TY - RPRT A1 - Holm, Olaf A1 - Simon, Franz-Georg T1 - Aufschluss, Trennung und Rückgewinnung von ressourcenrelevanten Metallen aus Rückständen thermischer Prozesse mit innovativen Verfahren Teilprojekt A: Projektkoordination und physikalische-chemische Verfahren T2 - ATR Aufschluss, Trennung und Rückgewinnung von ressourcenrelevanten Metallen aus Rückständen thermischer Prozesse mit innovativen Verfahren N2 - Die Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) mit ihrem Fachbereich 4.3 Schadstofftransfer und Umwelttechnologien hat für das Verbundvorhaben „ATR - Aufschluss, Trennung und Rückgewinnung von ressourcenrelevanten Metallen aus Rückständen thermischer Prozesse mit innovativen Verfahren“ die Gesamtkoordination übernommen. Bei insgesamt neun Projektpartnern fiel folgerichtig ein nicht unwesentlicher Aufwand für Verwaltungsaufgaben an. Insbesondere die Verzögerungen bei dem Bau der großtechnischen Anlagen im Teilprojekt B (ausführlich erläutert im Bericht für das Gesamtvorhaben) resultierten in einer Vielzahl von Folgeaufgaben. Wissenschaftlich verfahrenstechnisches Ziel des Teilprojektes A bei der BAM war die Rückgewinnung von Metallen und metallischer Verbindungen aus speziellen, bereits teilaufbereiteten Fraktionen von Aschen aus der Hausmüllverbrennung (HMVA). Ausgangsmaterial sollten Fraktionen sein, die im Rahmen des Projektes vom Projektpartner TARTECH eco industries AG bereitgestellt werden sollten. Eigens und im Rahmen des Projektes entwickelte Hochgeschwindigkeits-Rotations- Beschleuniger sollten die mineralischen Oberflächenverkrustungen abschlagen, die einzelnen Bestandteile trennen und so eine effizientere Sortierung mit Anschlussverfahren ermöglichen. Die Verfahren, die bei der BAM dafür zum Einsatz kamen, waren im Wesentlichen Flotation und Dichtesortierung mittels eines Zentrifugalsortierers. Der Fokus der Untersuchungen lag dabei auf der Rückgewinnung bzw. Anreicherung von Kupfer und Kupferverbindungen. KW - Rostasche KW - Flotation KW - Dichtesortierung KW - Zentrifugalsortierer PY - 2021 UR - https://edocs.tib.eu/files/e01fb21/1748479865.pdf SP - 68 EP - 122 AN - OPUS4-52158 LA - deu 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 T2 - Mineralische Nebenproduckte und Abfälle 6, Aschen, Schlacken und Baurestmassen 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 - Holm, Olaf A1 - Wollik, Elia A1 - Bley, Teresa Johanna T1 - Recovery of copper from small grain size fractions of municipal solid waste incineration bottom ash by means of density separation JF - International Journal of Sustainable Engineering N2 - Small grain size fractions of municipal solid waste incineration (MSWI) bottom ash (BA) contain elemental and chemically bonded metals in appreciable amounts, especially copper. Investigations with a centrifugal concentrator were carried out using samples, which had been treated with different impact devices. Partly the impacts of single devices were visible in outlines, but mostly the surfaces of the metals were still covered with mineral residues. To generate copper rich fractions, parameters of the separation process should ensure mass yields <2%, best between 0.5 and 1%. The density of the concentrates is then generally >3.2 g/cm3. Best results were achieved with material from a special treatment train which is adapted to grain sizes <2 mm. Reliable copper contents between 20 and 40% (single runs >50%) could be realised. However, considering the required mass yields, referred to this subset only 150–170 g copper would be recovered from 1 Mg MSWI BA. Furthermore, this copper is only in parts present in elemental form. A dependable added value of such treatment step seems to be given only, if that enables a recycling of the mineral aggregates (tailings) in parallel to avoid landfill costs. KW - Bottom ash KW - Density separation KW - Copper PY - 2018 UR - https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/19397038.2017.1355415 DO - https://doi.org/10.1080/19397038.2017.1355415 SN - 1939-7038 VL - 11 IS - 4 SP - 250 EP - 260 PB - Taylor and Francis CY - London AN - OPUS4-46148 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Lübben, S. A1 - Enzner, V. A1 - Holm, Olaf ED - Thiel, S. ED - Thome-Kozmiensky, E. ED - Friedrich, B. ED - Pretz, T. ED - Quicker, P. ED - Senk, D. G. ED - Wotruba, H. T1 - Aufbereitung von Teilströmen der Abfallverbrennungsasche zu hochwertigen Zuschlagstoffen und deren Einsatz als Recyclingprodukte in der Baustoffindustrie T1 - Treatment of Separated Mass Fractions of Waste Incineration Bottom Ashes for the Use as Secondary Construction Material T2 - Mineralische Nebenprodukte und Abfälle N2 - In the framework of the project OPTIMIN a fractionation of BA in different grain size distributions with an integrated washing step has been carried out. Due to further treatment and measurements of the resulting three fractions 0–0.2 mm, 0.2–2 mm and 2–25 mm, the possible application in asphalt, concrete or cement has been investigated. One option could be the use of fresh BA which has been treated prior to the ageing processes. The preliminary results show the shifting of pollutants to the fine fraction but also components responsible for the ageing processes. Parts of the fine fraction hold the limit values for the cement plant of the project partner. On the other hand, the Contents of copper and zinc exceed the standard values for the process. The coarser fractions are free from mineral coatings and are not agglomerated in the case of the use of fresh BA. A following industrial separation step of glass has been successful. From the physical point of view an application in asphalt or concrete for the coarser fractions seems to be feasible. However, in leaching experiments a high release of different metals, especially copper, could be detected. This is probably due to the poorly conceived washing process but needs to be further investigated. N2 - Im Rahmen des Projekts OPTIMIN wurde eine Fraktionierung von Rostasche in verschiedene Korngrößenverteilungen mit integriertem Waschschritt durchgeführt. Aufgrund der weiteren Behandlung und Analyse der resultierenden drei Fraktionen 0–0,2 mm, 0,2–2 mm und 2–25 mm wurde die mögliche Verwertung in Asphalt, Beton oder Zement untersucht. Eine Option könnte die Verwendung von frischer Rostasche sein, die vor dem Einsetzen von Alterungsprozessen behandelt wird. Die vorläufigen Ergebnisse zeigen die Verlagerung von Schadstoffen in die Feinfraktion, aber auch von Anteilen, die für die Alterungsprozesse verantwortlich sind. Teile der Feinfraktion halten die Grenzwerte für das Zementwerk des Projektpartners ein. Andererseits übersteigen die Gehalte an Kupfer und Zink die Vorgabewerte für den Prozess. Die gröberen Fraktionen sind frei von mineralischen Anhaftungen und agglomerieren bei der Verwendung von frischer Rostasche nicht. Die nachfolgende Abtrennung von Glas war erfolgreich. Aus bauphysikalischer Sicht erscheint eine Anwendung in Asphalt oder Beton für die gröberen Fraktionen möglich. In Auslaugtests konnte jedoch eine hohe Freisetzung verschiedener Metalle, insbesondere Kupfer, nachgewiesen werden. Dies ist wahrscheinlich auf den schlecht konzipierten Waschprozess zurückzuführen, muss jedoch weiter untersucht werden. KW - Ersatzbaustoffe KW - Rostasche PY - 2018 SN - 978-3-944310-41-1 VL - 5 SP - 152 EP - 172 PB - TK Verlag CY - Neuruppin ET - 1 AN - OPUS4-46618 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Holm, Olaf T1 - Verwertung der Feinfraktion von Hausmüllverbrennungsaschen N2 - Die Rückgewinnung gediegener Massenmetalle wie Aluminium und vor allem Kupfer auch aus der Feinfraktion (< 2 mm)von Hausmüllverbrennungsaschen (HMVA) wird in einigen Aufbereitungsanlagen heutzutage bereits wirtschaftlich betrieben. Nach entsprechender Aufreinigung des Nichteisenmetallgemisches spielt dabei die Vergütung von Edelmetallen wie Gold und Silber zunehmend eine zentrale Rolle. Analog zur mechanischen Aufbereitung der Grobfraktionen von HMVA existieren auch für diesen Feinkornbereich verschiedene Verfahrensansätze. Daraus resultieren entsprechend spezielle mineralische Restfraktionen, die heutzutage deponiert werden. Bereits in frischer HMVA beträgt der Anteil an Korngrößen < 2 mm aber 25 M%. Durch die vorgeschalteten Aufbereitungsschritte erhöht sich dieser Anteil zum Teil noch einmal erheblich. Im Sinne einer weitestgehenden Verwertung von HMVA darf dieser Massenstrom nicht außer Acht gelassen werden. Ziel des im Rahmen der Fördermaßnahme KMU innovativ vom BMBF geförderten Projektes OPTIMIN (Optimierung der stofflichen Verwertung mineralischer Rückstände aus der Abfallwirtschaft) ist es, die mineralische Fraktion von HMVA zu hochwertigen Zuschlagstoffen aufzubereiten. Während ein Großteil der Grobfraktionen voraussichtlich im Asphalt und Beton verwertet werden können, stellt die Feinfraktion < 2 mm eine besondere Herausforderung dar. Als ein möglicher Verwertungsweg wird in der Branche immer wieder die Verwendung als Zuschlagstoff in der Zementklinkerproduktion diskutiert. Seitens des Projektpartners HOLCIM AG wurden dafür Grenz- und Richtwerte vorgegeben. An der BAM werden unterschiedliche Aufbereitungsansätze getestet, um diese Werte zu erreichen und um anschließend die Möglichkeiten dieses Verwertungsweges besser abschätzen zu können. Im Vortrag wird zunächst der aktuelle Stand der Technik zur Aufbereitung von HMVA dargestellt. Fokus liegt dabei auf dem Feinkornbereich < 2 mm und auf dem Einfluss der unterschiedlichen Verfahrensansätze auf eben diese Fraktion. Probleme und Möglichkeiten, die sich aus den vorgeschalteten Aufbereitungsschritten ergeben werden diskutiert und erste Ergebnisse der assoziierten Untersuchungen an der BAM vorgestellt. T2 - Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppen Abfallbehandlung und Wertstoffrückgewinnung, Energieverfahrenstechnik, Gasreinigung, Hochtemperaturtechnik, Rohstoffe CY - Frankfurt, Germany DA - 21.03.2017 KW - Hausmüllverbrennungsaschen (HMVA) KW - Recycling KW - Nichteisenmetalle (Ne-Metalle) PY - 2017 AN - OPUS4-39580 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Holm, Olaf A1 - Simon, Franz-Georg T1 - Innovative treatment trains of bottom ash (BA) from municipal solid waste incineration (MSWI) in Germany JF - Waste Management N2 - The industrial sector of bottom ash (BA) treatment from municipal solid waste incineration (MSWI) in Germany is currently changing. In order to increase the recovery rates of metals or to achieve a higher quality of mineral aggregates derived from BA, new procedures have been either implemented to existing plants or completely new treatment plants have been built recently. Three treatment trains, which are designated as entire sequences of selected processing techniques of BA, are introduced and compared. One treatment train is mainly characterized by usage of a high speed rotation accelerator whereas another is operating completely without crushing. In the third treatment train the BA is processed wet directly after incineration. The consequences for recovered metal fractions and the constitution of remaining mineral aggregates are discussed in the context of legislative and economical frameworks. Today the recycling or disposal options of mineral residues still have a high influence on the configuration and the operation mode of the treatment trains of BA despite of the high value of recovered metals. KW - Municipal solid waste incineration (MSWI) KW - Bottom ash (BA) KW - Treatment train KW - Ferrous metals KW - Non-ferrous metals (NF-metals) KW - Mineral aggregates PY - 2017 DO - https://doi.org/10.1016/j.wasman.2016.09.004 SN - 0956-053X VL - 59 SP - 229 EP - 236 PB - Elsevier AN - OPUS4-39007 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Enzner, Verena A1 - Holm, Olaf A1 - Abis, Marco A1 - Kuchta, Kerstin T1 - The characterisation of the fine fraction of MSWI bottom ashes for the pollution and resource potential T2 - Sixteenth International Waste Management and Landfill Symposium N2 - The fine fraction of bottom ash from municipal solid waste incineration is characterized of both a high pollution and relevant resource potential. Methods for studying the environmental behaviour of solid residues are leaching tests. Various leaching test are adopted all over Europe with liquid to solid ratio of 2 or 10 l/kg. In Germany three different leaching Tests are valid with the commencement of the draft of the ordinance of reuse of mineral waste as alternative building ordinance. Comparing two batch tests, only the concentration for chloride is comparable. To evaluate the metal resource potential in the sand fraction wet chemical Methods have been applied. Methodical problems were caused mainly by the material heterogeneity and especially for precious metals due to their low concentration around 1 mg/kg. Other Methods have been available, but hardly applicable. T2 - 16. International Waste Management and Landfill Symposium CY - Cagliari, Italy DA - 02.10.2017 KW - Bottom ash KW - Resource recovery PY - 2017 SN - 978-88-6265-0113 SP - 1 EP - 9 PB - CISA Publisher CY - Padova, Italy AN - OPUS4-51184 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Simon, Franz-Georg A1 - Holm, Olaf T1 - Resources from recycling and urban mining, limits and prospects T2 - ICEM2017, Innovative Green Materials and Technologies for Sustainability under the Sufficiency Economy N2 - In Germany, the direct material input (DMI) was 1727 million tons in the year 2014. This figure would be even higher by more than 14 % if no secondary materials were already used in industrial production. For example, production of secondary Cu is advantageous due to lower energy consumption and conservation of scarce natural resources. The presentation will discuss pathways to increase the use of secondary raw materials to foster a circular economy with a focus on waste treatment processes. T2 - The 13th International Conference on Ecomaterials CY - Bangkok, Thailand DA - 10.11.2017 KW - Waste treatment KW - Secondary raw materials KW - Direct material input PY - 2017 SP - 9 EP - 9 PB - King Mongkut's University of Technnology Thonburi CY - Bangkok, Thailand AN - OPUS4-43186 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Holm, Olaf T1 - Innovative treatment trains of IBA from MSW with special focus on the fate and behavior of the fine fraction < 2 mm N2 - The industrial sector of incinerator bottom ash (IBA) treatment from municipal solid waste (MSW) is currently changing. Since established techniques are not yet suitable for fine grain sizes, pollutants are enriched and the effort for the treatment increases exponentially it is nowadays generally landfilled. Innovative treatment trains for the recovery of minerals and metals from the fine fraction will be presented and discussed. In fresh IBA this fraction < 2 mm amounts to around 25 % and contains different precious elemental and chemically bonded metals, especially copper. All copper species have higher densities compared to the bulk minerals. Investigations for the enrichment of copper carried out with a centrifugal classifier will be introduced. T2 - 2nd international VDI conference - Metals and minerals recovery from IBA CY - Düsseldorf, Germany DA - 11.10.2016 KW - Incinerator bottom ash (IBA) KW - Fine fraction KW - Centrifugal classifier KW - Treatment train PY - 2016 AN - OPUS4-37886 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kalbe, Ute A1 - Bandow, Nicole A1 - Holm, Olaf A1 - Simon, Franz-Georg T1 - Elutionsverhalten der Produkte eines alternativen Verfahrens zur Aufbereitung von HMVA JF - Straße und Autobahn N2 - Im Rahmen eines ZIM-geförderten Projektes wurde eine nass-mechanische Aufbereitung von Hausmüllverbrennungsasche (HMVA) hinsichtlich der Mengen und der Qualitäten generierter Fraktionen optimiert. Dabei standen besonders die Qualitäten der mineralischen Fraktionen, die mengenmäßig den größten Anteil darstellen, im Vordergrund, da sie für einen möglichen Einsatz als Baustoff nutzbar gemacht werden sollen. Insbesondere die Chlorid- und Sulfatgehalte sollten dafür reduziert werden. Durch die BAM wurde im Projekt u. a. die Freisetzung von umweltrelevanten Stoffen in den mineralischen Fraktionen untersucht. Dafür wurden Schütteleluate als Übereinstimmungstest und Eluate aus Lysimeterversuchen im Labormaßstab zur Bewertung des Langzeitverhaltens auf ihre Inhaltsstoffe analysiert. KW - Elutionsverhalten KW - HMVA KW - Ersatzbaustoff KW - Lysimeter PY - 2016 SN - 0039-2162 VL - 67 IS - 8 SP - 619 EP - 623 PB - Kirschbaum Verlag CY - Bonn AN - OPUS4-37213 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -