CH690771A5

CH690771A5 - Verfahren zur Verarbeitung von tonhaltigem Schlamm.

Info

Publication number: CH690771A5
Application number: CH03035/96A
Authority: CH
Inventors: Martin Wuethrich; Andreas Queisser; Abraham Van Egmond
Original assignee: Hks Hunziker Kalksandstein Ag; Tech Forschungs Und Beratungss
Priority date: 1996-12-11
Filing date: 1996-12-11
Publication date: 2001-01-15

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verarbeitung von tonhaltigem Schlamm gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1, das nach dem Verfahren erhaltene Produkt und seine Verwendung.

Schlamm ist ein wasserhaltiges Abfallprodukt aus verschiedenen Nassverfahren. Beispielsweise fallen grosse Mengen von tonhaltigem Schlamm beim Waschen von Kies bei der Kiesaufbereitung an. Dieser Kiesschlamm wird in so genannten Schlammseen abgelagert. Nach einer Standzeit verdichtet sich die Kiesschlammmasse und kann ausgebaggert werden. Diese Art der Entsorgung ist aufwändig und bedarf grosser Landflächen. Da immer mehr Kiessorten mit einem grossen Anteil an Ton verarbeitet werden, wurde ein Verfahren zur Entwässerung des Kiesschlammes am Ort des Waschvorganges entwickelt. Dabei wird dem Waschwasser, enthaltend feinkörniger Ton und Sand, ein Flockungsmittel zugegeben und der ausgeflockte Feststoff wird entwässert. Die Entwässerung erfolgt im Allgemeinen in einer Filterpresse. Zur Verbesserung des Filterverfahrens kann Sand zugegeben werden.

Durch letztgenannte Massnahme wird die Kiesgewinnung jedoch verteuert. Man erhält nach der Entwässerung eine pastöse klebrige Masse, die schwer zu handhaben ist. Da sich für diese Masse keine Verwendung findet, muss sie mit einem unerwünschten Aufwand entsorgt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Entsorgung von tonhaltigem Kiesschlamm zu vermeiden. Insbesondere soll der Kiesschlamm zu einem nützlichen Produkt verarbeitet werden.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung bilden den Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 6. Die Verwendung des erhaltenen Produktes wird in den Ansprüchen 8 bis 10 beansprucht.

Es wurde überraschenderweise gefunden, dass durch Zugabe von gebranntem Kalk (CaO) zum tonhaltigen Kiesschlamm aus der Filterpresse und homogenes Vermengen dieser Bestandteile, unter Ausnützung der Reaktionswärme, aus der pastösen, klebrigen Masse ein trockenes, fliessfähiges und gut dosierbares Produkt erhalten wird. Dieses Produkt kann nutzbringend für verschiedene, weiter unten beschriebene Zwecke eingesetzt werden. Damit entfällt nicht nur die Entsorgung des Kiesschlammes, sondern anstelle des Abfallmaterials wird ein wertvolles neues Produkt geschaffen.

Die erfindungsgemäss verarbeitbaren Schlämme enthalten neben Ton im Allgemeinen auch feine Sandbestandteile wie Quarz, Feldspat, Glimmer. Die Bezeichnung Ton wird hier im allgemeinsten Sinn gebraucht, d.h. es umfasst Tonmineralien jeglicher Korngrösse sowie andere wassereinlagernde Mineralstoffe. Erfindungsgemäss können Schlämme mit einem Wasseranteil von bis etwa 50 Massen-%, vorzugsweise bis 30 Massen-%, verarbeitet werden. Dies bedeutet, dass z.B. Kiesschlamm in der Filterpresse nicht mehr so stark wie bisher entwässert werden muss. Daraus resultiert ein kürzerer Filterzyklus und Energieersparnis.

Das Verhältnis Ton/gebrannter Kalk beim Vermischen von Letzterem mit dem Schlamm beträgt vorzugsweise 7:3 bis 1:10. Gleichzeitig sollte das Verhältnis gebrannter Kalk zu Wasser 2:3 bis 9:1 betragen.

Für das erfindungsgemässe Verfahren sollte ein Mindestanteil an Ton im Verhältnis zum Gesamtgemisch mit gebranntem Kalk von 1:20 vorhanden sein.

Nach der erfindungsgemässen Zugabe von gebranntem Kalk erfolgt zwischen Letzterem und dem Wasser im Schlamm eine stark exotherme Reaktion. Es wird vermutet, dass ausser der Umsetzung zwischen Wasser und gebranntem Kalk auch ein Aufschluss der Tonmineralien und der Sandbestandteile erfolgt. Dabei entsteht Wasserdampf, gleichzeitig wird die klebrige, zusammenhängende Schlammmasse automatisch zerteilt und zerkleinert. Die Zerkleinerung wird durch die Vermengung verstärkt. Dabei wird die Oberfläche des Schlammes vergrössert und der gebrannte Kalk gleichmässig in der Schlammmasse verteilt, was die stattfindende Reaktion begünstigt. Durch das erfindungsgemässe Verfahren wird aus der feuchten klebrigen Schlammmasse ein trockenes, feinteiliges bis pulverförmiges, fliessfähiges, gut schüttbares und dosierbares Produkt mit homogener Kornverteilung erhalten.

Gleichzeitig wird die Farbe des Schlammes aufgehellt. Beispielsweise wird aus braun-grauem Kiesschlamm ein helles bis weisses Produkt erhalten.

Dieses Produkt kann als wertvoller Zusatzstoff in der Bauindustrie, z.B. bei der Betonwarenherstellung oder als Magerungskomponente in grobkeramischen Erzeugnissen, Verwendung finden. Insbesondere eignet es sich als Füllstoff für die Herstellung von Kalksandstein (SIA Norm 177, DIN 106 Teil 1 + 2, Europäische Norm EN 771-2 sowie die dazugehörigen Festlegungen und Prüfverfahren). Dabei ermöglicht die helle Farbe des Produktes eine beliebige Einfärbung. Bisher wurde als Füllstoff für diesen Zweck Feinsand bis Feinstsand verwendet. Beide werden mit aufwändigen Maschinen unter hohem Energieaufwand hergestellt. Der Ersatz der bekannten Füllstoffe durch das Produkt des erfindungsgemässen Verfahrens bietet bei der Herstellung von Kalksandstein einen bedeutenden wirtschaftlichen Vorteil.

Eine weitere Verwendung des erfindungsgemässen Produktes erfolgt in der Verbesserung der Qualität von sauren Böden. Bisher wurde auf sauren Böden gebrannter Kalk zur Neutralisation aufgestreut. Dieses Material ist ätzend und muss mit entsprechender Vorsicht gehandhabt werden. Bei ungleichmässiger Verteilung richtet es mehr Schaden als Nutzen an. Demgegenüber kann das umweltfreundliche Produkt des erfindungsgemässen Verfahrens ohne besonderen Aufwand auf den Boden aufgebracht werden. Einen weiteren Vorteil bieten die im Produkt bereits aufgeschlossen vorliegenden Mineralien, die eine weitere Bodenverbesserung bewirken.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele weiter veranschaulicht.

Die Beispiele wurden in einem Reaktor durchgeführt. Zuerst wurde Kiesschlamm und danach pulverförmiger gebrannter Kalk in den Reaktor gegeben. Nach kurzem Rühren wurde starke Wärme- und Dampfentwicklung beobachtet. Nach dem Abkühlen lag ein praktisch weisses homogenes Produkt vor.
<tb><TABLE> Columns=4
<tb>Head Col 1: Beispiel
<tb>Head Col 2: Schlamm* (Masse-%)
<tb>Head Col 3: Wassergehalt**
(Masse-%)
<tb>Head Col 4: Gebrannter Kalk
(Masse-%)
<tb><SEP>1<SEP>33<SEP>33<SEP>34
<tb><SEP>2<SEP>30<SEP>40<SEP>30
<tb><CEL AL=L>3<SEP>40<SEP>30<SEP>30
<tb><SEP>4<SEP>38<SEP>24<SEP>38
<tb><SEP>5 <SEP>42<CEL AL=L>16<SEP>42
<tb><SEP>* Trockengewicht; ** einschliesslich Feuchtanteile
<tb></TABLE>

Im erhaltenen weissen Pulver liegen gegebenenfalls im Schlamm vorhandene Schadstoffe je nach Schlammsorte gebunden oder in schwer löslicher Form vor. Dieses Pulver wurde einerseits als Füllstoff bei der Herstellung von Kalksandstein und anderseits (in kleinem Massstab) bei der Verbesserung von sauren landwirtschaftlichen Böden eingesetzt.

Die hergestellten Mauersteine aus Kalksandstein wiesen eine sehr gute Festigkeit und Kantenstabilität auf.

Beim Einsatz in der Landwirtschaft wurde eine überraschend gute Akzeptanz gefunden.

Claims

1. Verfahren zur Verarbeitung von tonhaltigem Schlamm, gekennzeichnet, dass man den noch feuchten tonhaltigen Schlamm mit gebranntem Kalk versetzt und unter Ausnützung der entstehenden Reaktionswärme zu einem homogenen, trockenen, freifliessenden Material vermengt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man beim Waschen von Kies erhaltenen tonhaltigen Kiesschlamm verarbeitet.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man einen tonhaltigen Kiesschlamm verarbeitet, der unter Zugabe von Sand in einer Filterpresse vom Wasser getrennt worden ist.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man tonhaltigen Schlamm mit einem Wassergehalt von bis zu 50 Massen-%, vorzugsweise 30 Massen-%, verarbeitet.

5.

Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man ein Gemisch von tonhaltigem Schlamm und gebranntem Kalk herstellt, in dem das Verhältnis Ton/Gemisch mindestens 1:20 beträgt.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man den tonhaltigen Schlamm im Verhältnis von 7:3 bis 1:10 von Ton zu gebranntem Kalk mit Letzterem vermischt.

7. Trockenes, freifliessendes Material, hergestellt nach dem Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche.

8. Verwendung des Materials nach Anspruch 7 als Zusatzstoff für Baumaterial.

9. Verwendung des Materials nach Anspruch 8 als Füllstoff bei der Herstellung von Kalksandstein.

10. Verwendung des Materials nach Anspruch 7 zur Bodenverbesserung.