Hoppa till huvudinnehåll
RISE logo
Bottenaska

Projekt kring bestämning av kemisk form för spårmetaller i avfallsaska

Avfallsindustrin behöver metoder för att bestämma specifikationen av metaller i avfallsförbränningsaska.
Aska från avfallsförbränning har i allmänhet en komplex sammansättning. Typiskt har askan ett lågt metallinnehåll på under två procent.

Spektroskopi - för detaljerad materialanalys

 På grund av den komplexa askmatrisen och de låga halterna är traditionella laboratoriemetoder för att bestämma de kemiska förekomstformerna – som röntgendiffraktion (XRD) – inte tillräckliga. 

Röntgenabsorptionsspektroskopi (XAS) är en mätteknik som ger kemiska specifikationer av tungmetaller i låga halter i komplexa blandningar.

Utmaningen

En ökad kunskap om förekomstformen av metaller i aska från avfallsförbränning kan ge nya möjligheter till klassificering av bottenaskor (slaggrus) och därmed öppna för nya användningsområden. Ökad kunskap kan också ge viktig information för optimering av behandlingsmetoder för att endera stabilisera flygaskor för säker deponi eller för utvinning av värdefulla metaller.

XAS har pekats ut som en metod med hög potential att lösa denna utmaning. Avfallsindustrin har också ett allmänt intresse av att lära sig mer om metoden eftersom den även kan användas för andra möjliga tillämpningar, till exempel för förorenad jord.

Projektet

Att metoden har potential för att bestämma kemisk form för spårmetaller i aska hade tidigare påvisats i några studier men även om resultaten var lovande behövde metoden undersökas på ett mer systematiskt sätt, vilket var syftet med projektet Avancerad spektroskopisk speciering av metaller i askan från avfallsförbränning. Bland annat behövs försök som inkluderar fler metaller och askor liksom att utforma ett standardförfarande och ett referensbibliotek för rutinanalyser.

I projektet ingick därför analyser av ett antal bottenaskor, både färska och lagrade, samt behandlade och icke behandlade flygaskor. Dessutom representerades olika förbränningsteknologier, såsom rosterpanna, roterugn och cirkulerande fluidiserad bädd (CFB). Mätningarna genomfördes i BALDER, ett av strålrören på MAX IV-laboratoriet i Lund.

XAS implementerades på totalt 16 askprover från avfallsförbränning. För dem uppmättes absorptionskanten för zink, koppar och bly. Förutom dessa mätningar inkluderades strukturen i ett öppet referensbibliotek. Totalt mättes referensspektra för 43 relevanta kemiska föreningar. XANES, den metod som projektet fokuserade på, anses ha stor potential för att bestämma förekomstformer för zink och koppar i askan förutsatt att ytterligare referenser identifieras och ingår i biblioteket.

Projektet samlade industriella intressenter, forskare och experter inom respektive område.

Effekt

Sammanfattningsvis har det i projektet utvecklats en fungerande analysmetod som har potential att kunna bli industriellt gångbar. De resultat som tagits fram kring möjliga förekomstformer är, sett till vad som finns publicerat i litteraturen, betydande. Men för att dra riktiga slutsatser kring olika påverkansfaktorer krävs betydligt fler riktade analyser, speciellt kring uppbyggnad av referensbiblioteket.


Sammanfattning

Projektnamn

Metall i aska från avfallsförbränning

Status

Avslutat

RISE roll i projektet

Koordinator

Projektstart

Varaktighet

19 månader

Total budget

711 000 SEK

Partner

Chalmers tekniska högskola, Lunds Universitet – MAX IV laboratoriet, Fortum Waste Solutions AB, NOAH AS, Sysav Utveckling AB, E.on, Stena Recycling AB

Finansiärer

Vinnova, Avfall Sverige, Energiforsk – Askprogrammet, Fortum Waste Solutions AB, NOAH AS, Sysav Utveckling AB, E.on, Stena Recycling AB

Projektmedlemmar

Bidrar till FN:s hållbarhetsmål

7.Hållbar energi för alla
11.Hållbara städer och samhällen
Mar Edo

Kontaktperson

Mar Edo

Forskare

+46 10 516 69 95
mar.edo@ri.se

Läs mer om Mar