DE102008045289A1

DE102008045289A1 - Metallurgisches Verfahren zur gleichzeitigen energetischen und stofflichen Verwertung von Abfällen

Info

Publication number: DE102008045289A1
Application number: DE200810045289
Authority: DE
Original assignee: Mallon, Joachim, Dipl.-Phys.; Schaaf, Michael; Scheidig, Klaus, Dr.-Ing.
Current assignee: INGITEC ENGINEERING GMBH, DE
Priority date: 2008-09-02
Filing date: 2008-09-02
Publication date: 2010-03-04

Abstract

Metallurgisches Verfahren zur gleichzeitigen energetischen und stofflichen Verwertung von anorganischen und/oder organischen Abfällen mit einem hohen Heizwert und Wertstoffgehalt in einem Verfahrensschritt bei Minimierung der notwendigen verfahrenstechnischen, anlagetechnischen, produktionsorganisatorischen und somit wirtschaftlichen Aufwendungen zur Aufbereitung der Einsatzstoffe und des Zeitaufwandes für Auslagerungsprozesse, speziell für die hydraulischen Abbindeprozesse, bei dem die Materialbindung bewirkenden Abfälle, wie beispielsweise Tiermehl, als Bindemittel allein oder in Kombination mit einem geringen Anteil von hydraulischem Bindemittel und/oder einem Magerungsmittel, bspw. Aschen, mit weiteren heizwert- und/oder wertstoffreichen, anorganischen und/oder organischen Abfällen, wie z.B. Klärschlamm und/oder staub- bis körnigen Holzabfällen vermischt und als Formlinge oder Briketts unter Nutzung bekannter metallurgischer Verfahrenstechniken in Kupolöfen, Sauerstoff-Kupolöfen, Schacht-Schmelzvergasern, Hochtemperatur-Sauerstoff-Schmelzvergasern oder ähnlichen metallurgischen Aggregaten als Schüttung eingesetzt werden. Es entstehen ein heizwertreiches Ofengas, eine wertstoffreiche, beispielsweise phosphorreiche, flüssige Schlacke und eine flüssige, als Schwermetallsenke wirkende Metalllegierung.

Description

Die Erfindung betrifft ein metallurgisches Verfahren zur gleichzeitigen energetischen und stofflichen Verwertung von anorganischen und/oder organischen Abfällen durch Erzeugung von energiereichen Gasen bei gleichzeitiger Rückgewinnung von Wertstoffen in einem Verfahrensschritt.
Allgemein bekannt ist, dass die Wirtschaftlichkeit von Recyclingprozessen primär von den aktuellen Anforderungen des Umweltschutzes und der Bedarfsentwicklung, sprich von den Weltmarktpreisen für Rohstoffe und Energie, abhängt. Daher ist eine gleichzeitige energetische und stoffliche Verwertung in möglichst einem Verfahrensschritt wesentliches Kriterium für das wirtschaftliche und umweltschonende Recycling von mehr oder weniger heizwertreichen anorganischen und/oder organischen, beispielsweise phosphorreichen, Abfällen. Einer der bedeutendsten Abfallströme ist der bei der Abwasseraufbereitung anfallende Klärschlamm, der derzeit in Deutschland mit mehr als 8 Mio t/a (25% Trockensubstanz) ein beachtliches energetisches wie auch nährstoffliches Potential darstellt. Etwa 2/3 dieser Menge werden in der Landwirtschaft und im Landbau stofflich verwertet, wobei das energetische Potential des Klärschlamms ungenutzt bleibt. Das restliche Drittel wird energetisch genutzt, wobei die stoffliche Nutzung, z. B. das Recycling des in der Asche enthaltenen Phosphors, ausgeschlossen ist. Eine Ausnahme bildet die Monoverbrennung von Klärschlamm, bei der eine Asche anfällt, die eine für Recycling-Prozesse geeignete P₂O₅-Konzentration aufweist. Bisher gibt es aber noch kein wirtschaftlich arbeitendes Verfahren zum P-Recycling aus Klärschlamm oder aus Klärschlamm-Asche [Pinnekamp, J., et al: Möglichkeiten und Grenzen der P-Rückgewinnung bei der Abwasser- und Abfallentsorgung. Proc. Internat. Klärschlamm-Symposium. Fürstenfeld, 30. Juni – 02. Juli 2008, S. 121–129].
Nach DE 102 17 956 84 wird ein wirtschaftlich durchführbares Verfahren zur Phosphor-Rückgewinnung aus organischen Abfallstoffen beansprucht, bei dem die aus dem Betrieb von Kupolöfen, Sauerstoff-Kupolöfen, Schacht-Schmelzvergasern, Hochtemperatur-Sauerstoff-Schmelzvergasern oder ähnlichen Aggregaten bekannten metallurgischen Verfahrenstechniken eingesetzt werden. Die in bekannter Form, d. h. durch Feinmahlung oder Kompaktierung, bspw. mittels Verpressung, d. h. bspw. durch Hochdruckpressen und/oder Bindemittelzugabe vorzugsweise mineralischer hydraulischer Binder, zu Formlingen oder Brikett aufbereiteten Abfallstoffe werden unter Zugabe von Kalk oder anderen CaO-haltigen Stoffen unter reduzierenden Bedingungen zu einer flüssigen Schlacke mit einen SiO₂-Gehalt von mindestens 10% und einem CaO/SiO₂-Verhältnis größer 1,05 und einer flüssigen Metalllegierung geschmolzen. Zusammen mit den phosphorhaltigen Abfallstoffen können noch Eisen oder eisenhaltige Abfälle, dosiert in Abhängigkeit von den in den phosphorhaltigen Abfällen enthaltenen hoch schmelzenden Schwermetallen, oder weitere phosphorhaltige Erze oder andere phosphorhaltige Rohstoffe oder Zwischenprodukte eingeschmolzen oder fein gemahlen in die Hochtemperaturzone des Schmelzaggregates eingedüst oder der flüssigen Schlacke während des Abstichs oder nach dem Abstich in die Pfanne zugegeben werden. Als Reduktionsmittel kommt Koks, der vollständig oder teilweise durch Holzkohle oder andere kohlenstoffhaltige Stoffe ersetzt werden kann, zum Einsatz. Die erschmolzene Schlacke wird trocken oder nass granuliert und danach fein gemahlen. Durch den Einsatz von Heißwind, sauerstoffangereichertem Heißwind und/oder technisch reinem Sauerstoff werden Prozesstemperaturen bis zu 2000°C erreicht. Die Einsatzstoffe werden unter reduzierenden Bedingungen geschmolzen, d. h. Metalloxide werden weitgehend reduziert. Hochschmelzenden Schwermetalle (z. B. Fe, Cu, Cr, Ni) finden sich vollständig oder überwiegend als Bestandteile einer Metalllegierung wieder, die sich aus den in den Einsatzstoffen enthaltenen Metallen, unterstützt durch Zugabe von Eisen oder eisenhaltigen Abfällen, bildet und somit als Schwermetallsenke fungiert. Niedrig schmelzende Metalloxide werden reduziert, und daraus entstehende bzw. bereits vorhandene Metalle (z. B. Zink, Cd, Hg) verdampfen. Die restlichen, in der Schlacke verbleibenden Oxide sind eluatsicher in der glasig erstarrten Schlackenmatrix eingebunden und die mit den Abfallstoffen eingebrachten pathogenen Keime und organischen Schadstoffe werden durch das reduzierende Schmelzen bei Temperaturen bis zu 2000°C ebenfalls zerstört. Unter Kalkzugabe wird so eine als Schlackemehl aufbereitete und als Langzeitdünger geeignete Kalk-Phosphatschlacke erzeugt, die wegen der hohen Zitronensäurelöslichkeit der enthaltenen Phosphorverbindungen der früher im Thomaskonverter erzeugten Schlacke ähnelt (Thomasmehl und Hüttenkalk. Hütte. Verlag W. Ernst & Sohn, 5. Aufl., Berlin 1961, S. 588–589).
Nachteilig ist, dass die für gute wirtschaftliche Effekte erforderliche und gewollte prozesstechnisch gleichzeitige energetische und stoffliche Verwertung von anorganischen und/oder organischen Abfällen mit einem hohen Heizwert bei gleichzeitiger Wertstoffgewinnung in möglichst einem Verfahrensschritt nicht erfolgt, die notwendigen verfahrenstechnischen, anlagetechnischen, produktionsorganisatorischen und wirtschaftlichen Aufwendungen zur Aufbereitung der Einsatzstoffe durch Kompaktierung zu vorzugsweise hydraulisch gebundenen Formlingen oder Briketts sowie der Zeitaufwand für die notwendigen Auslagerungsprozesse, speziell notwendig bei hydraulischen Abbindeprozessen, aufwendig sind und deshalb die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens gemindert wird.
Nach DE 102 24 077 B4 wird ein Verfahren zur kostengünstigen und technisch einfachen thermischen Behandlung und stofflichen Verwertung von Klärschlamm beansprucht, bei dem die bisher notwendige indirekte und/oder direkte Trocknung, die Zerkleinerung und das Einblasen von Klärschlamm-Stäuben entfallen können.
Der stichfest aus den Kläranlagen für kommunale und/oder industrielle Wässer stammende Klärschlamm mit einer Feuchte von bis zu 85% wird, bezogen auf die feuchte Masse Klär schlamm, mit bis 5% Zement, bis 5% Kalk und bis 6% Zuschlagstoffen vermischt, in Formen zu Formkörpern mit einer Schacht-Schmelz-Ofen gerechten Größe verstampft oder geringfügig verpresst, danach ausgelagert und nach einer Aushärtezeit bis zur Einstellung der Gattierungs- und Thermofestigkeit dem Schacht-Schmelz-Ofen zugeführt, in diesem nachfolgend stufenweise durch geregelte Verbrennungsmittelzufuhr und/oder geregelte Zufuhr anderer fester und/oder flüssiger und/oder gasförmiger Stoffe in einer oder mehreren über die Höhe der Schüttsäule des Schacht-Schmelz-Ofens oder Schacht-Schmelz-Vergasers unterschiedlichen Ebenen getrocknet, vergast, zu einem brennbaren Ofengas umgesetzt und reduzierend zu einem schmelzflüssigen Metall und einer flüssigen, nach der Erstarrung nichteluierbaren Schlacke aufgeschmolzen. Die im Klärschlamm enthaltene Feuchte wird vorteilhafterweise als „Anmachwasser” zur Initialisierung der hydraulischen Bindung genutzt. Es entfällt der gesamte apparative und Kostenaufwand für die Trocknung, die Zerkleinerung bis zum Staub und zum Einblasen des staubförmigen Klärschlammes in den Schacht-Schmelz-Ofen. Verfahrenstechnisch sind Formlinge mit hohen Restfeuchten größer 20% einsetz-, thermisch behandel- oder stofflich verwertbar.
Nach DE 101 35 623 A1 wird ein Verfahren zur mechanischen und hygienischen Stabilisierung von wasserhaltigen organischen Materialien oder von wasserhaltigen Materialien mit organischen Bestandteilen, wie beispielsweise Klärschlämmen oder Schlachtabfällen, vorzugsweise unter Zusatz von organischen und/oder anorganischen Strukturmaterialien beansprucht, dass durch die Zudosierung von die Aushärtung der Ausgangsmaterialien verursachenden Zuschlagstoffen wie beispielsweise Kalk, durch das homogene Vermischen mit nachgeschalteter Formgebung unter Zuhilfenahme von Hüllmaterialien, durch die Aushärtung und durch Trocknung des stückigen Materials mit mindesten 0,5 l Rauminhalt auf einem losen Haufwerk, auch überdacht, und/oder unter Zuhilfenahme von Gebläsen und/oder unter Wärmezufuhr charakterisiert ist. Die Zuschlagstoffe reagieren mit dem Wasseranteil exotherm über Hydratation, wobei vorzugsweise eine pH-Wert-Steigerung der Mischung verursacht wird. Das so hergestellte Material wird in Verbrennungsanlagen, vorzugsweise Rostfeuerungsanlagen, thermisch verwertet oder in Vergasungsanlagen zu Synthesegas weiterverarbeitet.
Nachteilig ist bei den beanspruchten Lösungen entsprechend DE 102 24 077 B4 und DE 101 35 623 A1 , dass verfahrenstechnisch nicht berücksichtigt ist, dass abhängig von den Aufkommensquellen und vom Aufkommenszeitpunkt der Feuchteanteil der zu verarbeitenden Klärschlämme schwankt und nur durch die Zugabe von optimalen Mengen feuchtigkeitsregulierender, d. h. feuchtebindender Zusatzstoffe die Feuchte der Mischungen so eingestellt werden kann, dass einerseits mit dem zugegebenen hydraulischen Bindemittel, bspw. Zement, eine optimale hydraulische Bindung initialisiert wird und andererseits die Verarbeitung der Mischung zum Formling oder Brikett technologisch einfach möglich ist. Sowohl der prüf technische als auch der aus den Feuchtschwankungen resultierende verfahrenstechnische und produktionsorganisatorische Aufwand ist sehr hoch, was die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens beeinträchtigt.
Nach DE 201 08 815 U1 wird ein durch Verwalzung als Preßling, Pellet oder Brikett hergestellter Festbrennstoff auf Basis organischen Materials, insbesondere für industrielle Feuerungsanlagen wie bspw. Kraftwerke, Brennöfen oder Verbrennungsöfen, beansprucht, der im wesentlichen aus Tiermehl und zumindest einem kohlenstoffhaltigen und/oder mineralischen und/oder metallhaltigen Zuschlagstoff, d. h. insbesondere Kohlenstaub und/oder Sägemehl und/oder Gips und/oder Zellulose und/oder Spuckstoffe und/oder Deinkingschlamm und/oder Klärschlamm und/oder Kunststoff und/oder Denaturierungsmittel und/oder Vergällungsmittel und/oder Metallstaub mit einer Konzentration des Metallstaubes oder einer Mischung aus mehreren Metallstäuben zwischen 0,5 bis 4 Vol.-% besteht. ”Die Gesamtkonzentration vom Zuschlagstoff liegt im Festbrennstoff zwischen 0,5 bis 20. Vol.-%. Dabei ist mindestens ein Zuschlagstoff mit dem Tiermehl innig vermischt, wobei der Festbrennstoff, insbesondere Wasser und/oder ein kohlenstoffhaltiges, insbesondere brandbeschleunigendes Fluid enthält. Der Festbrennstoff liegt nach der Verwalzung in pulverförmiger, körniger oder breiiger Konsistenz vor, so dass die in ihm enthaltenen Tiermehlproteine bei der Verbrennung sicher zerstört werden und weder im Abluftstrom noch in der Asche solche Proteine enthalten sind.
Nachteilig ist, dass der Festbrennstoff, im wesentlichen zu 80 Vol.-% aus Tiermehl bestehend, nur für die thermische Verwertung bis zur Erzeugung einer von Tiermehlproteinen freien Verbrennungsasche hergestellt, aber nicht für die stoffliche Verwertung durch Reduktion von Wertstoffen bei Temperaturen bis 2000°C durch Bildung einer wertstoffreichen Schlacke und Schmelze vorgesehen ist.
DE 101 12 345 A1 beansprucht ein Verfahren zur Herstellung von Brennstoffen aus Tiermehl mit einem Aschegehalt kleiner 50 Gew.-%, bei dem 30–50 Gew.-% mittels Drucksterilisation auf einen Wassergehalt von 40–80 Gew.-% getrocknete Schlachtabfälle oder deren Mischungen und 5–20 Gew.-% Klärschlamm mit 30–50% Tiermehl unter Zusatz von bis zu 20 Gew.-% brennbarer Zuschlagkomponenten intensiv vermischt und unter anschließender Verfestigung zu einem festem Brennstoff mit einem Feuchtegehalt von 2–4 Gew.-% und einem Aschgehalt von 30–45 Gew.-% unter Zugabe eines Bindemittels von bis zu 50%-iger wässriger Dispersion aus Acrylester-Copolymerisat und/oder Zugabe von bis 1,0 Gew.-% Sandfangrückstand, bis 2,0 Gew.-% verschmutzte Folie und bis 10,0 Gew.-% Tierfett getrocknet und zu Pellets oder Granulat geformt werden.
Nachteilig ist der Einsatz des für die Schlackenbildung in koksgefeuerten Kupolöfen, Sauerstoff-Kupolöfen, Schacht-Schmelzvergasern, Hochtemperatur-Sauerstoff-Schmelzvergasern oder ähnlichen Aggregaten nicht geeigneten chemischen Binders copo lymerisiertes Acrylester, wobei Acrylester Schmelztemperaturen von ca. 100°C aufweist, wodurch eine Thermofestigkeit der Pellets in Bereichen größer 1200°C offensichtlich nicht realisierbar ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein metallurgisches Verfahren zu schaffen, bei dem die gleichzeitige energetische und stoffliche Verwertung von anorganischen und/oder organischen Abfällen mit einem hohen Heizwert bei gleichzeitiger Wertstoffgewinnung erfolgt sowie die notwendigen verfahrenstechnischen, anlagetechnischen, produktionsorganisatorischen und somit wirtschaftlichen Aufwendungen zur Aufbereitung der Einsatzstoffe durch Kompaktierung zu Formlingen oder Briketts mit für Kupolöfen, Sauerstoff-Kupolöfen, Schacht-Schmelzvergasern, Hochtemperatur-Sauerstoff-Schmelzvergasern oder ähnlichen Aggregaten ausreichender Therrmofestigkeit und der Zeitaufwand für die Auslagerungsprozesse, speziell für die hydraulischen Abbindeprozesse, minimiert werden.
Zur Lösung der Aufgabe werden Materialbindung bewirkende heizwert- und/oder wertstoffreiche Abfälle, wie beispielsweise Tiermehl, als Bindemittel allein oder in Kombination mit einem geringen Anteil von hydraulischem Bindemittel und/oder einem Magerungsmittel, bspw. Aschen, mit weiteren heizwert- und/oder wertstoffreichen, anorganischen und/oder organischen Abfällen, wie z. B. Klärschlamm und/oder staubförmigen bis körnigen Holzabfällen vermischt, danach zu Formlingen oder Briketts ausgeformt und/oder verpresst oder extrudiert und/oder durch andere geeignete Verfahrensschritte kompaktiert, danach gelagert und zur beabsichtigten gleichzeitigen energetischen und stofflichen Verwertung in einem Verfahrensschritt unter Nutzung bekannter metallurgische Verfahrenstechniken in Kupolöfen, Sauerstoff-Kupolöfen, Schacht-Schmelzvergasern, Hochtemperatur-Sauerstoff-Schmelzvergasern oder ähnlichen metallurgischen Aggregaten als Schüttung eingesetzt. Beim Absinken der in Summe aus Koks und/oder Koksersatzstoffen, nach schmelz- und vergasungstechnologischen Gesichtspunkten wahlweise zugegebenen oder nichtzugegebenen mineralischen und/oder metallischen Zuschlägen und den Formlingen und/oder Brikett bestehenden Schüttung erfolgt ein Trocknen, Aufheizen, Vergasen und Aufschmelzen, wobei abhängig von der Zusammensetzung der die Schüttung bildenden Formlinge oder Briketts durch die im metallurgischen Aggregat existenten Reduktionszone gleichzeitig ein heizwertreiches Ofengas, eine wertstoffreiche, beispielsweise phosphorreiche, flüssige Schlacke und eine flüssige, als Schwermetallsenke wirkende Metalllegierung entstehen.
Vorteilhafterweise werden dadurch die wirtschaftlichen Aufwendungen zur Aufbereitung der Einsatzstoffe durch Kompaktierung zu Formlingen oder Briketts mittels hydraulischer Bindung mit den nachfolgend notwendigen zeitaufwendigen Auslagerungsprozessen minimiert, gleichzeitig das Wertstoffausbringen, beispielsweise das Phosphorausbringen, in den erschmolzenen Schlacken erhöht und energetisch nachnutzbare Ofengase mit höherem Heizwert erzeugt. Weiter vorteilhaft ist, dass durch die Kombination der als Bindemittel zu gemischten Anteile von heizwert- und/oder wertstoffreichen Abfällen, allein oder in Kombination mit einem geringen Anteil von hydraulischem Bindemittel und/oder einem Magerungsmittel, bspw. Aschen, mit weiteren heizwert- und/oder wertstoffreichen, anorganischen und/oder organischen Abfällen, der Feuchtegehalt der entstehenden Mischung gut regulierbar ist und somit die Kompaktierungsbedingungen optimierbar sind.
Das Verfahren wird nachfolgend am Beispiel der gleichzeitigen Phosphor-Rückgewinnung aus organischen und anorganischen Abfallstoffen und Erzeugung von einem heizwertreichen Ofengas in einem mit Sauerstoff und Heißwind betriebenen Schacht-Schmelz-Vergaser erläutert.
Ziel des beanspruchten Verfahrens ist es, in einem Verfahrensschritt Klärschlamm (TS = 25%) gleichzeitig thermisch zur Erzeugung eines heizwertreichen Ofengases und stofflich zur Phosphorrückgewinnung in einem mit Koks gefeuerten und mit Sauerstoff und Heißwind betriebenen Schacht-Schmelz-Vergaser zu verwerten.
Zur Reduzierung des Zeitaufwandes für die Auslagerung von ursprünglich aus Klärschlamm und Zement hergestellten Formlingen wurde anspruchsgemäß als Bindemittel für die Formlinge Tiermehl eingesetzt. Die so hergestellten Formlinge enthielten 64 Gew.-% Klärschlamm; 32 Gew.-% Tiermehl und 4 Gew.-% Holzmehl, gerechnet als TM. Der verwendete Klärschlamm enthielt Steinkohlestaub (12,5 Gew.-%) und Shredderleichtfraktion-Flusen (12,5 Gew.-%). Die durch leichte Verpressung hergestellten Formlinge zeigten abhängig vom Volumen bereits nach 5 bis 10 Tagen eine ausreichende Sturzfestigkeit und eine Restfeuchte kleiner 15%, welche ausreichend für den Einsatz im Schacht-Schmelz-Vergaser sind. Der Schacht-Schmelz-Vergaser wurde mit 10 kg/h Kalkstein, 50 kg/h Koks, 1000 Nm³/h Heißwind und 297 Nm³/h Sauerstoff zur stofflichen und energetischen Verwertung von 1 t/h Formlinge betrieben.
Durch das schrittweise Trocknen, Aufheizen, Vergasen und Aufschmelzen entstehen pro Stunde und Tonne eingesetzter Formlinge 2300 Nm³ _feucht heizwertreiches Ofengas mit 10,5% H₂ und 19% CO, 211 kg durchgeschmolzene phosphorreiche Schlacke (16,4% P₂O₅) und 19 kg Metalllegierung, die als Schwermetallsenke wirkte.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 1021795684 [0003]
- DE 10224077 B4 [0005, 0008]
- DE 10135623 A1 [0007, 0008]
- DE 20108815 U1 [0009]
- DE 10112345 A1 [0011]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

- Pinnekamp, J., et al: Möglichkeiten und Grenzen der P-Rückgewinnung bei der Abwasser- und Abfallentsorgung. Proc. Internat. Klärschlamm-Symposium. Fürstenfeld, 30. Juni – 02. Juli 2008, S. 121–129 [0002]
- Thomasmehl und Hüttenkalk. Hütte. Verlag W. Ernst & Sohn, 5. Aufl., Berlin 1961, S. 588–589 [0003]

Claims

Metallurgisches Verfahren zur energetischen und stofflichen Verwertung von anorganischen und/oder organischen Abfällen mit einem hohen Heizwert und zur Minimierung der notwendigen verfahrenstechnischen, anlagetechnischen, produktionsorganisatorischen und somit wirtschaftlichen Aufwendungen zur Aufbereitung der Einsatzstoffe zu Formlingen oder Briketts, gekennzeichnet dadurch, dass • Materialbindung bewirkende, heizwert- und/oder wertstoffreiche Abfälle, als Bindemittel allein oder in Kombination mit einem hydraulischen Bindemittelanteil und/oder einem Magerungsmittel mit weiteren heizwert- und/oder wertstoffreichen, anorganischen und/oder organischen Abfällen vermischt, • danach zu Formlingen oder Briketts ausgeformt und/oder verpresst oder extrudiert und/oder durch andere Verfahrensschritte kompaktiert oder brikettiert, gelagert und • danach zur gleichzeitigen energetischen und stofflichen Verwertung in einem einzigen Verfahrensschritt unter Nutzung bekannter metallurgischer Verfahrenstechniken in Kupolöfen, Sauerstoff-Kupolöfen, Schacht-Schmelzvergasern, Hochtemperatur-Sauerstoff-Schmelzvergasern oder ähnlichen metallurgischen Aggregaten als Schüttung eingesetzt werden, • hier beim Absinken der in Summe aus Koks und/oder Koksersatzstoffen, nach schmelz- und vergasungstechnologischen Gesichtspunkten wahlweise zugegebenen oder nicht zugegebenen mineralischen und/oder metallischen Zuschlägen und den Formlingen und/oder Briketts bestehenden Schüttung getrocknet, aufgeheizt, vergast und aufgeschmolzen werden, • wobei abhängig von der Zusammensetzung der die Schüttung bildenden Formlinge oder Briketts durch die im metallurgischen Aggregat existente Reduktionszone gleichzeitig ein heizwertreiches Ofengas, eine wertstoffreiche, flüssige Schlacke und eine flüssige Metalllegierung entstehen.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der die Materialbindung bewirkende, heizwert- und/oder wertstoffreiche Abfall Knochen- und/oder Tiermehl ist.
Verfahren nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des die Materialbindung bewirkenden, heizwert- und/oder wertstoffreichen Abfalls Knochen- und/oder Tiermehl zwischen 0,5 und 50% Gew.-% TM der Gesamtmischung liegt.
Verfahren nach Anspruch 2 und 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des die Materialbindung bewirkenden, heizwert- und/oder wertstoffreichen Abfalls Knochen- und/oder Tiermehl vorzugsweise 30% Gew.-% TM der Gesamtmischung ist.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische Bindemittel Zement und/oder Zementersatzstoffe sind.
Verfahren nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Bindemittelanteil zwischen 0 und 11 Gew.-% der Gesamtmischung liegt.
Verfahren nach Anspruch 5 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Bindemittelanteil vorzugsweise 5 Gew.-% der Gesamtmischung ist.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Magerungsmittel wertstoffreiche, bspw. phosphorreiche, Aschen und/oder Schlacken und/oder mineralische und/oder metallische und/oder oxydische körnige oder staubförmige oder pastöse oder flüssige Stoffe sind.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren heizweit- und/oder wertstoffreichen, anorganischen und/oder organischen Abfälle Mischungen aus Klärschlämmen und/oder weiteren organischen und/oder anorganischen Phosphor enthaltenden Stoffen und/oder heizwerterhöhenden Stoffen bestehen.
Verfahren nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren heizwert- und/oder wertstoffreichen, anorganischen und/oder organischen Abfälle feuchtigkeitsregulierende Stoffe, insbesondere Aschen und/oder staubförmige bis körnige Holzabfallstoffe sind.
Verfahren nach Anspruch 9 und 10 dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der staubförmige bis körnige Holzabfallstoffe vorzugsweise 4 Gew.-% der Gesamtmischung ist.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass im metallurgischen Aggregat gleichzeitig ein heizwertreiches Ofengas, eine wertstoffreiche, z. B. phosphorreiche flüssige Schlacke und eine flüssige, als Schwermetallsenke wirkende Metalllegierung entstehen.
Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass im metallurgischen Aggregat die Menge und Zusammensetzung der gleichzeitig erzeugten heizwertreichen Ofengase, wertstoffreichen flüssigen Schlacke und flüssigen Metalllegierung durch die Wahl der Mengenanteile und Zusammensetzung der die Formlinge bildenden Abfälle, Bindemittel und Magerungsmittel und/oder durch die Wahl der Mengenanteile und Zusammensetzung der eingesetzten weiteren heizwert- und/oder wertstoffreichen, anorganischen und/oder organischen Abfälle und/oder die Wahl der Mengenanteile und Zusammensetzung der eingesetzten metallurgischen Zusätze, z. B. Kalkstein, und Brennstoffe, z. B. Koks gesteuert werden.