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Verfahren zur Herstellung geschmolzener Steine aus Müllverbrennungssehlaeken.
Die bisher gebräuchlichsten Verfahren, Müll (Kehrieht) durch Verbrennung wirtschaftlich zu verwerten, beruhen auf einer Ausnutzung der verbrennbaren Stoffe im Müll ohne zusätzliche Zuführung von Wärme in irgendeiner Form. Hiedurch entsteht eine Müllschlacke, die je nach ihrer Zusammen- setzung und den sonstigen örtlichen und zeitlichen Bedingungen mehr oder weniger gesintert ist. Die durch die Verbrennung der organischen Bestandteile des Mülls entstehende Wärme wird hiebei nach an sich bekannten Methoden verwertet, beispielsweise für Fernheizzwecke.
Es ist auch bereits bekannt, die Verbrennung des Mülls mit anschliessender Schmelzung der
Schlacken in einem einzigen Arbeitsgang durchzuführen. Hiebei genügt jedoch die aus der Verbrennung der organischen Bestandteile des Mülls erzeugte Wärme nicht, um eine vollkommene Schmelzung der häufig sehr hochsehmelzenden Schlacken herbeizuführen. Vielmehr ist es stets notwendig, hiefür zusätzliche Wärme zu verwenden. Beispielsweise ist vorgeschlagen worden, die Verbrennung und unmittelbar anschliessende Schmelzung in einem Arbeitsgang durch Kohlenzusatz durchzuführen.
Die hiefür erforderliche Kohlenmenge ist jedoch verhältnismässig hoch und macht das Verfahren teuer.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung geschmolzener Steine aus
Müllverbrennungsschlaeken. Gemäss der Erfindung führt man die Müllverbrennung ohne zusätzliche
Zuführung von Wärme und ohne besondere Sinterung und die Sehlaekensehmelzung in zeitlich und räumlich getrennten Arbeitsvorgängen durch. Nur hiebei gelingt es, die höchste Ausnutzung der Wärme zu erreichen. Es schliesst sich also an das oben beschriebene Verfahren der Müllverbrennung in einem besonderen Arbeitsvorgang eine Schlackenschmelzung an. Am zweckmässigsten kann dieser getrennte Arbeitsvorgang so durchgeführt werden, dass die von der Verbrennung noch heisse Müllschlacke, die hiebei im allgemeinen eine Temperatur von 500 bis 15000 C besitzt, unmittelbar in den Schlackenschmelzofen gelangt.
Hiefür sind je nach den lokalen Bedingungen verschiedene Ausführungsformen zweckmässig. Beispielsweise kann die Müllschlacke unmittelbar vom Rost in darunterliegende Öfen fallen. Eine andere Ausführungsform besteht darin, die Müllschlacke mit oder ohne folgende Zerkleinerung zu sammeln und daran anschliessend in waagrechter, senkrechter oder schräger Richtung zu fördern. In den Fällen, in welchen es zweckmässig ist, zwischen Müllverbrennung und Schlackenschmelzung eine Zerkleinerung einzuschalten, kann dafür gesorgt werden, dass die Wärme der Schlacke nach Möglichkeit nicht verloren geht.
Die Schlacke kann elektrisch geschmolzen werden. In diesem Falle kann das Verfahren vorteilhaft in der Weise ausgeführt werden, dass aus der Abwärme der Müllverbrennung nach an sich bekannten Methoden Elektrizität erzeugt wird, wobei diese teilweise oder ganz zum Schmelzen der Schlacke genügt, d. h. also, dass der zur Schlackenschmelzung benötigte elektrische Strom wenigstens teilweise aus der Abwärme der Müllverbrennung erzeugt wird.
Zweckmässig kann das Verfahren, falls erforderlich, so durchgeführt werden, dass man die Zusammensetzung der Schmelzschlaeke durch Zuschläge regelt. Es kommt heute sehr häufig vor, dass bei der sehr stark wechselnden Zusammensetzung der Müllschlacke Schmelzprodukte gelegentlich glasig, gelegentlich kristallinisch anfallen. Dieser Wechsel bedeutet ein grosses Risiko für die Güte der aus Schmelzschlacke erzeugten Fabrikate. Es ist deshalb von ausserordentlicher Wichtigkeit, die Zusammensetzung der Schmelzschlacke so regeln zu können, dass die Schmelzprodukte auch in Ausnahmefällen nicht glasig erstarren.
Vielmehr wird zweckmässig die Zusammensetzung durch Zuschläge derart geregelt, dass die Schmelzprodukte stets ganz oder so stark kristallinisch sind, dass die in glasigen Produkten auftretenden Spannungen vermieden werden. Dadurch werden die Schmelzfabrikate nicht nur spannungsfrei, sondern sie besitzen auch eine so grosse mechanische Festigkeit,
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material, gering ist. Die Güte dieser Erzeugnisse erfährt dadurch für derartige Zwecke eine ausserordentlich grosse Verbesserung.
Trotz der sehr grossen Schwankungen in der Zusammensetzung der Müllsehlaeken und der bei der Müllverbrennung entstehenden Flugasche hat es sich herausgestellt, dass durch Beigabe überall verhältnismässig billig zu beschaffender Zusatzstoffe eine Zusammensetzung erzielt werden kann, die stets die obigen technischen Bedingungen erfüllt. Die überraschend einfachen Grenzen dieser Zusammensetzung sind :
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wobei R ein einwertiges oder zweiwertiges"basisches"Element, R ein dreiwertiges Element, R ein vierwertiges ,,saures" Element bedeutet. Unter der abkürzenden Bezeichnung ,,basisches" Element bzw. "saures" Element werden solche Elemente verstanden, welche basische bzw. saure Verbindungen bilden.
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Als R kommen alle einwertigen und zweiwertigen ,,basischen" Elemente in Betracht, die in Müllschlacken auftreten können, wie Natrium, Kalium, Calcium, Magnesium, Eisen (zweiwertig),
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SiO kann ferner ganz oder teilweise durch andere Dioxyde, beispielsweise molekulare Mengen von Titandioxyd, ersetzt werden, ohne dass die obigen Grenzformeln hiedureh eine Beeinträchtigung erfahren. Die hier erstmalig erforschten Grenzen und die Möglichkeit, die Müllschlacke durch billige Zuschlagstoffe in dieser Zusammensetzung zu erhalten, ergibt eine ausserordentlich weite Anwendbarkeit und einen hohen Wert des Verfahrens. Beispielsweise lassen sieh als Zuschlagstoffe je nach den örtliehen Verhältnissen Kalkstein, Dolomit, Magnesit, Eisenkiesabbrände, Manganton, Serpentin, Olivin, sowie alle Splitt-und Pulverstoffe, welche in Schotterwerken abfallen, verwenden.
Ebenso ist es ausserordentlich häufig und in wirtschaftlicher Weise möglich, Abfallprodukte der ehemisehen Industrie in den Grenzen der obigen Formeln den Müllschlacken zuzusetzen und zu verwerten, und auf diese Weise nicht nur billige Ausgangsstoffe zu verwenden, sondern auch wertlos und lästige Abfallstoffe in wertvolle Erzeugnisse zu verwandeln.
Derartige Zuschlagstoffe können je nach der Zusammensetzung der Müllsehlacke und des Zusatzstoffes für sich oder in Mischung miteinander verwendet werden.
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<tb>
<tb> Müllschlacke <SEP> : <SEP> I <SEP> II
<tb> SiO2 <SEP> ..................................................... <SEP> 50#0% <SEP> 29#9%
<tb> FeO......................................................11#2% <SEP> 6#6%
<tb> Al2O3......................................................14#2% <SEP> 16#9%
<tb> Cas <SEP> 14-4% <SEP> 18-5%
<tb> MgO.........................................................0#5% <SEP> 1#8%
<tb> NaKO........................................................5#7% <SEP> 8#8%
<tb> So3.........................................................1#2% <SEP> 9#5%
<tb> Differenz <SEP> 2. <SEP> 8% <SEP> 8. <SEP> 0%
<tb> 100. <SEP> 0% <SEP> 100.
<SEP> 0%
<tb> Schmelzschlaekensteine <SEP> :
<tb> Schlacke <SEP> I....................70% <SEP> Schlacke <SEP> II <SEP> ......................... <SEP> 82%
<tb> Kalkstein <SEP> 25% <SEP> Kalkstein................ <SEP> 8%
<tb> Bauxit <SEP> .......................... <SEP> 5% <SEP> Sand.................... <SEP> 10%.
<tb>
Je nach dem Gehalt des Rohmülls an verbrennbaren Stoffen und dem sonstigen Verhalten des lohmrills in einer Müllverbrennungsanlage, sowie je nach den örtlichen Bedingungen, ist es zweek- nässig, die notwendigen Zuschlagstoffe entweder ganz oder teilweise dem Rohmiill zuzusetzen oder Lber ganz oder teilweise der Müllschlacke nach der Verbrennung, jedoch vor der unmittelbar Lnsehliessenden Schmelzung. Erfolgt der Zusatz der Zuschlagstoffe erst nach der Verbrennung des l. Mülls vor der Schmelzung, so ist es zweckmässig, die Mischung gleichzeitig mit der gegebenenfalls vorzunehmenden Zerkleinerung der Müllsehla. eke zwischen Müllverbrennungsofen und elektrischem Schmelzofen durchzuführen.
Die z. B. elektrisch geschmolzene Schlacke wird dann nach an sich bekannten Verfahren in mmittelbarem Anschluss an das Schmelzen vergossen. Je nach der Zusammensetzung der gegossenen
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Schmelzschlackensteine wird, nach an sich bekannten Methoden, die Abkühlungsgeschwindigkeit geregelt.
Die Erzeugnisse nach dem beschriebenen Verfahren besitzen überraschend gute Eigenschaften und sind den bisher bekannten besten Schlacken und Schmelzsteinen gleichwertig oder überlegen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung geschmolzener Steine aus Müllverbrennungsschlacken, dadurch gekennzeichnet, dass man die Müllverbrennung ohne zusätzliche Zuführung von Wärme in irgendeiner Form und ohne besondere Sinterung, und die Sehlackensehmelzung in zeitlich und räumlich getrennten Arbeitsgängen durchführt.