Metallien talteenottoprosessin kumi-muovijätteen hyötykäyttö

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Engineering | Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Date
2012
Major/Subject
Vesihuoltotekniikka
Mcode
Yhd-73
Degree programme
Language
fi
Pages
119 s. + liitt. 27 s.
Series
Abstract
The aim of this study was to produce basic information for processing of rubber-plastic waste which is difficult to utilize because of its heterogeneity. Research interest was rubber plastic waste from metal recovery process and the waste was examined by test runs. Quality of the rubber-plastic waste was studied by sieving, hand sorting and laboratory analyses. Rubber-plastic waste included metals approximately 6-10 weight-%, wood approximately 14-19 weight-%, rubber approximately 15-18 weight-% and different kinds of plastics approximately 40-48 weight-%. Rubber-plastic waste has been classified as hazardous waste because of high content of copper and zinc. The metals were, however, in forms which should not affect the classification of the waste, copper being mainly in wires and zinc in rubber pieces. Metal residue was separated from the waste with magnetic separation, eddy-current separation and inductive separation. According to the research results the metals of rubber-plastic waste can be removed by using inductive and eddy-current separation. The separated metal fractions need further processing before utilization. Sink and float process in water was able to separate approximately 30 weight-% materials for energy recovery from rubber-plastic waste. The float fraction included wood and plastics which are lighter than water. The sink fraction included rubber, wires and plastics which are heavier than water. The sink fraction should be process further because high chlorine content prevents its use for energy recovery. Different kind of plastics was identified by near infrared spectroscopy. The method which was used cannot identify dark or black pieces. Those dark and black pieces were the majority of the plastics of rubber-plastic waste. Biggest groups of identified plastics were PVC-, ABS-, PE- and PP-plastics. Recovery of metals would result in approximately 6-10 weight-% material recovery of rubber-plastic waste. Using sink and float -process with water would give approximately 30 weight-% for energy recovery. The separation of the rubber fraction and separation of different kinds of plastics will need further studies. The plastics which aimed for material recovery might be reasonable to separate before crushing.

Tutkimuksen tavoitteena oli tuottaa perustietoa heterogeenisen ja hankalasti hyödynnettävän kumi-muovijätteen käsittelymahdollisuuksista sekä käsittelyprosesseissa syntyvien tuotteiden laadusta ja hyödyntämismahdollisuuksista. Työssä tarkasteltiin metallien talteenottoprosessissa syntyvän kumi-muovijätteen laatua ja käsittelyä koeajojen avulla. Kumi-muovijätteen laatua selvitettiin seulonnan, käsinlajittelukokeiden sekä laboratoriomääritysten avulla. Kumi-muovijäte sisälsi jäännösmetalleja noin 6 - 10 paino- %, puuta noin 14 - 19 paino- %, kumia noin 15 - 18 paino- % ja erilaisia muoveja noin 40 - 48 paino- %. Kumi-muovijäte luokittui ongelmajätteeksi kuparin ja sinkin kokonaispitoisuuksien perusteella. Jätteen sisältämän kuparin todettiin olevan pääosin peräisin johdoista ja sinkin kumista, jolloin metallipitoisuuksien ei tulisi vaikuttaa jäteluokitteluun. Jäännösmetalleja erotettiin magneettierottimilla, pyörrevirtaerottimilla sekä induktiivisilla erottimilla. Tutkimustulosten mukaan kumi-muovijätteen sisältämät metallit saadaan korkealla saannolla talteen induktiivista ja pyörrevirtaerotinta käyttämällä. Erotellut metallijakeet vaativat jatkokäsittelyä ennen hyödyntämistä. Vedessä upotus-kelluttamalla saatiin valmistettua kelluvaa energiahyödynnettävää jaetta, jonka osuus oli noin 30 paino- % kumimuovijätteestä. Jae sisälsi vettä kevyempiä muoveja ja puuta. Uponnut jae sisälsi kumia, johtoja ja vettä raskaampia muoveja. Uponnutta jaetta tulisi jatko käsitellä, jotta siitä saataisiin eroon hyödynnettäviä jakeita, koska sen suuri klooripitoisuus estää energiahyödyntämisen. Kumi-muovijätteen muovilaatuja tunnistettiin lähi-infrapunamenetelmillä. Menetelmä ei pysty tunnistamaan tummia tai mustia muovikappaleita, joita suuri osa kumi-muovijätteen sisältämistä muoveista oli. Suurimmat tunnistetut muovijakeet kumi-muovijätteessä olivat PVC-, ABS-, PE- ja PP-muovit. Jäännösmetallien erottamisella, saataisiin kumi-muovijätteestä materiaali hyötykäyttöön noin 6 - 10 paino- % ja vedessä upotus-kelluttamalla energiahyötykäyttöön noin 30 paino- %. Kumijakeen erottaminen hyötykäyttöön sekä eri muovilaatujen erottaminen materiaalihyötykäyttöön vaativat lisätutkimuksia. Materiaalihyödynnettävien muovien poistaminen voisi olla järkevää tehdä jo ennen materiaalin murskausta.
Description
Supervisor
Kaila, Juha
Thesis advisor
Vanhanen, Hanna
Vattulainen, Antero
Keywords
rubber-plastic waste, kumi-muovijäte, material recovery, materiaalihyötykäyttö, energy recovery, energiahyötykäyttö, recovered fuel, kierrätyspolttoaine, near infrared spectroscopy, lähi-infrapunaspektroskopia, metal residue, jäännösmetallit, sink and float, upotuskellutus
Other note
Citation