DD259359A5 - PROCESS FOR THE PREPARATION OF FILTER STUFFS, BAGGERSSCHLAEMMEN (HAFENSCHLAMM) AND DERGL. WASTE MATERIALS FOR FINAL STORAGE - Google Patents

PROCESS FOR THE PREPARATION OF FILTER STUFFS, BAGGERSSCHLAEMMEN (HAFENSCHLAMM) AND DERGL. WASTE MATERIALS FOR FINAL STORAGE Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Filterstaeuben, Baggerschlaemmen und dergleichen Abfallmaterialien fuer eine Endlagerung. Die Aufgabe besteht darin, Giftstoffe enthaltende Abfallmaterialien so aufzubereiten, dass sie als Abfaelle der Bedenklichkeitsstufe 1 bewertet und demgemaess auf einfachen Hausmuelldeponien dauerhaft abgelagert werden koennen. Erfindungsgemaess wird dies dadurch erreicht, dass die Abfallmaterialien mit einem bindigen Matrixmaterial, insbesondere Ton oder Lehm, gemischt und diese Mischung mit einem die Kapillaritaet sowie durch katalytischen Ionenaustausch die Wasserbindungskraefte des bindigen Materials herabsetzenden Zusatzmaterial versetzt wird, worauf die gebildete Mischung zu Formkoerpern einer beliebigen ablagerungsfaehigen Groesse gepresst wird. Als Zusatzmaterial findet sulfoniertes wasserloesliches Oel Verwendung. Dem Abfallmaterial wird bindiges Material in einer Menge zwischen 30 und 60 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge, und der Mischung Zusatzmaterial in einer Menge zwischen 0,4 und 1,0 l je t in der Mischung enthaltenem bindigem Material zugesetzt. Die Formkoerper werden bei einer Temperatur zwischen 400C und 1 400C waermebehandelt.The invention relates to a method for the treatment of filter debris, dredging and the like waste materials for a final disposal. The task is to treat waste materials containing toxic substances in such a way that they can be assessed as waste of level 1 and, accordingly, permanently deposited on simple household waste landfills. According to the invention, this is achieved by mixing the waste materials with a cohesive matrix material, in particular clay or loam, and mixing this mixture with a capillary material and by catalytic ion exchange the water binding forces of the cohesive material reducing additive material, whereupon the mixture formed into moldings of any depositable Size is pressed. As additional material sulfonated water-soluble oil is used. The waste material is added cohesive material in an amount between 30 and 60 wt .-%, based on the total amount, and the mixture of additive material in an amount between 0.4 and 1.0 l per t cohesive material contained in the mixture. The molds are heat treated at a temperature between 400C and 1400C.

Description

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von Filterstäuben, Baggerschlämmen, wie Hafenschlamm und dgl. Abfallmaterialien für eine Endlagerung.The invention relates to a method for the treatment of filter dusts, dredging sludges, such as harbor sludge and the like. Waste materials for a final disposal.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Die Entsorgung von Staubmaterialien und Schlämmen, beispielsweise Filterstäuben und Baggerschlämmen aus Wasserbauanlagen (Seehäfen) stellt ein erhebliches Problem dar im Hinblick darauf, daß diese Materialien in größeren Anteilen Schadstoffe, insbesondere Schwermetalle (Sn, Pb, Zn, Fe und Cd) enthalten und in die Gruppen „belastete Industrieabfälle" (Stufe 3) oder „SondermüH" (Stufe 4) klassifiziert und damit zur Ablagerung einer Sonderbehandlung unterworfen werden müssen. Bisher erfolgt die Entsorgung derartiger Abfälle in der Weise, daß sie—soweit sie nicht auf entsprechend vorbereiteten und/oder ausgewählten Deponien abgelagert werden, was in der Regel große Vorbereitungs- und Transportkosten verursacht — u.a. mit Zement zu Betonklötzen vergossen werden. Der Nachteil dieser Behandlung liegt einerseits darin, daß der Anteil von Staub- bzw. Abfallmaterial im Formkörper auf einen Gehalt von nur maximal 28Gew.-% beschränkt bleiben muß und andererseits trotz des erheblichen Kostenaufwandes der Einsiegelung der Abfälle in einem Zementkörper eine unbedenkliche Endlagerung nicht möglich ist, weil die Schadmaterialien bzw. Giftstoffe witterungsbedingt aus dem Körper ausgelaugt werden. Auch diese Körper sind daher für die Ablagerung als belastete Industrieabfälle (Stufe 3) zu behandeln, was eine Ablagerung auf Spezialdeponien mit den eingangs dargestellten Nachteilen erforderlich macht.The disposal of dust materials and sludges, such as filter dusts and dredges from hydraulic engineering (seaports) is a significant problem in view of the fact that these materials in larger proportions pollutants, especially heavy metals (Sn, Pb, Zn, Fe and Cd) and in the Classified as "contaminated industrial waste" (level 3) or "special grade" (level 4) and thus subject to special treatment for deposition. So far, the disposal of such waste in such a way that they-unless they are deposited on appropriately prepared and / or selected landfills, which usually causes large preparation and transport costs - u.a. be poured with cement into concrete blocks. The disadvantage of this treatment is on the one hand that the proportion of dust or waste material in the molding must be limited to a content of only 28Gew .-% maximum and on the other hand, despite the considerable cost of sealing the waste in a cement body, a safe disposal not possible is because the pollutants or toxins are leached out of the body due to weather conditions. These bodies, too, are therefore to be treated as contaminated industrial waste (Level 3), which necessitates deposition on special landfills with the disadvantages described above.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die Kosten für die Aufbereitung von Giftstoffe enthaltende Materialien für eine Endlagerung zu senken.The aim of the invention is to reduce the costs for the treatment of toxins containing materials for disposal.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Giftstoffe enthaltende Abfallmaterialien so aufzubereiten, daß sie als Abfälle der Bedenklichkeitsstufe 1 (Hausmüll) bewertet und demgemäß auf einfachen Hausmülldeponien dauerhaft abgelagert werden können.The object of the invention is to treat waste materials containing toxic substances in such a way that they can be assessed as waste of the level of concern 1 (household waste) and accordingly permanently deposited on simple household waste dumps.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Abfallmaterialien mit einem bindigen Matrixmaterial, insbesondere Ton oder Lehm, gemischt, diese Mischung mit einem die Kapillarität sowie durch katalytischen Ionenaustausch die Wasserbindungskräfte des bindigen Materials herabsetzenden Zusatzmaterial versetzt und die gebildete Mischung zu Formkörpern einer beliebigen ablagerungsfähigen Form und Größe gepreßt wird. Dem Abfallmaterial wird bindiges Material in einer Menge zwischen 30 und 60Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge und der Mischung Zusatzmaterial in einer Menge zwischen 0,4 und 1,01 je to, bezogen auf den bindigen Anteil in der Mischung zugesetzt.This is achieved according to the invention by mixing the waste materials with a cohesive matrix material, in particular clay or loam, mixing this mixture with a capillary and catalytic ion exchange reducing the water binding forces of the cohesive material reducing additive and the mixture formed into moldings of any depositable form and Size is pressed. The waste material is added cohesive material in an amount between 30 and 60 wt .-%, based on the total amount and the mixture of filler in an amount between 0.4 and 1.01 per to, based on the cohesive portion in the mixture.

Durch die Erfindung wird ein Verfahren geschaffen, mit dessen Hilfe aus toxisch hochbelasteten Staub- und Schlamm-Abfällen toxisch unbedenkliche Formkörper der Bedenklichkeitsstufe 1 hergestellt werden können, indem sie in eine Matrix aus einem bindigen Material eingebunden und die Wasserbindungskräfte des Matrixmaterial anschließend durch katalytischen Ionenaustausch soweit wie möglich verringert wird. Es wird auf diese Weise eine Wasseraufnahme des Formkörpers, die die Grundlage für das Auswaschen der Schadstoffe darstellen würde, absolut verhindert, wobei als Zusatzmaterial vorteilhaft sulfoniertes wasserlösliches Öl Verwendung findet. Bindige Materialien, die als Matrixmaterial eingesetzt werden^stehen in Form von Ton und Lehm in der Natur in praktisch unbegrenzter Menge zur Verfügung, so daß zu deren Herstellung einThe invention provides a method by means of which highly toxic dust and sludge waste can be used to produce toxically harmless moldings of precariousness level 1 by incorporating them into a matrix of a cohesive material and subsequently extending the water-binding forces of the matrix material by catalytic ion exchange is reduced as possible. It is in this way a water absorption of the molding, which would constitute the basis for the washing out of the pollutants, absolutely prevented, being advantageously used as additional material sulfonated water-soluble oil. Binding materials used as matrix material are available in the form of clay and loam in nature in virtually unlimited quantities, so that their manufacture

wesentlicher Kostenaufwand nicht erforderlich ist. Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist auch darin zu sehen, daß — im Vergleich zu einer Zementmatrix — ein wesentlich höherer Anteil an Staub- bzw. Abfallmaterial — bis zu 70Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge—im Matrixmaterial gebunden werden kann. Darüber hinaus entfallen im Hinblick auf die Ablagerungsfähigkeit des Materials in einer einfachen Hausmülldeponie die bisher erforderlichen großen Transportwege und damit Kosten für den Transport zur Sonderdeponie. Alles in allem ergeben sich — ohne Berücksichtigung von Transportkosten — nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Einsparungen von mehr als 20% der nach der bisherigen Arbeitsweise erforderlichen Kosten.essential expense is not required. Another significant advantage of the method according to the invention is also to be seen in that - compared to a cement matrix - a much higher proportion of dust or waste material - up to 70Gew .-%, based on the total amount-can be bound in the matrix material. In addition, with regard to the ability to deposit the material in a simple household waste landfill accounts for the previously required large transport routes and thus costs for transport to the special landfill. All in all, without taking account of transport costs, the method according to the invention results in savings of more than 20% of the costs required according to the previous method of operation.

Die Formkörper können in gepreßter und luftgetrockneter Form (bei trockener Lagerung) abgelagert werden. Sie werden jedoch zweckmäßig zur weiteren Verbesserung der physikalischen und chemischen Festigkeit bei einerTemperatur zwischen 4000C und 14000C wärmebehandelt, vorzugsweise zwischen 6000C und 900°C hartgebrannt oder-zwischen 11000C und 1 2000C gesintert. Die so entstehenden Formkörper können ohne weiteres in jeder Atmosphäre abgelagert werden.The moldings can be deposited in compressed and air-dried form (in dry storage). However, they are conveniently heat treated to further improve the physical and chemical strength at a temperature between 400 0 C and 1400 0 C, preferably between 600 0 C and 900 ° C hardbaked or sintered between 1100 0 C and 1 200 0 C. The resulting moldings can be readily deposited in any atmosphere.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausfuhrungsbeispielen näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments.

Beispiel 1example 1

Es werden 1 000 kg Filterstaub aus einer Kupolofen-Rauchgasreinigung mit 500 kg trockenem Lehm gemischt und mit wenig Wasser, in dem vor der Zugabe 30OcI sulfoniertes wasserlösliches Öl gelöst worden sind, zu einer homogenen angeteigten Masse gemischt. Die Masse wird anschließend in entsprechenden Formen unter einem Druck von 70 kg/cm2 zu beispielsweise zylindrischen Formkörpern mit einem Durchmesser sowie einer Höhe von jeweils 50 mm verpreßt. Die Formkörper haben nach dem Pressen eine Bruchfestigkeit von 15 kg/cm2, die zur Ablagerung in einer Deponie ausreicht. Ihr Gewicht beträgt ca. 150 g. Es erfolgt anschließend ein Brennvorgang bei einer Temperatur von 13000C über eine Zeit von 5 Min. Die Bruchfestigkeit nach dem Brennen beträgt 20 kg/cm0. Nach kurzzeitigem Eintauchen in Wasser beträgt das Gewicht wiederum ca. 150 g. Eine Veränderung des pH-Wertes von Wasser tritt nicht ein, und zwar weder in stehendem noch in fließendem (im Umlauf umgewälztem) Wasser, woraus erkennbar wird, daß ein Auslösen von löslichen Bestandteilen aus dem Formkörper nicht erfolgt. .It is 1 000 kg of filter dust from a cupola flue gas cleaning mixed with 500 kg of dry clay and mixed with a little water in the prior to the 30OcI sulfonated water-soluble oil have been dissolved to a homogeneous pasty mass. The mass is then pressed in appropriate forms under a pressure of 70 kg / cm 2, for example, cylindrical moldings having a diameter and a height of 50 mm. The moldings have after pressing a breaking strength of 15 kg / cm 2 , which is sufficient for deposition in a landfill. Their weight is about 150 g. There is then a firing at a temperature of 1300 0 C over a period of 5 min. The breaking strength after firing is 20 kg / cm 0 . After a brief immersion in water, the weight is again about 150 g. A change in the pH of water does not occur, neither in standing nor in flowing (recirculating) water, from which it can be seen that a release of soluble components from the molding does not take place. ,

Beispiel 2Example 2

Es werden 1 000 kg Filterstaub aus einer Kupolofen-Rauchgasreinigung mit 1 000 kg trockenem Lehm gemischt und mit wenig Wasser, indem vor der Zugabe 50OcI sulfoniertes wasserlösliches Öl gelöst worden sind, zu einer homogenen angeteigten Masse gemischt. Die Masse wird anschließend in entsprechenden Formen unter einem Druck von 75kg/cm2zu beispielsweise zylindrischen Formkörpern mit einem Durchmesser sowie einer Höhe von jeweils 50 mm verpreßt. Die Formkörper haben nach dem Pressen eine Bruchfestigkeit von 20 kg/cm2, die zur Ablagerung in einer Deponie ausreicht. Ihr Gewicht beträgt ca. 200g. Es erfolgt anschließend ein Brennvorgang bei einer Temperatur von 13000C über eine Zeit von 5 Min. Die Bruchfestigkeit nach dem Brennen beträgt 30 kg/cm0. Nach kurzzeitigem Eintauchen in Wasser beträgt das Gewicht wiederum ca. 200g. Eine Veränderung des pH-Wertes von Wasser tritt nicht ein, und zwar weder in stehendem noch in fließendem (im Umlauf umgewälztem) Wasser, woraus erkennbar wird, daß ein Auslösen von löslichen Bestandteilen aus dem Formkörper nicht erfolgt.1 000 kg of filter dust from a cupola flue gas cleaning is mixed with 1000 kg of dry clay and mixed with a little water by dissolving 50% of sulphonated water-soluble oil prior to the addition, to form a homogeneous pasty mass. The mass is then pressed in appropriate forms under a pressure of 75 kg / cm 2, for example, cylindrical shaped articles having a diameter and a height of 50 mm. The moldings have after pressing a breaking strength of 20 kg / cm 2 , which is sufficient for deposition in a landfill. Their weight is about 200g. There is then a firing process at a temperature of 1300 0 C over a period of 5 min. The breaking strength after firing is 30 kg / cm 0 . After a brief immersion in water, the weight is again about 200g. A change in the pH of water does not occur, neither in standing nor in flowing (recirculating) water, from which it can be seen that a release of soluble components from the molding does not take place.

Beispiel 3Example 3

3000 kg Baggerschlamm (Hafenschlamm) mit einem Feststoffanteil von 30%, (das entspricht 900 kg) werden mit2200kg trockenem Ton verrührt und in die gebildete Slurry wird 1,41 sulfoniertes wasserlösliches Öl eingerührt. Durch Zugabe des sulfonierten Öls tritt unmittelbar eine Entionisierung der ionisierten Bestandteile ein mit der Wirkung, daß sich die Feststoff bestandteile innerhalb einer Zeit von etwa 12 Stunden schichtenweise unter Austreibung des Wassers absetzen, wobei die unterste Schicht von den sandigen und die darüberlagernde Schicht von den übrigen Bestandteilen gebildet ist. Hierbei . lagern sich die Schwermetalle, die in diesem Falle insbesondere von Cadmium gebildet sind, quantitativ an den Lehmpartikeln an. Nach Dekantieren bzw. Abpumpen des Wassers wird die die Schadstoffe enthaltende Lehmschicht in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise zu Formkörpern yerpreßt und anschließend bei einerTemperatur von 7000C hartgebrannt. Die Bruchfestigkeit der auf diese Weise gebildeten Formkörper beträgt in diesem Falle 25kg/mm2.3000 kg dredging sludge (harbor sludge) with a solids content of 30% (corresponding to 900 kg) are stirred with 2200 kg dry clay and into the formed slurry is stirred 1.41 sulfonated water-soluble oil. By adding the sulfonated oil, a deionization of the ionized constituents occurs immediately, with the effect that the solid constituents settle in layers over a period of about 12 hours to expel the water, the lowest layer of the sandy and the overlying layer of the remaining Components is formed. Hereby. The heavy metals, which in this case are formed in particular by cadmium, accumulate quantitatively on the clay particles. After decanting or pumping off the water, the clay layer containing the pollutants is pressed in the manner described in Example 1 into moldings and then hardburned at a temperature of 700 0 C. The breaking strength of the shaped bodies formed in this way is in this case 25 kg / mm 2 .

Claims (4)

1. Verfahren zur Aufbereitung von Filterstäuben, Baggerschlämmen, wie Hafenschlamm und dgl. Abfallmaterialien für eine Endlagerung, dadurch gekennzeichnet, daß die Abfallmaterialien mit einem bindigen Matrixmaterial, insbesondere Ton oder Lehm, gemischt, diese Mischung mit einem die Kapillarität sowie durch katalytischen Ionenaustausch die Wasserbindungskräfte des bindigen Materials herabsetzenden Zusatzmaterial versetzt und die gebildete Mischung zu Formkörpern einer beliebigen ablagerungsfähigen Größe gepreßt wird.1. A process for the preparation of filter dusts, dredging sludges, such as harbor sludge and the like. Waste materials for a final disposal, characterized in that the waste materials with a cohesive matrix material, especially clay or clay, mixed, this mixture with a capillarity and by catalytic ion exchange, the water binding forces added to the cohesive material reducing additive material and the mixture formed is pressed into moldings of any storable size. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper bei einer Temperatur zwischen 4000C und 14000C wärmebehandelt, vorzugsweise zwischen 600°C und 9000C hartgebrannt oder zwischen 11000C und 1 2000C gesintert werden.2. The method according to claim 1, characterized in that the shaped bodies at a temperature between 400 0 C and 1400 0 C heat treated, preferably between 600 ° C and 900 0 C hard burned or between 1100 0 C and 1 200 0 C sintered. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet/daß als Zusatzmaterial sulfoniertes wasserlösliches Öl verwendet wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that / sulfonated water-soluble oil is used as additional material. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Abfall material bindiges Material in einer Menge zwischen 30 und 60Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge und der Mischung Zusatzmaterial in einer Menge zwischen 0,4 und 1,01 je to. bezogen auf den bindigen Anteil in der Mischung, zugesetzt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the waste material cohesive material in an amount between 30 and 60Gew .-%, based on the total amount and the mixture of filler in an amount between 0.4 and 1.01 each to. based on the cohesive portion in the mixture is added.
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