The Role of Slag from the Combustion of Solid Municipal Waste in Circular Economy

Slag formed in the processes of thermal degradation of the municipal fraction is classified in accordance with applicable regulations as waste with code 19 01 12. It is estimated that as a result of the combustion of municipal fractions, about 0.25 Mg of slag per 1 Mg of incinerated waste is formed. From the perspective of the circular economy, it is necessary to seek new applications for this type of material in the industry. New business models, in particular the recovery of by-products, are a chance for their optimal use. This concept assumes that waste from one process is a product for another process. Action requires a new look at the market and the development of previously non-existent industrial symbioses. As a result of reintroducing slag into circulation, a reduction in natural resource consumption can be achieved, resulting in both economic and environmental savings. The objective of the article is a preliminary assessment of the physical and chemical properties of slag from municipal waste incineration plants as an additive to concrete. For the purposes of evaluating the use of slag in construction, the following scenarios were analyzed: slag as a substitute for aggregate, sand, and cement. The tests were carried out on slag obtained from three different installations operating in Poland. The article presents the oxide and elemental composition of slags, and the obtained results are related to the requirements for using granulated blast furnace slag as a type II additive to concrete. The analyzed slags are characterized by a low content of chlorine (Cl<0.5%), the total sulfur content was at the level of 0.7%. The organic carbon content (TOC) of the tested slags was below the level of quantification. The obtained results confirm that the use of slag as an alternative aggregate or raw material in concrete does not pose a threat to individual elements of the natural environment.

Żużel powstający w procesach degradacji termicznej odpadów komunalnych klasyfikuje się zgodnie z obowiązującymi przepisami jako odpad o kodzie 19 01 12. Szacuje się, że w wyniku spalania odpadów komunalnych powstaje około 0,25 Mg żużla na 1 Mg spalanych odpadów. Z perspektywy gospodarki o obiegu zamkniętym konieczne jest poszukiwanie dla tego materiału nowych zastosowań w przemyśle. Szansą na ich optymalne wykorzystanie są nowe modele biznesowe, w szczególności odzysk produktów ubocznych. Koncepcja ta zakłada, że odpad z jednego procesu jest produktem dla innego procesu. Działanie wymaga nowego spojrzenia na rynek i rozwój nieistniejących wcześniej symbioz przemysłowych. W wyniku ponownego wprowadzenia żużla do obiegu następuje redukcja zużycia zasobów naturalnych, co skutkuje oszczędnościami zarówno ekonomicznymi, jak i środowiskowymi. Celem artykułu jest wstępna ocena właściwości fizycznych i chemicznych żużla ze spalarni odpadów komunalnych jako dodatku do betonu. Na potrzeby oceny wykorzystania żużla w budownictwie przeanalizowano następujące scenariusze: żużel jako zamiennik do kruszywa, piasku i cementu. Badania przeprowadzono na żużlu pozyskanym z trzech różnych instalacji działające w Polsce. W artykule przedstawiono skład tlenkowy i pierwiastkowy żużli, a uzyskane wyniki odniesiono do wymagania dotyczące stosowania granulowanego żużla wielkopiecowego jako dodatku typu II do betonu. Analizowane żużle charakteryzują się niską zawartością chloru (Cl<0,5%), całkowita zawartość siarki kształtowała się na poziomie 0,7%. Zawartość węgla organicznego (TOC) w badanych żużlach był poniżej poziomu analitycznego. Uzyskane wyniki potwierdzają możliwość wykorzystania żużla jako alternatywnego kruszywa lub surowca do betonu. W wykorzystanie popiołów ze spalarni odpadów komunalnych do betonu nie stwarza zagrożenia dla środowiska naturalnego