Electrostatic separation of municipal solid waste incineration bottom ash

Abstract

The recovery of copper and precious metals from fine (0-2 mm) non-ferrous fraction of municipal solid waste incineration (MSWI) bottom ash with a two-roll corona electrostatic separator was investigated. Corona electrostatic separator is typically used for separation of fine granular mixture with large differences in electrical conductivities of particles, f.e. mixture of plastic and metal. However, in this work the main objective was to find out if the selectivity of the corona electrostatic separator would be enough for the separation of metal fraction of bottom ash. Objective was also to investigate the effect of different equipment parameters on the separation results.

Experiments were carried out to test the effect of chosen parameters individually, and to test the effect of certain parameter combinations. Before the experiments, the test material was dried and screened to 0,28-2 mm. Separation results were analysed through the material distribution to different output fractions, through copper content of the output fractions and through precious metal content of product.

According to the separation results, corona electrostatic separator is not applicable for the separation of the test material. At best, only minor enrichment of copper and precious metals to product was achieved. Voltage and distance of output stream dividers from the roll electrode had the most significant effect on output mass fractions. The effect of all test parameters on copper and precious metal contents of product was relatively minor.

Tässä työssä tutkittiin kuparin ja jalometallien erottelemista yhdyskuntajätteen poltosta syntyvän pohjakuonan hienojakoisesta (0-2 mm) metallifraktiosta korona-elektrostaattisella rumpuerottimella. Kyseisen tyyppistä erotinta käytetään yleensä hienojakoisille materiaaliseoksille joiden partikkelien sähkönjohtavuudet poikkeavat toisistaan huomattavasti, kuten esimerkiksi muovi-metalli-seoksille. Työn päätavoitteena oli selvittää elektrostaattisen erottimen toimivuutta, säädettävyyttä ja selektiivisyyttä pohjakuonan metallifraktion rikastamiseen. Tavoitteena oli myös tutkia laitteiston eri parametrien vaikutusta erotustulokseen.

Työssä tutkittiin kokeellisesti sekä yksittäisten parametrien että valittujen parametriyhdistelmien vaikutusta erotukseen. Koemateriaali kuivattiin ja seulottiin raekokoon 0,28-2 mm. Erotustuloksia arvioitiin tutkimalla materiaalin jakautumista erotuksessa eri ulostulofraktioihin, analysoimalla fraktioiden kuparipitoisuuksia sekä analysoimalla tuotteen jalometallipitoisuuksia.

Erotustulosten mukaan elektrostaattisen erottimen selektiivisyys ei riitä koemateriaalin erottelemiseen, sillä parhaimmillaankin kuparin ja jalometallien rikastuminen tuotteeseen oli vähäistä. Koeparametreista jännitteellä ja materiaalivirran jakajien etäisyydellä rummuista oli suurin vaikutus eri fraktioiden massaosuuksiin. Yksikään koeparametri ei vaikuttanut merkittävästi fraktioiden kupari- ja jalometallipitoisuuksiin, vaan pitoisuuksissa oli havaittavissa ainoastaan pieniä muutoksia parametrien arvoja muutettaessa.