liu.seSearch for publications in DiVA
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • oxford
  • 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
Landfill Mining: Prospecting metal in Gärstad landfill
Linköping University, Department of Management and Engineering, Environmental Technology and Management. Linköping University, The Institute of Technology.
Linköping University, Department of Management and Engineering, Environmental Technology and Management. Linköping University, The Institute of Technology.
2012 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

All processes in society produce waste. In nature, the waste is normally used as a resource for another process, but in human societies waste is often discarded. These discarded materials end up in places for depositing waste known as landfills. The increase in population, and humans’ tendency to improve their quality of life, has led to an increase in consumption of material. More material consumption means generating more waste, and more waste means bigger landfills. The increasing size of landfills has brought some other issues, such as increased land use and higher environmental impact. However in these landfills a lot of valuable materials are discarded and the concept of landfill mining (LFM) has been proposed in order to solve these issues and use landfills as a possible source of materials. Landfill mining is not yet a common practice, and the first barrier for this is the uncertainty of the amount and value of materials within landfills.

The purpose of this study is to prospect the amount of metals in one specific landfill, in this case Gärstad landfill in Linköping, Sweden.  This is a first step to show the feasibility of landfill mining as an alternative way of extracting materials. The study is limited only to metals because they are one of the most important resources in today’s society.

The theoretical background of the study is based on material flow analysis (MFA). Two approaches are used to study the materials in the landfill. The first is top-down which studies the flows of materials and the second is bottom-up which studies the stocks of material in the landfill. Based on these approaches the method was developed. First the system boundaries in time and space were defined. Then the amount of waste in landfill was estimated from the two mentioned approaches. In the end the metal content of the waste was estimated. Some criteria are also defined to compare the accessibility of the metals in the landfill.

The results of this study show that there is a considerable amount of metals in the landfill, and that ash deposits resulting from incineration are the most interesting source of metals; with iron, aluminium, copper and zinc being the most abundant. The results are presented by type of waste, area of the landfill and accessibility in order to identify the hotspots.

Later it is discussed that the method is cheap and fast but highly depends on previous data and available information. Also the metal content of the landfill is compared with natural ores. In the end the metal content of the landfill is evaluated and estimated to be around 3 billion SEK. It shows that aluminium, titanium and copper have the highest value money wise.

As conclusion it was shown material flow analysis is a valid way to prospect landfills. But further cost-benefit analysis must be carried out to determine if landfill mining is justifiable. Also some recommendations are proposed to Tekniska Verken in order to facilitate future studies. The first is to develop a systematic way for landfilling different kind of waste and document them. Second is to include metals which have economic potential in the regular sampling from landfill.

Abstract [sv]

Många processer i samhället generar avfall. I naturen används avfallet normalt som en resurs i en annan process, men i människliga samhällen kastas avfallet oftast bort. Bortkastat material hamnar förr eller senare oftast i deponier. Befolkningsökningen och människans tendens till att försöka förbättra sin livskvalitet har lett till en ökad materialkonsumtion. Högre konsumtion genererar mer avfall, och mer avfall kräver större deponier. Växande avfallsanläggningar leder i sin tur till ökad markanvändning och högre miljöpåverkan. I dessa anläggningar finns det emellertid stora mängder värdefullt material deponerat, och från dessa läcker både tungmetaller och metan ut, vilket är skadligt för miljön. Landfill Mining (LFM) har föreslagits som en lösning på dessa problem och avfallsanläggningarna används då även som en möjlig källa till material. Landfill mining är idag inte vanligt förekommande och det huvudsakliga hindret är de många osäkerheterna kring ett sådant projekt, till exempel; hur mycket material finns i deponierna och hur mycket är det värt?

Syftet med den här studien är att uppskatta metallinnehållet i en specifik avfallsanläggning, i det här fallet Gärstad avfallsanläggning i Linköping. Detta är ett första steg i att utröna genomförbarheten av LFM som en alternativ resursbas. Studien är begränsad till metaller eftersom dessa håller på att ta slut i jordskorpan och det vore därför intressant att finna nya materialkällor till dessa.

Den teoretiska bakgrunden till den här studien är baserad på materialflödesanalys (MFA). Två metoder har använts för att prospektera Gärstad. Dels top-down, som studerar flödet av material, dels bottom-up, som studerar materialförrådet i avfallsanläggningen. Avfallens totalmängd var uppskattad genom att beräkna flödet in och ut från anläggningen. Sedan använde vi tidigare gjorda provtagningar av avfallets metallmängder för att uppskatta metallinnehållet. Slutligen analyserades metallernas tillgänglighet baserad på typ av avfall, och om deponi delområdet var sluttäckt.

Resultatet visar att det finns mycket metaller deponerat i Gärstad. Askan från avfallsförbränningen visade sig vara den avfallstyp med rikast metallinnehåll. Järn, aluminium, koppar och zink är de vanligaste förkommande metallerna. Metallkoncentrationen av avfallsanläggningen kan jämföras med naturliga malmer. Värdet av metallerna i Gärstad uppgår till cirka 3 miljarder. Dock är endast 30 % av metallerna tillgängliga med dagens teknik. De största värdena finns enligt följd i aluminium, titan och koppar. För att identifiera hotspots, redovisas resultatet enligt avfallstyp, lokalisering och tillgänglighet.

MFA är ett fungerande prospekteringsverktyg för deponier. Metod är billig och snabb men beroende av att det finns tillgänglig data. Innan deponin transformeras till en gruva bör emellertid först en kostnad och nyttoanalys genomföras för att undersöka genomförbarheten vidare. Rekommendationer för att underlätta framtida utgrävningar är att utveckla ett systematiskt sätt att deponera olika typer av avfall och att dokumentera dem. De metaller som har ekonomisk potential bör dessutom inkluderas vid den normala provtagningen av deponerat avfall.

Place, publisher, year, edition, pages
2012. , 67 p.
Keyword [en]
waste,  landfill,  landfill mining,  material flow analysis,  metals,  metal stocks,  ashes. 
National Category
Environmental Management Environmental Sciences
Identifiers
URN: urn:nbn:se:liu:diva-86427ISRN: LIU-IEI-TEK-A- -12/01454- -SEOAI: oai:DiVA.org:liu-86427DiVA: diva2:577243
External cooperation
Magnus Hammar, Tekniska Verken
Subject / course
Master’s Program in Energy and Environmental Engineering
Presentation
2012-08-21, A36, Linköping University, A-building, Linköping, 10:11 (English)
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2012-12-14 Created: 2012-12-14 Last updated: 2012-12-17Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Landfill Mining - Prospecting metal in Gärstad(990 kB)1815 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 990 kBChecksum SHA-512
be6daa6e28a0656594b665ae0a08a1eac6b1c09526289df4efcadae6cda0828a11d6df7a52a5c05541562b5cb760ac0573a20bbfe1afb0e249b152bfe7312beb
Type fulltextMimetype application/pdf

Search in DiVA

By author/editor
Tanha, ArianaZarate, Daniel
By organisation
Environmental Technology and ManagementThe Institute of Technology
Environmental ManagementEnvironmental Sciences

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 1815 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: 493 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • oxford
  • 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