Zink- och kopparformer i bottenaskor från avfallsförbränning

I Sverige produceras 1 miljon ton bottenaskor årligen vid förbränning av hushållsavfall. I detta projekt undersöks förekomstformer för Zn och Cu i bottenaskor. Syftet är att förbättra underlaget för faroklassificering och riskbedömning. Undersökningarna görs med hjälp av en icke-förstörande metod för identifiering av metallformer, röntgenabsorptionsspektrometri (XAS).

Det finns idag stora kunskapsluckor när det gäller i vilka former metaller föreligger i bottenaskor. Mer kunskap skulle ge bättre underlag för faroklassningar och riskbedömningar. Undersökningar med röntgenabsorptionsspektrometri (X-ray Absorption Spectroscopy, XAS) kan ge sådan kunskap.

I detta projekt har EXAFS-mätningar (Extended X-ray Absorption Fine Structure, en typ av XAS-mätningar) utförts vid SSRL (Stanford Synchrotron Radiation Lightsource) vid Stanford Universitetet i USA. Mätningar gjordes på koppar (Cu) och zink (Zn) i fem olika slaggrus (karbonatiserade bottenaskor från rosterpannor) och en fluid-bädd bottenaska, alla från avfallsförbränning. Dessutom gjordes mätningar på slaggrus som lakats vid pH 6,5 och 8,5.

XAS-metoder har tidigare endast använts i ett fåtal studier av bottenaskor. Att diskutera begränsningar och möjligheter med XAS-metoder ingick därför som en del av projektet.

Resultaten visar på en liknande speciering av Zn i de olika askorna, särskilt i slaggrusen. I slaggrusen var Zn uteslutande bundet i syreinnehållande former och förekommer troligen som Zn(II)-oxid till viss del (18-43 % beroende på slaggrus). Då slaggrus lakats vid pH 6,5 löstes något Zn-mineral upp medan förekomstformer i prov som lakats vid pH 8,5 är de samma som i olakade prover. Resultaten pekar på att det är Zn(II)-oxid som löses upp vilket indikerar förekomst av Zn(II)-oxid i olakade prover.

Även kopparspecieringen var liknande i de olika askorna. Koppar förekommer framför allt som Cu(II)-oxid (ej kvantifierat; en betydande andel men inte all Cu är Cu(II)-oxid) och Cu-metall (10-44 % beroende på slaggrus). Det finns även andra förekomstformer av Cu och Zn i askorna, men av dessa finns sannolikt mindre mängder och exakt vilka former är oklart. Ett antal kandidater har identifierats.

Bottenaskan från fluidbäddpannan innehåller liknande förekomstformer av Cu och Zn som slaggrusen men andelen Zn(II)-oxid är mindre och andel metallisk Cu större jämfört med slaggrusen.

XAS-mätningar fungerar bra för bottenaskor och kan användas för att identifiera förekomstformer av aktuella metaller. Det finns dock begränsningar vad gäller både identifiering och kvantifiering av förekomstformer. Ytterligare undersökningar där XAS-tekniker kombineras med andra analyser, till exempel μ-XRF, och lakningar skulle kunna ge mer detaljerade resultat med mindre osäkerhet.


Skriv ut:

Datum