltweit als Musteranlage für das thermische Recycling von Abfällen. Bestandteil dieser Innovation ist unter anderem die Erfassung von Metallteilen in der Grössenklasse 0.2mm - 3mm.

Ergebnisse gemäss Vertrag
(German)

1. Sämtliche Anlagen-, Fabrikations- und Detailpläne sind erstellt und die Verträge für den Anlagenbau sind unterzeichnet. Meilenstein 1.

 

2. Unterzeichnetes Abnahmeprotokoll, das bestätigt, dass die  Schlackenaufbereitungs-anlage fertiggestellt und durch die ZAV Recycling AG abgenommen ist. Meilenstein 2.

 

3. Daten belegen, dass der Wirkungsgrad der Separation der Metalle aus der Trockenschlacke mehr als 90% erreicht, dass ein emissionsfreier Betrieb der Aufbereitungsanlage (Einhaltung der MAK Werte) möglich ist und dass die Lärmemissionen einen Nachtbetrieb der Anlage unter Einhaltung der geltenden Grenzwerte der Lärmschutz-Verordnung (LSV) erlauben.

 

4. Redaktion eines Schlussberichtes mit Darstellung der Ergebnisse aus 1 bis 3

 

5. Bereitstellung von Textbausteinen und Illustrationen für die Erstellung eines Publikums-Factsheets

 

6. Präsentation der Ergebnisse an einem wissenschaftlichen Kolloquium beim BAFU mit entsprechender Power-Point Darstellung

Project aims
(German)
Am Standort der Kehrrichtverwertungsanlage Zürcher Oberland KEZO in Hinwil wird eine Schlackenaufbereitungsanlage zur Separierung von Metallen mit einem Wirkungsgrad von mehr als 90% für alle Partikel grösser als 0.2mm, ausgelegt auf eine totale Kapazität von 200'000 t Trockenschlacke pro Jahr (bei Phase 1: 100'000 t), gebaut und in Betrieb genommen.
Description of results
(German)
Die ZAV Recycling AG betreibt heute die weltweit erste Aufbereitungsanlage für Trockenschlacke aus der thermischen Abfallverwertung. Die über 15% separierten Metalle belegen das grosse Potential der Trockenschlacke. Mit der Separation von knapp 5% umweltrelevanter Nicht-Eisenmetalle, einer Einsparung von 60'000 Tonnen CO2 pro Jahr und einer geringen Staubbelastung setzt die industrielle Anlage weltweit neue Standards. Vier Trägerschaften haben im Rahmen einer langfristigen Zusammenarbeit im 2013 die ZAV Recycling AG mit Sitz in Hinwil gegründet: die lnterkommunale Anstalt Limeco, Dietikon, der Zweckverband Kehrichtverwertung Zürcher Oberland KEZO, Hinwil, der Zweckverband Kehrichtverwertung im Bezirk Horgen, Horgen und die Stadt Zürich, Entsorgung & Recycling, Zürich. Mit dem Bau der weltweit ersten Aufbereitungsanlage für Trockenschlacke legt die ZAV Recycling AG
den Grundstein für die Umsetzung des thermo-re@-Prozesses und damit einen wichtigen Beitrag für eine nachhaltige Abfallwirtschaft der Zukunft. Die Schlackenaufbereitungsanlage der ZAV Recycling AG wurde auf dem Betriebsgelände der KEZO sowie in deren Betriebsgebäuden installiert. Die Anlage ist vollständig in die Betriebsprozesse der KEZO integriert und wird durch die Mitarbeiter der KEZO betrieben. 

Ab Novembet 2015 wurde im Rahmen eines Testbetriebs erstmals Trockenschlacke der KEZO verarbeitet. Der eigentliche Betrieb begann am 1. Februar 2016 mit der erstmaligen Entgegennahme von externer Trockenschlacke aus der KVA Horgen. Bereits Ende Oktober 2016 wurde die angestrebte Verarbeitungskapazität von rund 100'000 t Schlacke pro Jahr erreicht. Ab November 2016 waren alle fünf Separationslinien für die Verarbeitung sämtlicher Schlackenfraktionen in Betrieb.

Folgende Wertstoffe werden in der Anlage in hoher Qualität separiert und anschliessend verkauft:
Eisen (FE)  > 80 mm,30-80 mm, 12-30 mm,2-12 mm, <2 mm
Rostfreier Stahl (VA) > 80 mm, 30-80 mm, 12-30 mm
Nichteisen-Metalle (NE) gemischt  >80 mm, 30-80 mm, 12-30 mm
Aluminium (NE leicht)  8-12 mm, 5-8 mm, 1.2-5 mm, 0.3-1.2 mm
NE-Edel (NE schwer) 8-12 mm,5-8 mm, 1.2-5 mm, 0.3-1.2 mm
Glas  12-30 mm

Obwohl sich der Fokus der Aktivitäten auf die betrieblichen Abläufe konzentrierte und man bis heute wenig Zeit für die Optimierungen der Anlage fand, sind die Performancezahlen der Anlage erfreulich. Es stimmt zuversichtlich, dass bereits heute ein grosser Teil der betrieblichen Zielsetzungen erreicht
werden konnten:

Kapazität: Die angestrebte Durchsatzleistung von 2'000 t Trockenschlacke pro Woche für die erste Phase konnte anlagetechnisch verarbeitet werden. Die Schlackenlieferungen der Anlagen Satom, Monthey; KEBAG, Solothurn; KVA Horgen, KVA Hagenholz und KEZO Hinwil führen zur Vollauslastung der installierten Verarbeitungskapazität.
Ausbeute der Nichteisen-Metalle (NE): mit einem Anteilvon 4.5% separierten NE-Metallen aus der angelieferten Rohschlacke wurde die bereits ambitiöse Zielsetzung von 3.5% um fast 30% übertroffen.
Schwere NE-Metallfraktion: Die schwere NE-Metallfraktion grösser 5 mm hat wesentlich höhere Edelmetallgehalte (Gold, Silber, Palladium) als erwartet. Damit liegt auch der Anteil der schwereren und damit wertvolleren NE-Metalle mit 0.5% bezogen auf die angelieferte Rohschlacke um rund 30% über den Erwartungen. Wir gehen davon aus, dass das Konzept des selektiven Brechens der Schlacke einen grossen Anteil der kleinen NE-Metalle in den Schlackenagglomeraten zur Nutzung freilegt.
Ausbeute der NE-Metalle im Vergleich: Basierend auf Erfahrungswerten von Aufbereitungsanlagen ft¡r Nassschlacke kann heute bereits gesagt werden, dass die Ausbeute der NE-Metalle aus der Trockenschlacke signifikant höher ist.
Energieverbrauch: Der Stromverbrauch der Aufbereitungsanlage ist rund 60% tiefer als
erwartet und beträgt im Mittel 16 kwh pro Tonne Schlacke.






Transfer and application
(German)
Die Schlackenaufbereitungsanlage der ZAV Recycling AG ist seit über einem Jahr in einem industriellen Massstab in Betrieb und weist bezüglich Metallrückgewinnung eine überlegene Performance auf. Das weist darauf hin, dass mit dieser Anlage ein neuer Stand der Technik beschrieben wird.
Follow up
(German)
Im Rahmen der Anlagenoptimierungen wird derzeit daran gearbeitet, die Metallteilchen bereits ab einer Grösse von 0.2mm (heute: 0.3mm) zu gewinnen und für den erneuten Einsatz als Rohstoff bereitzustellen.

Mit der effizienten Rückgewinnung der Metalle aus der Schlacke wurde ein erster entscheidender Schritt getan auf dem Weg zu einer nachsorgefreien Deponierung von Kehrichtschlacke. Vor diesem Hintergrund arbeitet die Stiftung ZAR nun an der weiteren Aufbereitung der mineralischen Fraktion, welche rund 85% der Schlackenmenge ausmacht. Aus dieser Fraktion müssen weitere Schadstoffe eliminiert werden.
Publications / Results
(German)
Nach Vorliegen der Resultate aus der ersten, umfassenden Stoffbilanzierung von Januar bis Juli 2017, werden derzeit Fachpublikationen durch die Stiftung ZAR sowie die ZAV Recycling AG vorbereitet und ab Dezember 2017 veröffentlicht.