Een groot deel van het Vlaamse huishoudelijke restafval wordt verbrand en zo omgezet in energie. Uit de overblijvende assen worden materialen zoals metalen en mineralen gerecupereerd om deze zo hoogwaardig mogelijk terug in te zetten in de materialenkringloop. In samenwerking met VITO, de UGent, CRH en Orbix heeft afvalverwerkingsbedrijf Indaver de opwerking en toepassing van de mineraalfractie van deze assen onderzocht. De resultaten van het AshCem-project tonen aan dat er een mooie toekomst lonkt als grondstof in verschillende bouwproducten: van straatstenen en andere bestratingsonderdelen tot gewapende betonproducten waar ze een deel van het cement vervangen en zo de milieu-impact verlagen.
Sinds de opstart van haar installaties recupereert afvalverwerkingsbedrijf Indaver al verschillende nuttige grondstoffen uit de verbrandingsassen van (niet-recycleerbaar) huishoudelijk afval. Deze zogenaamde bodemassen worden tijdens een nabehandeling gewassen, gezuiverd en gesorteerd. ‘Hierbij halen we er de metalen uit, zowel ferro- als non-ferro-metalen’, zegt Andres Van Brecht van Indaver. ‘Dit zijn waardevolle grondstoffen waarvoor we afnemers hebben in de industrie.’ Wat overblijft zijn de mineraalfracties: onder andere granulaten die reeds worden gesorteerd volgens korrelgrootte. Ook die worden vandaag al voor een stuk hergebruikt, zij het in toepassingen zoals in betonnen stapelblokken, onderfunderingen in de bouw of bij de inrichting van stortplaatsen.
Kringlopen sluiten
Binnen het AshCem-project, dat liep van 2016 tot 2019 en dat werd gefinancierd door de Vlaamse Speerpuntcluster SIM (als onderdeel van het MaRes-programma) heeft Indaver samen met VITO onderzocht of deze mineraalfractie ook in hoogwaardigere toepassingen kan worden gebruikt – en zo ja, welke technologische innovaties daarvoor nodig zijn en wat de economische restricties zijn. ‘Het behoort tot onze missie om uit afval zoveel mogelijk waarde te creëren en zo de materialen- en energiekringlopen op een duurzame manier te helpen sluiten’, zegt Erwin Van den Brande van Indaver. ‘Vanuit dat perspectief zoeken we naar een betere valorisatie van de mineraalfractie, in de vorm van nieuwe producten waarvoor een grote afzetmarkt bestaat.’ VITO was niet de enige partner in het op-en-top multidisciplinaire AshCem-project. Ook de UGent en de bedrijven CRH en Orbix werkten mee.
Een van de technologische uitdagingen binnen het project bestond erin om uit de bodemassen fijne metaalpartikels te kunnen verwijderen die verderop in het valorisatietraject ongewenste chemische reacties kunnen veroorzaken – en daarmee de kwaliteit van de eindtoepassing aantasten. ‘Bij VITO hebben we onderzocht hoe we bijvoorbeeld kleine aluminiumresten konden recupereren en neutraliseren met een innovatief voorbehandelingsproces’, zegt Ruben Snellings.
Bindstof en filler
Uit het onderzoeksproject zijn twee interessante nieuwe pistes voortgekomen. Hoewel gerecupereerde granulaten nu al worden gebruikt in (laagwaardige) betonproducten, blijken ze ook prima toepasbaar als zandvervanger in allerhande hoogwaardige bouwtoepassingen. ‘Het onderzoek bij VITO en Orbix toonde aan dat ze kunnen worden gebruikt als grondstof voor innovatieve koolstofnegatieve betonproducten, waarbij de uitharding plaatsvindt door reactie met CO2 (carbonatatie)’, zegt Andres Van Brecht. Die CO2 komt (vooralsnog) niet uit de lucht, maar uit andere industriële processen. ‘Het carbonatatieproces vindt plaats onder verhoogde druk en bij verhoogde CO2-concentratie’, vult Snellings aan.
In de tweede piste kunnen de granulaten ook als gedeeltelijke cementvervanger worden ingezet, wat de ecologische voetafdruk van een materiaal of toepassing drastisch kan verkleinen omdat bij de productie van cement belangrijke hoeveelheden broeikasgassen vrijkomen. Dit ‘composietcement’, alsook de betonproducten die eruit werden vervaardigd, werden zorgvuldig getest op verwerkbaarheid in betonproductie, op sterkte en op duurzaamheid.
Economisch vervolgverhaal
Uiteindelijk biedt het AshCem-project uitzicht op nieuwe producten zoals bestratingselementen (zoals straatstenen als ongewapende persproducten) en structureel gewapend beton (zowel balken als platen). Van al deze producten werden door de betrokken partners industriële prototypes gemaakt en vervolgens getest en gedemonstreerd. In een pas opgestart valorisatietraject – weer in samenwerking met de AshCem-partners – wordt nu bekeken welke plek ze op de markt kunnen hebben, en of er dus een economisch vervolg aan het onderzoeksverhaal kan worden geschreven. ‘Uiteindelijk willen we tot toepassingen komen die zowel economisch rendabel zijn, een zekere duurzaamheidsimpact hebben en ook maatschappelijk relevant zijn’, zegt Erwin Van den Brande.
Intussen heeft Indaver al beslist om haar installaties te vernieuwen en de bestaande behandelingsinstallatie voor bodemassen in een nieuw kleedje te steken. ‘Het basisconcept, met onder andere de natte voorbehandeling (het “wassen”) blijft hetzelfde,’ zegt Andres Van Brecht, ‘maar met gerichte innovaties zullen we de opzuivering van de granulaten sterk kunnen verbeteren.’ Daar staat natuurlijk wel een investering tegenover, en dit in een markt waar het voorlopig niet gemakkelijk is om rendabele en concurrentiële alternatieven te lanceren. ‘Maar mede dankzij de lessen uit het AshCem-project denken we die te kunnen terugverdienen’, aldus Erwin Van den Brande.’
