Genom avfallsförbränning produceras varje år miljoner ton flygaska i Europa och askan läggs ofta på deponier för farligt avfall. Flygaskan innehåller dock betydande mängder värdefulla metaller som zink, och med en ny metod utvecklad av forskare vid Chalmers kan nu en del av metallen utvinnas vilket leder till minskade miljöföroreningar, mindre deponi och färre transporter.
Metoden har utvecklats stegvis under flera år och testats i pilotskala. Med den tvättas askan med syra som också avskilts från rökgasen. Zinkämnet kan sedan separeras från askan och bearbetas till ny råvara.
– I vår pilotstudie fann vi att 70 procent av den zink som finns i flygaska kan återvinnas. Då utvinns inte zinken som ren metall vilket är en betydligt mer krävande process, utan som en zink-rik produkt som kan säljas till metallindustrin och bearbetas vidare i befintliga produktionslinjer, säger Karin Karlfeldt Fedje, docent vid Chalmers och forskare vid återvinnings- och avfallshanteringsföretaget Renova AB.
Efter att ytterligare ha förfinat metoden har forskarna kunnat minska toxicitetsnivån i askan avsevärt.
– Efter utvinningen av zink förbränns askan igen för att bryta ner dioxinerna. Upp till nittio procent av det som sedan återstår är bottenaska som till exempel kan användas som konstruktionsmaterial, förklarar Karin Karlfeldt Fedje.
– Tekniken för att extrahera zink från flygaska kan ge flera positiva effekter, som att behovet av brytning av jungfrulig zinkråvara minskas, det blir lägre toxicitetsnivåer i askan och kraftig minskning i mängden avfall som behöver deponeras. Det kan innebära ett viktigt bidrag till samhällets strävan mot en mer cirkulär ekonomi, säger Sven Andersson, adjungerad professor vid Chalmers och FoU-chef vid Babcock & Wilcox Vølund AB.
Metoden utvecklades ursprungligen under 1990-talet vid Karlsruhe Institute of Technology i Tyskland. Det finns för närvarande några etablerade anläggningar för utvinning av zink och andra ämnen från flygaska i Europa, och i en anläggning produceras ren zinkmetall i en komplex process.
Genom metoden som utvecklats på Chalmers extraheras inte ren zinkmetall, utan istället används en enklare process där slutprodukten innehåller en mycket hög andel zink. Denna kan bearbetas i befintliga produktionslinjer inom metallindustrin.
Metoden innefattar användning av en syratvätt som frigör zink och andra metalljoner från askan. Zinken utvinns från lakvattnet som zinkhydroxid genom kemisk utfällning, och kan sedan raffineras ytterligare genom processer i metallindustrin för att generera zinkmetall med hög renhet. Den lakade flygaskan kan återförbrännas för att förstöra giftiga dioxiner. Under pilotstudien blandades 75–150 kilo flygaska per timme från en svensk avfallsförbränningsanläggning med skrubbervätskor från samma rökgasbehandlingssystem i ett kontinuerligt omrört kärl. Askresten avvattnades i ett vakuumbandfilter, medan zinkhydroxid fälldes ut från lakvattnet. Slutligen filtrerades de bildade kristallerna i en membranfilterpress, vilket gav en filterkaka med upp till 80 viktprocent zinkhydroxid.