kth.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Value creation from Green Liquor Dreg
KTH, School of Engineering Sciences in Chemistry, Biotechnology and Health (CBH), Chemical Engineering.
2024 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Värdeskapande från Grönlutsslam (Swedish)
Abstract [sv]

Sverige genererar årligen cirka 110 000 ton grönlutsslam (GLD) och nästan allt deponeras på grund av bristen på effektiva återanvändnings- och återvinningsmetoder. Under senare år har flera studier genomförts för att bedöma lämpligheten av GLD för olika industriella tillämpningar. Ingen av studierna inkluderade både elementåtervinning och industriella applikationer. Denna studie undersöker huvudsakligen den elementära sammansättningen av GLD och rapporterade applikationer för GLD samt utforskar potentialen i både elementåtervinning och applikationer. Totalt 62 element identifierades i GLD via tidigare studier, med koncentrationer som varierade signifikant mellan elementen. Ca är det vanligaste grundämnet i GLD och Na, Mg, Mn och Si hittades också i relativt höga koncentrationer. 25 kritiska råvaror (CRM) och 15 sällsynta jordartsmetaller (REE) rapporterades i GLD, men koncentrationerna av REE är mycket låga med värden mindre än 1 mg/kg. Både grundämneskoncentrationerna och de fysikalisk-kemiska egenskaperna hos GLD skiljer sig mellan olika fabriker och över tid inom samma fabrik. Studien belyser de potentiella ekonomiska fördelarna med att återvinna element som Ca, Na och Mg, givet deras högre koncentrationer i GLD. En genomgång av 15 potentiella återvinningsmetoder från fem länder, utvärderade med hjälp av teknologisk mognadsgrad (TRL), visade att de flesta återvinningsmetoderna fortfarande är i tidiga utvecklingsstadier, med endast fem som har en TRL på 5 eller högre. Ytterligare analys av dessa applikationer identifierade användningen av GLD som ett neutraliseringsmedel för surt avloppsvatten och som ett råmaterial för klinkerproduktion som de mest lovande när det gäller tekniska, ekonomiska och hållbarhetsfördelar. En valoriseringsmodell föreslogs för att realisera dessa fördelar via både elementåtervinning och industriella tillämpningar av GLD. Ytterligare laboratorie- och pilotskalaexperiment behövs dock för att validera modellen innan implementering i industriell skala. Utmaningar som variationer i GLD-egenskaper, logistiska problem inom transporter och behovet av effektiva separationstekniker för rena grundämnen identifierades. Studien föreslår att man graderar GLD för att matcha den med lämpliga applikationer och att man utvecklar ett korrekt distributionssystem för att möta dessa utmaningar. Den betonar också vikten av en omfattande livscykelanalys för att fullständigt kunna bedöma de ekonomiska och hållbarhetseffekterna av GLD-valorisering.

Abstract [en]

Sweden generates approximately 110,000 tons of Green Liquor Dregs (GLD) annually, with nearly all of it being landfilled due to the lack of effective reuse and recycling methods. In recent years several studies were conducted to assess the suitability of GLD for different industrial applications. However proper valorisation models were not investigated to use GLD for both element recovery and industrial applications. This study mainly investigates the elemental composition of GLD and reported applications for GLD and explores its potential for valorisation model through element recovery and applications. A a total of 62 elements were identified in GLD via previous studies, with concentrations among elements varying significantly. Ca is the most abundant element in GLD and Na, Mg, Mn and Si were also found in relatively high concentrations. 25 critical raw materials (CRM) and 15 rare earth elements (REE) were reported in GLD, but the concentrations of REEs are very low with values less than 1 mg/kg. Both the element concentrations and physico-chemical properties of GLD between different mills and over time within the same mill were varied considerably. The study highlights the potential economic benefits of recovering elements like Ca, Na, and Mg, given their higher concentrations in GLD. A review of 15 potential GLD applications across five countries, assessed using the technology readiness level (TRL) scale, showed that most applications are still in early development stages, with only five having a TRL of 5 or higher. Further analysis of these applications identified using GLD as a neutralizing agent for acidic wastewater and as a raw material for clinker production as the most promising in terms of technological, economic, and sustainability benefits. A valorisation model was proposed to realize these benefits via both element recovery and industrial applications of GLD. However, further laboratory and pilot-scale experiments are needed to validate the model before industrial-scale implementation. Challenges such as variability in GLD properties, logistical issues in transportation, and the need for effective separation techniques for pure elements were identified. The study suggests grading GLD to match it with suitable applications and developing a proper distribution system to address these challenges. It also emphasizes the importance of comprehensive life cycle analysis to fully assess the economic and sustainability impacts of GLD valorisation.

Place, publisher, year, edition, pages
2024.
Series
TRITA-CBH-GRU ; 2024:264
Keywords [sv]
Grönlutsslam, Massa och papper, Metallåtervinning, Cirkulär ekonomi, Valoriseringsmodell, Green Liquor Dreg, Pulp and Paper, Metal recovery, Circular economy, Valorisation model
National Category
Chemical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-353818OAI: oai:DiVA.org:kth-353818DiVA, id: diva2:1900606
External cooperation
Ragn-Sells
Subject / course
Chemical Engineering
Educational program
Degree of Master - Chemical Engineering for Energy and Environment
Examiners
Available from: 2025-02-01 Created: 2024-09-24 Last updated: 2025-02-18

Open Access in DiVA

fulltext(2327 kB)92 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2327 kBChecksum SHA-512
8c715ac364f64b970c03c2f19fbad23c1981fc28e89d7c3fafa5dddce56d214ebc605934749771fa2be406166784131dde7f627cb68becf0b8c9381f4c4c9fd7
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Chemical Engineering
Chemical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 93 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 1431 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf