TY - CONF A1 - Kalbe, Ute A1 - Vogel, Christian A1 - Simon, Franz-Georg T1 - Antimony in incineration bottom ash – Leaching behavior and conclusions for treatment processes N2 - Antimony (Sb) is used in industrial products mainly as flame retardant in plastic material. Due to such additives in plastics, about a half of Sb ends up in municipal solid waste incineration at the end-of-life and consequently in relevant amounts in the generated bottom ash. In contact with water, the initial leachability is low, as antimonates form sparingly soluble compounds with Ca2+. Following the carbonation of the incineration bottom ash (IBA) during the proceeding ageing the pH in the leachates decreases. With decreasing concentration of Ca in the eluate the solution equilibrium changes and antimonates dissolve. In Germany it is intended to regulate Sb in IBA with the planned implementation of the so called Mantelverordnung (MantelVO, containing provisions on the utilisation of mineral waste) in the near future. The limit values set in the draft might be critical for IBA and therefore pose a risk for the utilisation of the mineral fraction of IBA in the well-established recycling routes. T2 - SUM 2020 – 5th Symposium on Urban Mining and Circular Economy CY - Online meeting DA - 18.11.2020 KW - Bottom ash KW - Leaching KW - Antimony PY - 2020 SP - 1 EP - 4 AN - OPUS4-51622 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Vogel, Christian A1 - Kalbe, Ute T1 - Antimony and vanadium in incineration bottom ash – leaching behavior and conclusions for treatment processes N2 - Due to its large mineral fraction, incineration bottom ash (IBA) from municipal solid waste incineration is an interesting raw material that can be used for road construction or to produce secondary building materials. However, leaching chloride, sulfate, and potentially harmful heavy metals may cause problems in using IBA in civil engineering. Investigating leaching behavior is crucial for the assessment of the environmental compatibility of IBA applications. Various test procedures are available for that purpose. In the present study, a long-term leaching test of a wet-mechanically treated IBA was performed in a lysimeter for almost six years. While concentrations of chloride, sulfate and the majority of the heavy metals started to decrease rapidly with progressive liquid-to-solid ratio (L/S), antimony (Sb) and vanadium (V) behaved differently. At the beginning of the lysimeter test, the Sb and V concentrations were low, but after approximately one year of operation at an L/S ratio of around 0.8 L/kg, a steady increase was observed. It was shown that this increase is the result of low Ca concentrations due to the formation of CaCO3. With the data, the solubility products from Ca-antimonate and Ca-vanadate were calculated. The unusual leaching behavior of Sb and V should be kept in mind when considering field scenarios and evaluating the impact on the environment. KW - Bottom ash KW - Lysimeter KW - Leaching of waste materials KW - Secondary building materials PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-534317 DO - https://doi.org/10.31025/2611-4135/2021.15115 SN - 2611-4135 VL - 16 SP - 75 EP - 81 PB - CISA CY - Padua AN - OPUS4-53431 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Holm, Olaf A1 - Kalbe, Ute ED - Thiel, S. ED - Thome-Kozmiensky, E. ED - Pretz, T. ED - Senk, D. G. ED - Wotruba, H. T1 - Antimon in Rostaschen aus der Müllverbrennung – Auslaugverhalten und Rückschlüsse für die Aufbereitung N2 - Antimon (Sb) wird industriell vorwiegend als Flammschutzmittel in Kunststoffen verwendet. Am Ende des Lebenszyklus landet etwa die Hälfte des produzierten Sb, vorwiegend über entsprechend dotierte Kunststoffe, in Haus- und vor allem Industrieabfällen und in der Folge auch in relevanten Mengen in Rostaschen aus der Verbrennung dieser Abfälle. Zwar werden in den Produkten Sb-Verbindungen in der Oxidationsstufe 3 eingesetzt, in den Aschen liegt Sb jedoch wegen der leichten Oxidierbarkeit überwiegend in der Oxidationsstufe 5 als Oxyanion vor (Sb(OH)6- oder Sb2O74-). Die Freisetzung beim Kontakt mit Wasser ist zunächst gering, weil die Antimonate schwerlösliche Verbindungen mit Ca2+ bilden. Durch die Carbonatisierung der Aschen während der vorgeschalteten Lagerung sinkt der pH-Wert im Eluat. Die Konzentration von Ca im Eluat nimmt mit fortschreitender Elutionsdauer ab, wodurch sich das Lösungsgleichgewicht verschiebt und Antimonate gelöst werden können. Dieses Verhalten wird durch einen Langzeitversuch mit Lysimetern bestätigt. Experimentelle Daten aus unterschiedlichen Elutionstests wurden mit dem Solver-Modul in MS Excel gefittet. Daraus ergibt sich Ca(Sb(OH)6)2xCa0.78(OH)1.56 als mögliche Verbindung für in Rostaschen enthaltenes Ca-Antimonat. Laut Entwurf der MantelVO ist für Sb in Rostaschen eine Regulierung vorgesehen. Die darin vorgesehenen Grenzwerte könnten ein Problem für Rostaschen darstellen und gefährden die Verwertung der mineralischen Fraktion. In den meisten Bundesländern geschieht der Vollzug derzeit nach dem LAGA Merkblatt M20. Die darin festgelegten Parameter zur Bewertung berücksichtigen im Prinzip nur eine Richtung, bei der sich die Materialeigenschaften im Zuge der Alterung von Rostaschen verbessern. Dieser Zusammenhang ist bei Sb nicht gegeben, was bei der Beurteilung des Gefahrenpotentials aber Berücksichtigung finden sollte. Das entgegengesetzte Verhalten von Sb stellt Aufbereiter und Verwerter möglicherweise vor Probleme. Die Einführung einer Ersatzbaustoffverordnung im Rahmen der MantelVO soll bundeseinheitliche Rechtssicherheit bei der Verwertung von mineralischen Recyclingmaterialien schaffen. Damit würde dann auch eine Grundlage für Investitionen in verbesserte Aufbereitungsverfahren geschaffen werden. Da im Hinblick auf Sb aus dargestellten Zusammenhängen jedoch eher das Gegenteil zu befürchten ist, besteht Forschungsbedarf, um dieses Problem zu lösen. KW - Antimon KW - Rostasche KW - Nassaufbereitung PY - 2019 SN - 978-3-944310-47-3 VL - 6 SP - 148 EP - 164 PB - TK-Verlag CY - Nietwerder ET - 1 AN - OPUS4-47989 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Berger, Wolfgang A1 - Kalbe, Ute A1 - Simon, Franz-Georg T1 - Analytik für Ersatzbaustoffe KW - Ersatzbaustoffe KW - Auslaugverfahren KW - Säulentest PY - 2008 SN - 0344-1733 SN - 1610-8256 VL - 32 IS - 9 SP - 26 EP - 28 PB - Vogel CY - Würzburg AN - OPUS4-17978 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Keldenich, K. T1 - Abfallwirtschaft im Spannungsfeld zwischen thermischer Behandlung und Recycling T1 - Waste management between thermal treatment and recycling N2 - Die Abfallwirtschaft in Deutschland behandelt eine Menge von 359 Mio. Tonnen. Den größten Anteil haben Bau- und Abbruchabfälle mit 54%. Die Behandlungsverfahren dafür unterscheiden sich stark von denen für Siedlungsabfälle. Gemäß Europäischer Abfallrichtlinie ist Recycling gegenüber einer energetischen Verwertung in der Hierarchie der Abfallbehandlungsverfahren höher bewertet. Bei der thermischen Behandlung entscheidet die Energieeffizienz des Verfahrens, ob eine Behandlung als Verwertung oder Beseitigung gilt. Nach dieser Richtlinie erfolgt die Berechnung der Energieeffizienz stark vereinfacht mit der sogenannten R1-Formel. Veröffentlichte Daten zu Wärme- und Stromproduktion verschiedener thermischer Abfallbehandlungsanlagen werden mit der R1-Formel und Daten aus der Literatur verglichen. Mengen und Entsorgungswege sowie Möglichkeiten zur Bewertung von Abfallbehandlungsverfahren werden diskutiert. N2 - Waste management in Germany covers an amount of 359 million tons. The largest fraction is construction and demolition waste (C&D waste) with some 54%. The treatment processes for C&D waste differ from those for municipal solid waste. According to the European Directive on Waste a waste hierarchy shall apply where recycling has a higher priority than energy recovery. A thermal treatment is regarded as recovery operation only if the energy efficiency is above a certain limit. Under the terms of the directive a simplified calculation of the energy efficiency is perfomed using the so-called R1 formula. Published data on heat and power production of several thermal waste treatment plants are compared to the R1 formula and data from literature. Amount and waste management options for different waste fractions and how to evaluate different waste management processes are discussed. KW - Abfall KW - Energieeffizienz KW - Ersatzbrennstoffe KW - Kunststoffabfälle KW - Recycling(RC)-Baustoffe KW - Energy efficiency KW - Plastic waste KW - Recycled aggregates KW - Refuse derived fuels KW - Waste PY - 2012 DO - https://doi.org/10.1002/cite.201200005 SN - 0009-286X SN - 1522-2640 VL - 84 IS - 7 SP - 985 EP - 990 PB - Wiley-VCH CY - Weinheim AN - OPUS4-26210 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Simon, Franz-Georg T1 - Abfallverbrennung in der Zukunft, Wertstoffrückgewinnung N2 - Aktuell werden in Deutschland in rund 100 thermischen Abfallbehandlungsanlagen (davon 66 Hausmüllverbrennungsanlagen) rund 20 Millionen Tonnen brennbare Abfälle verbrannt. Mit rund 5 Millionen Tonnen pro Jahr bildet die Rostasche die mengenmäßig größte Rückstandsfraktion. Nach einer Lagerung von einigen Wochen erfüllt die Rostasche im Regelfall die Anforderungen für die Deponieklasse 1. Allerdings wird der Großteil der Rostasche nicht deponiert, sondern aufbereitet und verwertet. Zur Aufbereitung kommen verschieden Verfahren zum Einsatz. Für die Abtrennung der Eisen- und NE-Metalle werden magnetische Verfahren und die Wirbelstromtechnik eingesetzt. Für die mineralischen Fraktion gibt es eine Vielzahl von Sortier- und Klassierungsverfahren, Waschverfahren und weitergehende thermische Verfahren. T2 - Jahrestreffen der Fachgruppen Abfallbehandlung und Wertstoffrückgewinnung sowie Rohstoffe CY - Frankfurt/M., Germany DA - 18.03.2019 KW - Abfallverbrennung KW - Rostasche PY - 2019 SP - 16 EP - 16 AN - OPUS4-48539 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Simon, Franz-Georg T1 - Abfallrecht N2 - Abfallrecht T2 - Sonderkolloquium in der BAM: Europäisches technisches Recht und seine Bedeutung für die BAM CY - Berlin, Germany DA - 2000-12-12 KW - EU Deponierichtlinie KW - EU Verbrennungsrichtlinie KW - EU Produktregelungen KW - Bodenschutz PY - 2000 AN - OPUS4-35459 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Simon, Franz-Georg T1 - Abfalldeponien in der Zukunft: Schadstoffsenke oder Rohstoffquelle T2 - 51. Tutzing-Symposium Abfall - Hinterlassenschaft oder Ressourcenreservoir CY - Tutzing, Germany DA - 2012-04-22 PY - 2012 AN - OPUS4-25631 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Abis, M. A1 - Bruno, M. A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Grönholm, R. A1 - Hoppe, M. A1 - Kuchta, K. A1 - Fiore, S. T1 - A Novel Dry Treatment for Municipal Solid Waste Incineration Bottom Ash for the Reduction of Salts and Potential Toxic Elements N2 - The main obstacle to bottom ash (BA) being used as a recycling aggregate is the content of salts and potential toxic elements (PTEs), concentrated in a layer that coats BA particles. This work presents a dry treatment for the removal of salts and PTEs from BA particles. Two pilotscale abrasion units (with/without the removal of the fine particles) were fed with different BA samples. The performance of the abrasion tests was assessed through the analyses of particle size and moisture, and that of the column leaching tests at solid-to-liquid ratios between 0.3 and 4. The results were: the particle-size distribution of the treated materials was homogeneous (25 wt % had dimensions <6.3 mm) and their moisture halved, as well as the electrical conductivity of the leachates. A significant decrease was observed in the leachates of the treated BA for sulphates (44%), chlorides (26%), and PTEs (53% Cr, 60% Cu and 8% Mo). The statistical analysis revealed good correlations between chloride and sulphate concentrations in the leachates with Ba, Cu, Mo, and Sr, illustrating the consistent behavior of the major and minor components of the layer surrounding BA particles. In conclusion, the tested process could be considered as promising for the improvement of BA valorization. KW - Bottom ash KW - Dry treatment KW - Potential toxic elements KW - Salts PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-527963 DO - https://doi.org/10.3390/ma14113133 SN - 1996-1944 VL - 14 IS - 11 SP - 3133 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-52796 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Abis, M. A1 - Bruno, M. A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Grönhom, R. A1 - Kuchta, K. A1 - Fiore, S. ED - Medici, F. T1 - A Novel Dry Treatment for Municipal Solid Waste Incineration Bottom Ash for the Reduction of Salts and Potential Toxic Elements N2 - The main obstacle to bottom ash (BA) being used as a recycling aggregate is the content of salts and potential toxic elements (PTEs), concentrated in a layer that coats BA particles. This work presents a dry treatment for the removal of salts and PTEs from BA particles. Two pilotscale abrasion units (with/without the removal of the fine particles) were fed with different BA samples. The performance of the abrasion tests was assessed through the analyses of particle size and moisture, and that of the column leaching tests at solid-to-liquid ratios between 0.3 and 4. The results were: the particle-size distribution of the treated materials was homogeneous (25 wt % had dimensions <6.3 mm) and their moisture halved, as well as the electrical conductivity of the leachates. A significant decrease was observed in the leachates of the treated BA for sulphates (44%), chlorides (26%), and PTEs (53% Cr, 60% Cu and 8% Mo). The statistical analysis revealed good correlations between chloride and sulphate concentrations in the leachates with Ba, Cu, Mo, and Sr, illustrating the consistent behavior of the major and minor components of the layer surrounding BA particles. In conclusion, the tested process could be considered as promising for the improvement of BA valorization. KW - Bottom ash KW - Dry treatment KW - Municipal solid waste PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-552161 SN - 978-3-0365-3063-5 DO - https://doi.org/10.3390/ma14113133 SP - 57 EP - 71 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-55216 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -