Datum

Möjligheter att utvinna kritiska grundämnen från askor med lakning

Sammanfattning: För att kritiska metaller som studerats i detta projekt ska ha någon möjlighet att bli kommersiellt utvinningsbara från avfallsaskor krävs troligen en mer selektiv förbränning, andra asktyper, eller att man utvinner dem som en biprodukt till andra metaller som har större potential att kunna bli kommersiellt utvinningsbara som t.ex. Cu och Zn.

I projektet har lakning av svenska avfallsaskor med avseende på kritiska grundämnen som kan anses intressanta för utvinning studerats. Syftet har varit att utröna hur tillgängliga dessa grundämnen är för utvinning efter lakning. Lakningen har inte varit avsedd att efterlikna naturliga förhållanden utan att extrahera ut så mycket som möjligt. Initialt gjordes en litteraturstudie för att identifiera kritiska grundämnen som kan anses vara mest intressanta att utvinna från avfallsaska, samt att välja relevanta lakningsmedier för dessa. 

Relevant kemi för lakning av de kritiska grundämnena har studerats. Antimon (Sb) som kan anses vara speciellt intressant och som har en komplex kemi i både aska och i lösning har beskrivits speciellt ingående. 

För att bedöma om ett kritiskt grundämne i avfallsaskor är intressant för utvinning föreslås i detta projekt att man jämför halter i avfallsaskor med halter i malmer som anses brytvärda, samt för en diskussion om relevanta skillnader mellan askor och brytvärda malmer. Generellt är halter av de kritiska grundämnena i svenska avfallsaskor lägre än i brytvärda malmer. Skillnader mellan avfallsaskor och malmer gör dock att vissa grundämnen ändå kan vara intressanta att utvinna från avfallsaskor. De kritiska metaller som kan anses mest intressanta är antimon (Sb), gallium (Ga) och germanium (Ge) men även för dessa grundämnen är halterna låga jämfört med halter i malmer som anses brytvärda. 

I projektet studeras lakning av Sb, Ga, Ge, lantan (La) och lutetium (Lu) (som ger information om ett stort antal kritiska grundämnen) och silver (Ag), samt huvudkomponenter i aska (Al, Ba, Ca, Fe, K, Mg, Na, P, S, Si och Ti) och koppar (Cu) och zink (Zn). I sura lakningsmedier baserade på saltsyra (HCl) erhålls relativt höga utbyten för lakningen som i många fall är >50 %, men samtidigt lakas mycket material ut vilket kraftigt försvårar en upprening. Inget av lakningsmedierna har visat sig ge någon speciell selektivitet vid lakning av något av de utvalda kritiska grundämnena samt Ag. För de studerade grundämnena når man en nära tidsoberoende utlakad koncentrationen inom 6 h även om det finns en antydan att Ag kräver längre tid. Detta tidsberoende överensstämmer väl med tidsberoendet för flertalet av huvudkomponenterna i askorna samt Cu. 

En framsiktad finfraktion (<0,25 mm) av en bottenaska uppvisar vissa skillnader i både totalhalter av grundämnen och utbyten vid lakning jämfört med den grovmalda ursprungliga askan. Då totalhalterna av kritiska grundämnen är relativt låga är detta av mindre betydelse. 

Lakning med surt processvatten från rökgasrening ger resultat som överensstämmer väl med lakning med 1 M saltsyra (HCl) för de studerade kritiska metallerna, huvudkomponenter samt Cu och Zn, med undantag för Ag som hade ett betydligt sämre utbyte med processvatten.