Magneet trekt bodem schoon

Het blijkt mogelijk met een magneetscheider zware metalen uit verontreinigde grond te halen. Doordat de normen zijn versoepeld, is het apparaat wel wat aan de dure kant....

DE NIEUWBOUW op zwaar verontreinigde grond in het dorp Lekkerkerk, maakte in 1980 van bodemverontreiniging volksvijand nummer eéé. Na een 150 miljoen gulden dure schoonmaakoperatie concludeerde de politiek: dit eens maar nooit weer.

Voor miljarden guldens werden saneringsprojecten opgezet om de grond schoon te maken. Het onttrekken van zware metalen aan de bodem bleek echter moeilijk doordat de herkomst en concentratie van de vervuiling vaak onbekend zijn. Dr. Ruud Rikers boog zich vijf jaar geleden over dit probleem en vond een oplossing; scheiding door magnetisme. Afgelopen dinsdag promoveerde hij aan de Technische Universiteit Delft op de studie Karakterisatie van zware metalen in de bodem met behulp van magneetscheiding.

De aan de Universiteit Utrecht afgestudeerde geochemicus probeerde scheidingsmethoden uit waarin combinaties van stofeigenschappen als korrelgrootte, dichtheid en magnetisme een rol speelden. Aanvankelijk vrijwel zonder resultaat, omdat onder meer de deeltjes met zware metalen weinig in dichtheid en grootte verschilden van de bodemdeeltjes.

Na ruim een jaar van vruchteloze pogingen, vond de Delftse promovendus de sleutel in een Canadees geologisch onderzoek, waarin met behulp van magneten een relatie werd gelegd tussen ijzer en zware metalen in de bodem. Gebruikt werden zogeheten hooggradiëntmagneten die sedert de jaren zestig hun diensten bewezen bij metaalertswinning in de mijnbouw.

De techniek werd eerder gebruikt voor het verwijderen van zware metalen uit de grond, maar zonder resultaat. Rikers wijt dit aan de vele verschillende soorten verontreiniging en de gevoelige apparatuur. 'Het was voor ons ook sleutelen voordat alle parameters van onze eigen magneetscheider juist waren ingesteld.' Ook Rikers gebruikte voor zijn studie een hooggradiëntmagneet; de Frantz-magneetscheider van Mijnbouw in Delft.

De Frantz kan alleen droog zand verwerken dat door een sleuf wordt getrild. Twee magnetische polen vormen een barrière, die de magnetische deeltjes scheiden van de niet-magnetische. Rikers kon met deze techniek zink-, koper-, lood-, uranium- en chroomhoudende deeltjes aan de bodem onttrekken. Voor nikkel-, chroom- en uraniummineralen was dit te verklaren uit hun paramagnetische eigenschappen. Daardoor worden de mineralen magnetisch zodra zij in contact komen met een magneetveld, een eigenschap die de koper-, zink- en loodmineralen moeten ontberen.

Dat die toch ook uit het zand konden worden gehaald, is volgens de geochemicus te verklaren aan de hand van het ijzereffect, waarbij mineralen meeliften op de rug van ijzer. Roestend ijzer hapt namelijk alles in zijn omgeving op, inclusief zware metalen. Dit 'ophappen' wordt door Rikers aangeduidt als scavenging. Als de roest zich op de deeltjes zware metalen vastzet, krijgt het min of meer ook paramagnetische eigenschappen. Ook niet-paramagnetische deeltjes en zelfs organisch materiaal kunnen daardoor met magneetscheiding worden verwijderd.

Onzekerheid bestaat alleen over de plek waar dat scavenging-proces zich voltrekt. Volgens Rikers is dat in de bodem: 'Daar heb ik echter alleen indirect bewijs voor. Anderen geloven weer dat de combinatie van ijzer en zware metalen boven de grond reeds is gefabriceerd door mensenhanden.'

ONDANKS zijn succes in het laboratorium, bleek de Frantz-magneetscheider niet op grote schaal inzetbaar. Het apparaat kon uitsluitend droog zand verwerken en ook de capaciteit was te gering.

Voor onderzoek buiten schakelde Rikers over op de Jones-magneetscheider. De oorspronkelijk voor de winning van fijn ijzererts ontworpen Jones kan natte grond in grote hoeveelheden verwerken. Deze magneetscheider bestaat uit geribbelde platen op een roterende draaischijf waar de grond op wordt gestort. De platen houden door middel van een magneetveld de zware metalen vast, terwijl het overige materiaal wordt afgevoerd.

Hoewel de grootste Jones in staat is 130 ton zand per uur te verwerken, gebruikte Rikers voor zijn experimenten een kleiner model dat tien ton grond per uur kan verhapstukken.

De Jones mocht zich, naast alle laboratoriumtesten, slechts eenmaal op locatie bewijzen: bij een voormalige scheepswerf op de Scheepsmakersdijk in Haarlem. Volgens de promovendus is dit tevens de zwakte van het onderzoek, omdat het voor wat de praktijk betreft, bij deze ene keer bleef. In Haarlem bleek dat het scavengingproces in de praktijk functioneerde en dat zware metalen daadwerkelijk konden worden gescheiden van de grond.

Domper voor Rikers is dat, terwijl de magneetscheiding nu succesvol blijkt, de belangstelling van milieu-autoriteiten voor bodemreiniging over haar hoogtepunt heen is. 'Eigenlijk komt het proefschrift twee jaar te laat', zegt Rikers. Een toepassing in de praktijk zit er dan ook niet in. Zeker niet nu het ministerie van VROM zijn eisen voor sanering heeft bijgesteld. De grond hoeft daardoor niet langer zo schoon te zijn dat zij voor alle doeleinden geschikt is.

Treuren doet de Delftse promovendus echter niet. Hij beschouwt zichzelf als realist en weet dat het politiek niet aantrekkelijk is om de magneetscheiders op grote schaal in te zetten. Kostte het reinigen van een ton grond drie jaar geleden nog 90 tot 150 gulden, tegenwoordig ligt de prijs rond de 30 gulden. Een magneetscheider, die tien ton grond kan verwerken, kost ongeveer één miljoen gulden. Daardoor, schat Rikers, zouden de kosten van bodemreiniging met een tientje per ton omhoog gaan. Dat is nu veel, terwijl hetzelfde tientje bovenop de 90 tot 150 gulden van vroeger nauwelijks zou zijn opgemerkt.

Wel of geen toepassing, de geochemicus wil zijn vinding op andere locaties uittesten. Criterium is daarbij wel dat de bodem uit zand bestaat, want andere bodemsoorten als klei liggen de magneetscheiders net iets te zwaar op de maag.

Meer over