AT514456B1

AT514456B1 - Process for the treatment of waste incineration slag

Info

Publication number: AT514456B1
Application number: AT80052014A
Authority: AT
Inventors: Gerhard Ing Stockinger
Original assignee: Nua Abfallwirtschaft Gmbh
Priority date: 2013-02-08
Filing date: 2013-06-27
Publication date: 2015-03-15
Also published as: AT514456A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Müllverbrennungsschlacke, wobei zerkleinerte und gesiebte Müllverbrennungsschlacke durch einen Schwing-Setzabscheider in Fraktionen unterschiedlicher Dichte, vorzugsweise in eine Schwerfraktion umfassend beispielsweise Metalle, eine Leichtfraktion umfassend beispielsweise Mineralik und eine Schwimmfraktion umfassend beispielsweise Kunststoffe, Holz, Papier oder Gasbeton, separiert wird, die Verwendung eines Schwing-Setzabscheiders zur Aufbereitung von Müllverbrennungsschlacke sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The invention relates to a method for the treatment of waste incineration slag, wherein shredded and sieved waste incineration slag by a vibratory settling in fractions of different density, preferably in a heavy fraction comprising for example metals, a light fraction comprising, for example, mineral and a floating fraction comprising, for example, plastics, wood, paper or aerated concrete , is separated, the use of a vibratory settling separator for the treatment of waste incineration slag and an apparatus for performing the method according to the invention.

Description

Beschreibungdescription

VERFAHREN ZUR AUFBEREITUNG VON MÜLLVERBRENNUNGSSCHLACKEMETHOD FOR PREPARING WASTE COMBUSTION SLASES

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Müllverbrennungsschlacke sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for the treatment of waste incineration slag and a device for carrying out the method.

[0002] Bei der Aufbereitung und Metallrückgewinnung von Müllverbrennungsschlacke wird die von der Müllverbrennung verbleibende Schlacke in der Regel zerkleinert und durch Abscheidemechanismen separiert. Bekannte Abscheidemechanismen, die industriell zu diesem Zweck verwendet werden, sind etwa Magnetabscheidung, Induktionsabscheidung, NE-Abscheidung, sensorgestützte Systeme zur Abscheidung, Windsichtung oder Handsortierung.In the treatment and metal recovery of waste incineration slag remaining from the waste incineration is usually crushed and separated by separation mechanisms. Known deposition mechanisms used industrially for this purpose include magnetic separation, induction deposition, NE deposition, sensor-based systems for deposition, air classification or hand sorting.

[0003] Es können jedoch mit diesen derzeit verwendeten Techniken nicht alle in der Schlacke befindlichen Metalle in wirtschaftlicher Weise rückgewonnen werden. Auch kann, wenn nicht hinreichend Metalle aus der Schlacke entfernt werden, die aufbereitete Schlacke aufgrund des zu hohen Restmetallgehalts nicht als Baustoff verwendet werden.However, with these currently used techniques, not all of the metals in the slag can be economically recovered. Also, if not enough metals are removed from the slag, the processed slag can not be used as a building material due to the high residual metal content.

[0004] Es ergibt sich somit die Aufgabe, ein Verfahren zur Aufbereitung und Metallrückgewinnung von Müllverbrennungsschlacke zu schaffen, welches einerseits in der Lage ist, Müllverbrennungsschlacke zu einem hohen Grad aufzubereiten, sodass diese als Baustoff verwendbar ist, und es andererseits ermöglicht, die in der Schlacke befindlichen Restmetalle zu einem hohen Grad auszusondern.Thus, there arises the task of providing a method for treatment and metal recovery of waste incineration slag, which on the one hand is able to recycle waste incineration slag to a high degree, so that it can be used as a building material, and on the other hand, allows in the Slag residual metals located to a high degree.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem Müllverbrennungsschlacke zunächst zerkleinert und gesiebt wird und danach durch einen Schwing-Setzabscheider in verschiedene Fraktionen unterschiedlicher Dichte separiert wird. Die Separierung erfolgt vorzugsweise in eine Schwerfraktion umfassend beispielsweise Metalle, eine Leichtfraktion umfassend beispielsweise Mineralik und eine Schwimmfraktion umfassend beispielsweise Kunststoffe, Holz, Papier oder Gasbeton.This object is achieved according to the invention by first crushing and screening waste incineration slag and then separating it by a vibrating settling separator into different fractions of different densities. The separation is preferably carried out in a heavy fraction comprising for example metals, a light fraction comprising for example mineral and a floating fraction comprising for example plastics, wood, paper or aerated concrete.

[0006] Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, vor oder nach dem Schwing- Setzabschei-der zusätzliche Abscheidemechanismen, insbesondere die oben erwähnten bekannten Abscheidemechanismen für Schlacke, eingesetzt werden. Die Verwendung des Schwing-Setzabscheiders kann insbesondere bei bestehenden Abscheideverfahren und Abscheideanlagen an Stelle oder zusätzlich zu bekannten Abscheidemechanismen vorgesehen sein. Auch die Reihenfolge der eingesetzten Abscheidemechanismen kann an die jeweilige Aufgabenstellung angepasst werden.It may be provided according to the invention, before or after the oscillatory settling the additional deposition mechanisms, in particular the above-mentioned known deposition mechanisms for slag, are used. The use of the vibratory settling separator can be provided, in particular in existing separation processes and separation plants, instead of or in addition to known separation mechanisms. The order of the deposition mechanisms used can also be adapted to the respective task.

[0007] Die erfindungsgemäße Trennung von Schlackebestandteilen durch einen Schwing-Setzabscheider nutzt die meist höhere spezifische Dichte von Metallen gegenüber mineralischen Bestandteilen der Schlacke aus. Ergebnis des Verfahrens ist eine mit Mischmetallen angereicherte Metallfraktion, sowie eine mineralische Fraktion ohne Metalle.The separation of slag constituents according to the invention by a vibratory settling separator makes use of the usually higher specific density of metals compared to mineral constituents of the slag. The result of the process is a metal fraction enriched with mixed metals, as well as a mineral fraction without metals.

[0008] Die Trennung erfolgt vorzugsweise in einem Wasserbad. Dadurch wird die physikalische Eigenschaft von Festkörpern, wonach diese bei unterschiedlicher Dichte im strömenden, pulsierenden Wasser unterschiedliches Sedimentationsverhalten, insbesondere unterschiedliche Sedimentationsgeschwindigkeiten aufweisen, ausgenutzt. Das unterschiedliche Absetzverhalten in einem Wasserbad wird genutzt, um das Absetzen leichterer Partikel durch die Erzeugung einer Aufwärtsströmung im Wasserbad zu bremsen, sie in Schwebe zu halten und abziehen zu können, während die schwereren Partikel gegen die Aufwärtsströmung absinken und derart abgeschieden werden.The separation is preferably carried out in a water bath. As a result, the physical property of solids, according to which they have different sedimentation behavior, in particular different sedimentation rates, at different density in the flowing, pulsating water is utilized. The different settling behavior in a water bath is used to slow the settling of lighter particles by creating an upward flow in the water bath, to suspend and subtract them, while the heavier particles fall against the upward flow and are deposited in such a way.

[0009] Durch dieses Trennprinzip können Materialien mit einer Dichtedifferenz ab ca. 0,2 kg/dm3 voneinander separiert werden. Zusätzlich ist eine Abscheidung von Schwimmgütern an der Oberfläche des pulsierenden Wasserbades möglich. Es ist eine Trennung von Materialien mit Korngröße von 1mm und darüber möglich.By this separation principle materials with a density difference from about 0.2 kg / dm3 can be separated from each other. In addition, a separation of floating goods on the surface of the pulsating water bath is possible. It is possible to separate materials with a grain size of 1mm and above.

[0010] Erfindungsgemäß ergibt sich bei der Verwendung eines derartigen Setzverfahrens zurAccording to the invention results in the use of such a setting method for

Aufbereitung von Müllverbrennungsschlacke aus Abfallverbrennungsanlagen mit gewinnungswürdigen Gehalten an FE- und NE-Metallen eine hohe Effizienz, zumal die Dichtedifferenzen zwischen den Metallen (ausgenommen Aluminium) und den sonstigen Verbrennungsrückständen sehr ausgeprägt sind.Treatment of waste incineration slag from waste incineration plants with extractable contents of FE and non-ferrous metals a high efficiency, especially since the density differences between the metals (except aluminum) and the other combustion residues are very pronounced.

[0011] Die Erfindung bezieht sich neben dem Verfahren zur Aufbereitung von Müllverbrennungsschlacke auf die Verwendung eines Schwing-Setzabscheiders zur Separierung von metallischen Rückständen bei der Aufbereitung von Müllverbrennungsschlacke, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The invention relates in addition to the method for the treatment of waste incineration slag on the use of a vibratory settling separator for the separation of metallic residues in the treatment of waste incineration slag, as well as to an apparatus for performing the method according to the invention.

[0012] Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.Advantageous embodiments of the invention will become apparent from the claims, the description and the drawings.

[0013] Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: [0014] Fig. 1: ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Aufberei tung von Müllverbrennungsschlacke; [0015] Fig. 2: schematische Darstellung eines Schwing-Setzabscheiders zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren; [0016] Fig. 3a-3b: schematische Skizzen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Aufberei tung von Müllverbrennungsschlacke.In the following the invention will be explained in more detail with reference to an embodiment. FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a method according to the invention for processing waste incineration slag; FIG. Fig. 2: schematic representation of a vibratory settling separator for use in the method according to the invention; Fig. 3a-3b: schematic sketches of a device according to the invention for Aufberei tion of waste incineration slag.

[0017] Fig. 1 zeigt die wesentlichen Schritte einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Flussdiagramms. Zunächst erfolgt eine Vorsiebung des Schlackematerials sowie eine Zerkleinerung durch Brechen, und in Folge eine Nasssiebung.Fig. 1 shows the essential steps of an embodiment of the method according to the invention in the form of a flow chart. First, a pre-screening of the slag material and a crushing by breaking, and in consequence a Nasssiebung.

[0018] Die in Fig. 1 dargestellten Trennschritte sind jedoch optional und können bei dem erfin-dungsgemäßen Verfahren in ihrer Reihenfolge verändert oder auch weggelassen werden.However, the separation steps shown in Fig. 1 are optional and can be changed in the inventive method in their order or even omitted.

[0019] Danach wird das Material in einen Aufgabebunker eingebracht. Ein Magnetscheider separiert die magnetisierbaren Materialien, bevor das Material in die Schwing- Setzmaschine eingebracht wird. Diese verfügt in der vorliegenden Ausführungsform über mehrere Entwässerungssiebe, siehe Beschreibung der Fig. 2.Thereafter, the material is introduced into a task bunker. A magnetic separator separates the magnetizable materials before the material is introduced into the vibratory jigging machine. In the present embodiment, this has several drainage sieves, see description of FIG. 2.

[0020] Während das ausgesonderte Schwergut direkt in ein Schwergutlager, und das Schwimmgut direkt in ein Schwimmgutlager transportiert wird, kann das Leichtgut optional durch einen Induktionsabscheider zum Abscheiden metallischer Materialien geleitet werden.While the separated heavy material is transported directly into a heavy goods storage, and the floating material directly into a Schwimmgutlager, the lightweight material can optionally be passed through an induction separator for depositing metallic materials.

[0021] Das verbleibende Wasser kann in Grobschlamm und Feinschlamm getrennt werden und optional durch einen Wendelscheider oder Trennherd geleitet werden, und die herausgefilterten Restmetalle werden ebenfalls in ein Schwergutlager transportiert.The remaining water can be separated into coarse sludge and fine sludge and optionally passed through a helical separator or separation hearth, and the filtered-out residual metals are also transported to a heavy goods storage.

[0022] Je nach Zustand der eingesetzten Müllverbrennungsschlacke und Aufbereitungsziel können die genannten Aggregate zusätzlich zur Schwing-Setztechnik eingesetzt werden.Depending on the state of the waste incineration slag used and processing target, the aggregates mentioned can be used in addition to the oscillatory setting technique.

[0023] Fig. 2 zeigt einen Schwing-Setzabscheider zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren. Müllverbrennungsschlacke wird in eine mit Wasser gefüllte Kammer mit einem Sieb eingebracht, wobei die Kammer pulsierend mit Druck beaufschlagt wird, wodurch sich in der Kammer ein pulsierender Wasserspiegel ausbildet. Die eingebrachte Schlacke trennt sich entsprechend ihrer jeweiligen Dichte in Komponenten auf, die in unterschiedlicher Höhe in der Kammer im Wasserbad schweben: Dichtere Komponenten driften nach unten, weniger dichte Komponenten driften nach oben. Über eine Steuerung wird das Schwergut abgezogen.Fig. 2 shows a vibratory settling separator for use in the method according to the invention. Waste incineration slag is introduced into a water-filled chamber with a sieve, wherein the chamber is pulsatingly pressurized, thereby forming a pulsating water level in the chamber. The introduced slag separates according to their density in components that float at different heights in the chamber in the water bath: Denser components drift down, less dense components drift upwards. The heavy material is withdrawn via a controller.

[0024] Fig. 3a - 3b zeigen schematische Skizzen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Aufbereitung von Müllverbrennungsschlacke. Die Schlacke wird mittels Radlader über einen Aufgabetrichter einem Aufgabeförderband zugeführt und über dieses zum oberen Ende der Setzmaschine (Modul 2) in rd. 6,00 m Höhe befördert.3a-3b show schematic diagrams of a device according to the invention for the treatment of waste incineration slag. The slag is fed by means of a wheel loader via a hopper a task conveyor belt and over this to the upper end of the jig (module 2) in approx. Transported 6.00 m height.

[0025] Allenfalls in der Schlacke enthaltene größere magnetische Metallteile werden durch einen Überbandmagnet, der nach dem Aufgabetrichter über dem Aufgabeförderband angeord- net ist, entnommen und seitlich in einen Auffangbehälter zur Verwertung abgeworfen.At most, larger magnetic metal parts contained in the slag are removed by an overband magnet, which is arranged after the hopper above the feed conveyor belt, and laterally dropped into a collecting container for recycling.

[0026] Die Setzmaschine ist auf einer rd. 2,50 m hohen Stahlrahmentragkonstruktion aufgebaut (Modul 1), welches die Steuerungstechnik bzw. die zugehörigen Schaltkästen beherbergt.The jig is on a rd. 2.50 m high steel frame construction constructed (module 1), which houses the control technology and the associated switch boxes.

[0027] Die Setzmaschine selbst weist eine Höhe von rd. 3,50 m auf und besteht aus einem mit Wasser gefüllten Kasten in dem das Wasser mechanisch mit rd. 60 Hüben pro Minute vertikal nach oben gehoben bzw. nach unten abgesenkt wird, wodurch die Wasserfüllung in eine vertikal schwingende Bewegung versetzt wird. Die Wasserbewegung kann auch pneumatisch erfolgen.The jig itself has a height of approx. 3.50 m and consists of a water-filled box in which the water mechanically with approx. Moving 60 strokes per minute vertically up or down, whereby the water filling is placed in a vertically oscillating motion. The water movement can also be done pneumatically.

[0028] Im oberen Drittel des Kastens im Wasser ist ein von der Materialaufgabe zum entgegengesetzten Ende abfallender, fix montierter Siebbelag (0.5mm -2 mm Lochung) angeordnet, auf den die Schlacke vom Aufgabeförderband abgeworfen wird, wobei sie gleichzeitig von oben bei der Aufgabe mit Wasser besprüht wird, was einen kontinuierlichen Wasserausgleich im Kasten sicherstellt und die hydraulische Trennung von aneinander haftenden Partikeln fördert.In the upper third of the box in the water is a sloping from the material task to the opposite end, fixed mounted screen cover (0.5mm -2 mm perforation) arranged on the slag is dropped from the feed conveyor, while at the same time from the top in the task is sprayed with water, which ensures a continuous water balance in the box and promotes the hydraulic separation of adhering particles.

[0029] Durch die Kraft des schwingenden Wasserbades einerseits und durch die Schwerkraft andererseits bewegen sich die Partikel größer als die Sieblochung auf dem Lochblech zur Austragsöffnung am entgegengesetzten Ende. Partikel < als 1-2 mm hingegen sinken durch den Sog, der während der Abwärtsbewegung des pulsierenden Wasserkörpers entsteht, durch das Lochblech in trichterförmige Auffangwannen im sich bewegenden Boden des Kastens ab, von wo sie hydraulisch der Entwässerungseinrichtung (Modul 4) zugeführt werden.By the force of the oscillating water bath on the one hand and by gravity on the other hand, the particles move larger than the perforations on the perforated plate to the discharge opening at the opposite end. Particles < as 1-2 mm, however, sink by the suction, which arises during the downward movement of the pulsating water body through the perforated plate in funnel-shaped collecting pans in the moving bottom of the box, from where they are hydraulically fed to the drainage device (Module 4).

[0030] Der auf dem Lochblech verbleibende Materialstrom > 1-2 mm wird durch die pulsierende Bewegung des Wasserkörpers in Partikel größerer und kleinerer Dichte aufgetrennt. Die Partikel geringerer Dichte (Leichtfraktion = Schlacke) werden durch die Aufwärtsströmung des Wasserbades an der Oberfläche des sich vorwärts bewegenden Materialstromes angereichert, während sich Partikel höherer Dichte (Schwerfraktion = potenziell FE- und NE-Metalle) in der unteren Ebene des Materialstromes direkt über dem Lochblech konzentrieren.The remaining on the perforated plate material flow > 1-2 mm is separated by the pulsating movement of the water body in particles of larger and smaller density. The lower density particles (light fraction = slag) are enriched by the upward flow of the water bath at the surface of the moving material flow, while higher density particles (heavy fraction = potentially FE and NE metals) in the lower level of the material flow directly above the Concentrate perforated metal.

[0031] Die Schwerfraktion wird über eine schwimmergesteuerte Austragevorrichtung am Ende des Kastens der Setzmaschine abgezogen, die Leichtfraktion über eine darüber liegende Austragsvorrichtung. Beide Materialströme werden, derart separiert, der anschließenden Entwässerungseinrichtung (Modul 4) zugeführt.The heavy fraction is withdrawn via a float-controlled discharge device at the end of the box of the jig, the light fraction via an overlying discharge. Both material streams, separated in such a way, are fed to the subsequent dewatering device (module 4).

[0032] Durch diese physikalisch bedingten und hydraulisch-mechanisch in geeigneter Weise unterstützten Vorgänge wird die gewünschte Trennung der Leichtfraktion von der Schwerfraktion in einem kontinuierlichen Betrieb bewirkt.By these physically conditioned and hydraulically-mechanically supported in a suitable manner operations the desired separation of the light fraction of the heavy fraction is effected in a continuous operation.

[0033] Die Wasseraufbereitungsvorrichtung (Modul 4) ist auf einer rd. 2,00 m hohen Stahlrahmentragkonstruktion (Modul 3) aufgebaut. Im Modul 3 ist der Auffangbehälter für das aus der Entwässerung anfallende Wasser montiert, in dem auch der Materialstrom < 0,5mm - 2 mm aus der Setzmaschine eingeleitet wird.The water treatment device (module 4) is on a rd. 2.00 m high steel frame support structure (Module 3) built. In module 3, the collecting container for the water arising from the dewatering is mounted, in which the material flow < 0.5 mm - 2 mm is introduced from the jigging machine.

[0034] Im Modul 4 wird durch einen Hydrozyklon der Schlamm mit Durchmesser etwa >0,1 mm abgeschieden und der Leichtfraktion zugeführt. Das Überschusswasser aus diesem Behandlungsschritt wird in die Vorratsbehälter zum Wasserkreislauf abgeleitet.In module 4, the sludge with a diameter of about> 0.1 mm is separated by a hydrocyclone and fed to the light fraction. The excess water from this treatment step is discharged into the reservoir to the water cycle.

[0035] Die Entwässerungseinrichtungen bestehen aus drei hochfrequent schwingenden Entwässerungsrinnen. Auf eine dieser Rinnen wird die Leichtfraktion aufgegeben, und das durch die Schwingung der Rinnen von den Partikeln abgetrennte Wasser fließt in den unterhalb in Modul 3 angeordneten Auffangbehälter ab.The drainage facilities consist of three high-frequency vibrating drainage channels. On one of these grooves, the light fraction is abandoned, and the separated by the vibration of the gutters of the particles of water flows into the arranged below in module 3 collection container.

[0036] Auf die zweite Entwässerungsrinne wird die Schwerfraktion aufgegeben und ebenfalls wie oben beschrieben entwässert. Von der Entwässerungseinrichtung rutschen die nunmehr auf zwei Fraktionen reduzierten Materialströme auf zwei im Anschluss angeordnete Austragbänder, von denen das eine die FE- und NE-Metallmischung in eine Sammelmulden zur weiteren Verwertung und das andere die weitergehend entmetallisierte Schlacke auf der Oberfläche des Abfallkörpers abwirft. Von dort wird dieser Austrag mittels Radiader aufgenommen und in die Deponie eingebaut.On the second drainage channel, the heavy fraction is abandoned and also dehydrated as described above. From the dewatering the now reduced to two fractions material flows slide on two subsequently arranged discharge belts, one of which throws the FE and NE metal mixture in a collection troughs for further utilization and the other the further demetallized slag on the surface of the waste body. From there, this discharge is recorded by means of a radiator and installed in the landfill.

[0037] Allenfalls in der aufgegebenen Schlacke noch enthaltene unverbrannte Reste (z.B. Holzpartikel, Kunststofffetzen etc.) = Schwimmgut verbleiben ebenfalls an der Oberfläche des Materialstromes in der Setzmaschine, werden getrennt von den anderen Fraktionen seitlich abgezogen und einer eigenen Entwässerungseinrichtung zugeführt, die nach demselben Prinzip funktioniert, wie die oben beschriebenen. Das ausgeschleuste Schwimmgut wird einer zulässigen Behandlung (z.B. Verbrennung) zugeführt.At most in the abandoned slag still contained unburned residues (eg wood particles, plastic shreds, etc.) = float also remain on the surface of the material flow in the jig, are separated from the other fractions laterally withdrawn and fed to its own drainage device, after the same Principle works like the one described above. The discharged livestock is subjected to allowable treatment (e.g., combustion).

Claims

1. A method for the treatment of waste incineration slag, characterized in that shredded and sieved waste incineration slag by a vibratory settling in fractions of different densities, preferably in a heavy fraction comprising, for example metals, a light fraction comprising, for example, Mine-ralik and a swimming fraction comprising, for example, plastics, wood , Paper or aerated concrete, is separated.

2. The method according to claim 1, characterized in that the separation takes place in a liquid, preferably in a vertically oscillating water bath.

3. The method according to claim 2, characterized in that smaller particles in the upper part of the water bath are separated by a vertically sloping in the direction of the material flow perforated plate with preferably 0.5 mm - 2 mm hole.

4. The method according to claim 2 or 3, characterized in that in the surface region of the water bath floating material is deposited separately.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the waste incineration slag for separation additionally passes through one or more magnetic separator, induction separator and / or Wendelscheider, which are arranged before or after the oscillating settling separator.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the deposited material for dewatering a high-frequency oscillating drainage channel passes.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that a three-stage separation takes place in floating goods, light goods and heavy cargo. For this 3 sheets of drawings