DE10000709A1 - Verfahren zur Behandlung von Chrom(VI)-haltigen Rückständen - Google Patents
Verfahren zur Behandlung von Chrom(VI)-haltigen RückständenInfo
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Abstract
Um den Chrom(VI)-Gehalt von Rückständen aus chemischen, metallurgischen und Verbrennungsprozessen zu senken, wird der Rückstand mit einem oder mehreren der Stoffe Eisensulfat, Eisenchlorid, Eisenammoniumsulfat und Mangansulfat versetzt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von
Chrom(VI)-Verbindungen enthaltenden Rückständen aus
chemischen, metallurgischen und Verbrennungsprozessen.
Bei der Verbrennung, insbesondere von Hausmüll,
Industriemüll, Sondermüll und Abfallholz, fallen als
Rückstände beispielsweise Ofenausträge, Zyklonaschen,
Filterstäube, Flugstäube oder dergleichen an, die je nach
Verbrennungstemperaturen und Sauerstoffpotentialen mit
Chrom(VI)-Verbindungen belastet sind, da sich Chrom-
Verbindungen aufgrund ihrer geringen Flüchtigkeit in den
Rückständen anreichern. Durch die Belastung der Rückstände
mit Chrom(VI)-Verbindungen ist die Entsorgung der
Rückstände wegen ihrer hohen Toxizität mit erheblichen
Problemen verbunden. Eine Deponierung der Rückstände auf
Hausmüll-Deponien kommt in aller Regel wegen der
Überschreitung der zulassigen Grenzwerte für Chrom(VI)
nicht in Betracht, so daß Chrom(IV)-haltige Rückstände
überwiegend auf Sondermüll-Deponien oder in Untertage-
Deponien entsorgt werden müssen; eine derartige Entsorgung
ist jedoch mit hohen Kosten verbunden. Nach DIN 38414, Teil
4 beträgt die zulässige Konzentration von Chrom(VI) in
Eluaten von Abfällen 0,1 mg/l bzw. der löslichen Anteil pro
kg Abfall 1,0 mg.
Es besteht zwar die Möglichkeit, Chrom(VI)-Verbindungen
enthaltende Rückstände mit ein großes Reduktionspotential
aufweisenden Chemikalien, durch die das (VI)-wertige Chrom
in (III)-wertiges Chrom umgewandelt wird, zu behandeln,
wobei als Reduktionsmittel vorzugsweise Natriumthiosulfat
(Na2S2O3), Natriumdisulfit (Na2S2O5) und Natriumdithionit
(N2S2O4) einsetzbar sind. Diese Reduktionsmittel sind nicht
nur teuer, sondern besitzen auch selbst eine große
Toxizität, d. h., diese Reduktionsmittel müssen beim
Einsatz vollständig umgesetzt werden. Das ist i. a. jedoch
nicht möglich, da stets eine geringe Menge nicht reagierte
Reduktionsmittel im Rückstand verbleibt, was im Falle der
Lagerung der Rückstände auf Deponien unter dem Einfluß von
saurem Regen zur Entwicklung von H2S-Gas führen kann.
Im Zusammenhang mit der Reduzierung des Chrom(VI)-Gehalts
in Rückständen sind naßmechanische und thermische Verfahren
bekannt. Bei den naßmechanischen Verfahren ergeben sich
erhebliche Probleme bei der Abwasserentsorgung. Der Einsatz
solcher Verfahren für die Behandlung von Chrom(VI)-haltigen
Rückständen kommt wegen der hohen Kosten für die
Abwasserreinigungsanlagen praktisch nicht in Betracht. Die
thermische Behandlung von Chrom(VI)-haltigen Rückständen
muß bei Temperaturen von < 300°C in inerter oder
Stickstoff-Atmosphäre durchgeführt werden; eine Behandlung
in oxidierender Atmosphäre ist jedoch nicht möglich, da
Chrom(VI) stabil ist und eventuell Chrom(III) in Chrom(VI)
umgewandelt wird. Wegen der mit dem Betrieb des thermischen
Verfahrens verbundenen hohen Kosten gelangt dieses
Verfahren in der Praxis nicht zur Anwendung.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
Verfahren bereitzustellen, mit dem der Chrom(VI)-Gehalt von
Rückständen von chemischen, metallurgischen und
Verbrennungsprozessen mit einem relativ geringen Aufwand
auf Werte von < 0,1 mg/l Eluat bzw. < 1 mg/kg im Rückstand
absenkbar ist.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die im Anspruch 1
wiedergegebenen Merkmale, wobei n = 1 bis 7 ist.
Vorzugsweise Ausgestaltungen dieser Merkmale sind in den
Ansprüchen 2 bis 7 wiedergegeben.
Zur Beschleunigung der Reaktion zwischen Zusatzstoff und
Rückstand wird ein alkalisches Milieu bevorzugt. Darüber
hinaus wird die Reaktion beschleunigt, wenn der Rückstand
in wäßriger Lösung vorliegt.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit großem Vorteil
betreiben, wenn als Zusatzstoff Eisenfultat (FeSO4 . nH2O),
das als Abfallprodukt bei chemischen oder metallurgischen
Prozessen anfällt, eingesetzt wird.
In vorteilhafter Weise lassen sich die nach der Erfindung
behandelten Chrom(VI)-armen Rückstände, beispielsweise
durch Agglomeration zu Pellets verarbeiten, die als
Baumaterialien Verwendung finden können.
Die Erfindung ist nachstehend durch zwei
Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Es werden 1000 kg Rückstand aus einer Altholz-
Verbrennungsanlage mit einem Chrom(VI)-Gehalt von 3 mg/kg
und einem pH-Wert 10 mit (bezogen auf den Rückstand) 0,8 Gew.-%
FeSO4 . 7H2O in einem Lödige-Mischer unter Zugabe
von soviel Wasser gemischt, daß der Feuchtigkeitsgehalt der
Mischung 7% beträgt. Anschließend wird in den in der
nachstehenden Tabelle 1 angegebenen Zeitabständen jeweils
eine Rückstandsprobe gezogen und gemäß DIN 38414, Teil 4
einem Laugungstest unterworfen. Dabei wird 100 g
getrockneter Rückstand in einer 2000 ml fassenden
Weithalsflasche eingewogen und mit einem Liter
destilliertem Wasser versetzt. Die Weithalsflasche wird zur
Eluat-Bildung 24 Stunden lang langsam über Kopf gedreht und
geschüttelt, um den Chrom(VI)-Gehalt aus dem Rückstand
herauszulösen.
Danach wird der ungelöste Rückstand durch Filtration
abgetrennt und im verbleibenden Eluat gemäß DIN 38405, Teil
24 der Chrom(VI)-Gehalt bestimmt. Wie aus Tabelle 1 zu
entnehmen ist, läßt sich bereits nach 10 Minuten
Reaktionszeit der Chrom(VI)-Gehalt im Eluat auf 0,01 mg/l
und im Rückstand auf 0,1 mg/kg senken. Der erfindungsgemäß
behandelte Rückstand läßt sich problemlos auf Deponien
lagern oder kann beispielsweise zu wiederverwertbaren
Pellets agglomeriert werden.
Es werden 1000 g Rückstand aus einer Hausmüll-
Verbrennungsanlage mit einem Chrom(VI)-Gehalt von 2 mg/kg
in einem 5000 ml fassenden Becherglas mit Kalkmilch bis zur
Einstellung eines pH-Werts 10 gerührt und 0,2 Gew.-%
Ferrogranul (FeSO4 . 6H2O) zugegeben. Nach einer weiteren
Rührdauer von 30 Minuten wird der ungelöste Rückstand
abfiltriert. In dem gebildeten Eluat wird der Chrom(VI)-
Gehalt zu < 0,01 mg/l festgestellt. Der Filterrückstand
wird getrocknet und dem Laugungstest gemäß DIN 38414, Teil
4 unterzogen. Dabei ergibt sich ein Chrom(VI)-Gehalt im
Eluat < 0,01 mg/l.
Claims (9)
1. Verfahren zur Behandlung von Chrom(VI)-Verbindungen
enthaltenden Rückständen aus chemischen, metallurgischen
und Verbrennungsprozessen, dadurch gekennzeichnet, daß
die mit wenigstens einem Zusatzstoff, ausgewählt aus
Eisensulfat (FeSO4 . nH2O), Eisenchlorid (FeCl2),
Eisenammoniumsulfat [Fe(NH4)2(SO2)2 . nH2O] und
Mangansulfat (MnSO4) versetzten Rückstände in einem
Milieu mit einem pH-Wert < 4 gemischt werden, wobei
n = 1 bis 7 ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mischung bei Temperaturen von 10 bis 300°C
konditioniert wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Menge des Zusatzstoffs 0,01
bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 5 Gew.-%,
beträgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das Milieu auf einen ph-Wert <
6, vorzugsweise 8 bis 12, eingestellt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß der Rückstand mit Wasser
gemischt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet,
daß nach der Behandlung im alkalischen Milieu die
Chrom(VI)-Verbindungen von den Rückständen durch
Filtrieren abgetrennt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Behandlung der Rückstände
unmittelbar nach dem Austrag erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß als Zusatzstoff das bei
chemischen oder metallurgischen Prozessen anfallende
Eisensulfat (FeSO4 . nH2O) eingesetzt wird.
9. Verwendung der nach dem Verfahren nach einem der
Ansprüche 1 bis 8 erzeugten Rückstände zur
Herstellung von Pellets oder Geröll.
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EP1123719A2 (de) | 2001-08-16 |
EP1123719A3 (de) | 2001-09-12 |
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