Metals in MSWI fly ash - problems or opportunities?
Doktorsavhandling, 2010

Incineration of municipal solid waste is a commonly used management method to take care of our waste. However, the residues produced are a problem. They often contain large amounts of potentially toxic metal compounds and soluble salts, which can cause harm to the environment and human health if released from the ash. These ashes are therefore usually classified as hazardous materials and are deposited in specialized landfills. However, as society strives towards more sustainable material cycles, a larger fraction of the materials today classified as waste will, in the near future, be recycled. Since the ashes produced from waste incineration contain significant amounts of metals, they represent a possible source of these metals. Recovery of metals from waste combustion residues would thus give an opportunity to turn a waste into a valuable resource. This thesis focuses on the leaching and recovery of minor metals, such as Cu and Zn, and proposes a recovery procedure for Cu. The leaching of metal compounds from the ash is a very important step in the recovery process and several factors, such as leaching time, pH, leaching agent used and the liquid-to-solid ratio (L/S), affect the leaching properties. In some cases more or less all Cu was leached from the ash. Recovery of metals from ash leachates can be done using solvent extraction, and the results obtained showed that about 90% of the Cu in the leachates could be selectively recovered. The ash matrix itself is highly affected by leaching, which generally increases the specific surface area and changes the particle size distribution. In landfill leaching tests the release of many ions from pre-leached ash was lower than that measured for the original ash, indicating a possibility to utilize the resulting ash as well.

HNO3

water

NH3NO4

MSW ash

pH

metals

solvent extraction

speciation

Cu

leaching

KS101
Opponent: Rainer Backman, Umeå Universitet

Författare

Karin Karlfeldt Fedje

Chalmers, Kemi- och bioteknik

Assessment of metal mobility in MSW incineration ashes using water as the reagent

Fuel,; Vol. 86(2007)p. 1983-1993

Artikel i vetenskaplig tidskrift

Element associations in ash from waste combustion in fluidized bed

Waste Management,; Vol. 30(2010)p. 1273-1279

Artikel i vetenskaplig tidskrift

Removal of hazardous metals from MSW fly ash-An evaluation of ash leaching methods

Journal of Hazardous Materials,; Vol. 173(2010)p. 310-317

Artikel i vetenskaplig tidskrift

Initial studies of the recovery of Cu from MSWI fly ash leachates using solvent extraction

Waste Management and Research,; Vol. 30(2012)p. 1072-1080

Artikel i vetenskaplig tidskrift

Leaching for recovery of copper from municipal solid waste incineration fly ash: Influence of ash properties and metal speciation.

Waste Management and Research,; Vol. 32(2014)p. 755-762

Artikel i vetenskaplig tidskrift

Förbränning är ett vanligt sätt att ta hand om våra hushållssopor. Bland fördelarna jämfört med deponering är att förbränning genererar både värme och el och att mängden avfall effektivt minskas. En nackdel är dock den bildade askan, som ofta innehåller höga halter av potentiellt giftiga metallföreningar och lättlösliga salter. Om dessa lakas ut från askan kan de utgöra en risk för både människor och miljö. Därför läggs dessa askor oftast på deponi. Men, i dagens samhälle eftersträvas återvinning i allt högre grad och eftersom dessa askor innehåller höga halter av metaller skulle de kunna vara en källa för metallåtervinning. I denna avhandling diskuteras och presenteras metoder att laka ut och återvinna metaller från aska från avfallsförbränning. Resultaten visar att utlakningen av metallföreningar från askan är ett av de viktigaste stegen i återvinningsprocessen och att faktorer som lakningstid och pH påverkar utlakningen. Under vissa betingelser kan mer eller mindre allt koppar lakas ut från askan och så mycket som 90 % av den utlakade mängden kan selektivt extraheras och återvinnas. Den kvarvarande askresten visar större stabilitet efter lakningsbehandling jämfört med originalaskan, vilket på sikt gör att även askresten skulle kunna användas istället för att läggas på deponi.

Ämneskategorier

Kemiteknik

ISBN

978-91-7385-386-6

Doktorsavhandlingar vid Chalmers tekniska högskola. Ny serie: 3067

Utgivare

Chalmers tekniska högskola

KS101

Opponent: Rainer Backman, Umeå Universitet

Mer information

Senast uppdaterat

2020-03-04