DE1771455A1 - Verfahren zur Herstellung von Betonzuschlagstoffen aus Muell - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Betonzuschlagstoffen aus MuellInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung von Betonzuschlagstoffen
aus Müll
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Betonzuschlagstoffen aus aluminiumhaltigem Müll durch Verbrennung
und anschliessende Sinterung der Müllverbrennungsschlacke.
Die Erfindung geht ύοώ. der Überlegung aus, dass die Nutzbarmachung
von Stadtmüll insbesondere dort ein dringendes Gebot ist, wo einerseits keine Möglichkeiten für die Ablagerung
von Müll und Müllverbrennungsschlacken bestehen und andererseits Betonzuschlagstoffe über weite Entfernungen
herangeschafft werden müssen. Die technische Aufgabe besteht also darin, die Voraussetzungen für die Verwendbarkeit
der Müllverbrennungsschlacken für die Herstellung von Betonzuschlagstoffen
zu schaffen.
Es iat bekannt, Stadtmüll durch Verbrennung in eigens dafür
errichteten Anlagen zu beseitigen und die dabei anfallenden Verbrennungoschlacken nach erfolgter Entschrottung auf
einem ointerband zu Betonzuschlagstoffen zu versintern.
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Je nach den in den Schlacken noch enthaltenen Anteilen
an brennbaren Stoffen ist für die Sinterung auf dem Sinterband ein Zusatz von mehr oder weniger grossen
Zusätzen an festen Brennstoffen erforderlich. Unter ungünstigen Yerbrennungsbedingungen kann die Verbrennungsschlacke gegebenenfalls auch so grosse Mengen an brennbaren
Stoffen enthalten, dass die Versinterung ohne jeglichen Zusatz an Brejinstoff möglich ist.
Nach einem älteren Verfahren (DRP 559 356) werden die grobkörnigen Anteile der Müllverbrennungsschlacken durch
Siebung von den Peinanteilen getrennt und lediglich die Feinteile versintert. Sodann werden die groben Schlackenanteile
als Schotter abgesetzt oder mit dem erzeugten Sinter vermischt und das Gemisch als Betonzuschlagstoff
verwendet. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass die nicht auf dem Sinterband erzeugten Anteile eine
ungleich mindere Güte aufweisen als die versinterten Anteile, da die Verschlackung des Mülls wegen dessen
Inhomogenität und der sich daraus herleitenden Undefinierten Verbrennungsbedingungen sehr grossen Schwankungen unterliegt.
Zumeist ist auch der Schwefelgehalt grosser, als er für Betonzuschlagstoffe allgemein sein darf.
Nach einem anderen bekannten Verfahren (Patent Schweiz 435 164)
wir·} der im Müll enthaltene Feinanteil, der im wesentlichen
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aus Hausbrandaschen besteht, vor der Verbrennung durch Siebung ausgeschieden, wodurch eine wesentliche Erhöhung
der Durchsatzleistung der Verbrennungsanlage erzielt wird.
Durch Yersinterung des Gemisches dieser Feinanteile mit den aus dem entfeinten Müll entstandenen Verbrennungsschlacken
war es möglich, die Sinterleistung beträchtlich zu erhöhen und damit die Leistungen der Verbrennungs- und Sinteranlagen
den jeweiligen, jahreszeitlich bedingten, Schwankungen des Llüllanfalls anzugleichen.
Alle bekannten Verfahren zur Nutzbarmachung von Müll gehen von der richtigen Erkenntnis aus, dass die bei der Verbrennung
anfaXtenden Schlacken in der vorliegenden Form nicht als Betonzuschlagstoff verwendbar sind und infolgedessen
einer Nachbehandlung durch Sinterung auf dem Sinterband unterzogen werden müssen.
Es wurde jedoch nicht erkannt, dass die im Rohmüll enthaltenen
Aluminiumbestandteile entgegen der theoretischen Erwartung sowohl bei der Verbrennung des Mülls als auch bei der
Versinterung unverbrannt bleiben. Als geschmolzene Partikel, die lediglich von einer dünnen Oxydschicht umgeben sind,
sind sie in der Verbrennungsschlacke und im Fertigsinter in Korngrössen bis zu mehreren Llillimetern Durchmesser
anzutreffen.
Ein durch metallisches Aluminium verseuchter Zuschlagstoff ist für die Herstellung von Beton ungeeignet, da Aluminium
in alkalischem !.ledium unter Abspaltung von Wasserstoff
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reagiert. Dies hat zur Folge, dass der Beton quillt, durch Blasenbildung im G-efüge aufgelockert wird und damit an
Festigkeit verliert. Bei einem mit Sicherheit vorhandenen Anteil von 0,1 fS Aluminium im Zuschlagstoff wird bereits
eine äquivalente Wasserstoffmenge von 1,2 Liter je liter Zuschlagstoff frei, woraus erkennbar wird, dass der Zuschlagstoff
nicht brauchbar ist. Alle bisher vorgeschlagenen Verfahren sind deshalb unbrauchbar, wenn im Müll Aluminium
enthalten ist.
Die Aufgabenstellung der Erfindung besteht darin, diese Hachteile aluminiumhaltigen Mülls bei der Verarbeitung zu
Betonzuschlagstoffen zu vermeiden.
Die Lösung dieser Aufgabenstellung erfolgt erfindungsgemäss dadurch, dass die Müllverbrennungsschlacke oder das
Sinterprodukt mit einer Kalk- oder Zementaufschlämmung
benetzt wird.
Wird erfindungsgemäss die Müllverbrennungssohlacke mit einer
Kalk- oder Zementaufschlämmung benetzt, so wird die Müllverbrennungsschlacke
vor der Benetzung auf eine Korngrösse von etwa 0 bis 3 mm, vorzugsweise 0 bis 1 mm, zerkleinert.
Dazu wird die Müllverbrennungsschlacke nach erfolgter
Befreiung von Eisenschrott durch geeignete Brecher oder Mühlen auf diese Komgrösse zerkleinert, in Bunker eingebracht
und mit einer auf den grösstmöglichen Aluminiumgehalt
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abgestimmten wässrigen Kalk- oder Zementaufschlämmung benetzt,
die bei etwa 0,6· °/o Kalkhydrat oder Zement liegt. Die in diesem Medium einsetzende Reaktion des metallischen Aluminiums
setzt Wasserstoffgas frei, das durch geeignete Massnahmen
in die Atmosphäre abgeführt bzw. gegebenenfalls für anderweitige Verwendung aufgefangen wird. Beispielsweise kann
das erzeugte Wasserstoffgas der für die Müllverbrennung zuzuführenden Frischluft in bestimmter Menge zugesetzt
werden, wobei die Menge so zu bemessen ist, dass kein explosionsfähiges Knallgasgemisch entsteht. Auf diese Weise
ist es möglich, den für die Müllverbrennung erforderlichen Brennstoffzusatz merklich zu senken.
Zur Beschleunigung der Reaktion ist es empfehlenswert, die gemahlene Müllverbrennungsschlacke mit erwärmter wässriger
Kalk- oder Zementaufschlämmung zu benetzen, da der Reaktionsablauf dadurch beschleunigt werden kann.
Nach Abschluss der Gasentwicklung, die je nach Feinheit der
Schlacke und Temperatur der Aufschlämmung nach etwa 2 bis 5 Stunden beendet ist, wird die so aufbereitete Schlacke
mit Magerfeinkohle von etwa 0,2 bis 5 mm Korngrösse vermischt,
wobei der Brennstoffanteil je naoh dem Gehalt der Schlacke an Ausbrennstoffen zwischen 0 und 10 °ß>
liegen kann. Nach Zugabe von Rückgut der Körnung 0 bis 3 mm wird das Gesamtgemisch
in einem geeigneten Mischer granuliert und das Granulat in bekannter Weise auf dem Sinterband gebrannt,
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das Sinterprodukt gebrochen und durch Siebung in verschiedene Korngruppen zerlegt. Der auf diese Weise erzeugte
Betonzuschlagstoff ist infolge der voraufgegangenen Behandlung der Müllverbrennungs schlacke frei von reaktionsfähigem
Aluminium, so dass bei einer Vermischung mit Zement keine Grasbildung eintritt und die bei Verwendung unbehandelter
Schlacken eintretenden Schaden vermieden werden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Müllverbrennungsschlacke nach erfolgter Entschrottung
in bekannter Weise auf einem Sinterband versintert wird und das gebrochene und gesiebte Sinterprodukt in heissem
Zustand mit einer Kalk- oder Zementaufschlämmung benetzt
wird.
Bei der Benetzung mit einer Kalkaufschlätnmung wird der
Müllschlackensinter nach dem Brechen und Sieben bei einer Eigenwärme von etwa 80 bis 1000C in eine wässrige Kalkauf
schlämmung, deren Gehalt an Kalkhydrat etwa dem fünffachen Aluminiumgehalt der Müllverbrennungs schlacke entsprechen
soll, eingebracht. Bei einem in der Schlacke zu erwartenden Gehalt von 0,3 ^ Aluminium ist der Kalkgehalt der Aufsohlämmung
demzufolge auf etwa 1,5 $> einzustellen. Bei Einsumpfung im Silo kann der hierbei freiwerdende Wasserstoff
ins Freie abgeführt oder für anderweitige Verwendung aufgefangen werden.
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Erf alirungsgemäss schlagen sicli Alkalien oder Alkalisalze
auf mineralischen Stoffen als Ausblühungen nieder, wenn sie in diesen in einer Menge von mehr als etwa 0,3 bis
0,4 Grew.-$ enthalten sind. Da im allgemeinen eine Benetzung
mit einer 1 ,5 folgen Kalkaufs chi ämmung erforderlich sein
wird, muss mit Ausbliihungen auf dem Zuschlagstoff gerechnet werden. Infolge der bizarren Oberflächenstruktur des
Sinterkornes ist zwar keine wesentliche Beeinträchtigung der Zementhaftung durch den auf dem Korn haftenden Belag
an Ausblühsalzen zu erwarten, doch ist nicht auszuschliessen,
dass örtliche Anreicherungen von Kalksalzen entstehen können, die unerwünscht sind.
Gemäss einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird
der infolge der Behandlung mit einer Kalkaufschiämmung
entgaste Müllschlackensinter mittels einer geeigneten
Vorrichtung, beispielsweise Waschtrommel, gewaschen. Dabei soll die Menge des Waschwassers so gross bemessen sein,
dass die Kalklöslichkeit von 0,12 # nicht überschritten wird. Bei einem Verbrauch von ca. 0,8 c/o Kalk für den Reaktionsprozess
und einem im Sinter als ausblühungsschädlich verbleibenden
Rest von 0,25 °ß> Kalk sind demnach durch die
Wäsche 1,50 - (0,80 + 0,25) = 0,45 # Kalk auszuscheiden. Hierzu ist eine Wassermenge vom 4-fachen Gewicht des zu
behandelnden Zuschlagstoffes erforderlich, d.h. zur Nachwäsche je Tonne Zuschlagstoff werden 4 obm Wasser benötigt,
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Nach einer weiteren erfindungsgemässen Arbeitsweise wird der heisse Müllschlackensinter mit einer wässrigen Zementaufschlämmung
von etwa 1,5 f° Zement benetzt. Dieses Verfahren hat den Vorzug, dass die auf den einzelnen Sinterkörnern
zurückbleibenden Zementreste keine Ausblühungen hervorrufen und auch keine Beeinträchtigung der Zementhaftung im Beton
eintritt. Aus diesen Gründen ist eine Nachwäsehe. wie sie
bei einer Behandlung mit Kalkmilch erforderlich ist, überflüssig.
Eine Erhöhung der Löslichkeit von Kalk oder Zement in Wasser kann erreicht werden, wenn dem Wasser in geringen Mengen
Zucker zugesetzt wird. Diese Massnahme hat den Vorteil, dass bei Verwendung einer KalkaufBchlämmung eine Nachwäsche des
Sinters in Portfall kommen kann, im Falle der Verwendung einer Zementaufschlämmung unerwünschte Verhärtungen des in
der Aufschlämmung enthaltenen Bodensatzes verhindert werden.
. Λ A- Patentansprüche -
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Claims (6)
1.) Verfahren zur Herstellung von Betonzuschlagstoffen
aus aluminiumhaltigem Müll durch Verbrennung und ansciiliessende
Sinterung der Müllver brennungs schlacke, dadurch gekennzeichnet, dass die Müllverbrennungsschlacke oder das
Sinterprodukt mit einer Kalk- oder Zementaufschlämmung
benetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, dass
die Müllverbrennungsschlacke vor der Benetzung auf eine Korngrösse von etwa 0 bis 5 mm, vorzugsweise 0 bis 1 mm,
zerkleinert wird.
3.) Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalk- oder Zementaufschlämmung
vor der Benetzung vorgewärmt wird.
4.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sinterprodukt in heissem Zustand mit der Kalk- oder
Zementaufschlämmung benetzt wird.
5.) Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass daa mit einer Kalkaufschlämmung benetzte Sinterprodukt
einer Nachwäsche mit Wasser unterzogen wird.
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6.) Verfahren naoh den Ansprüchen 1 bis 5t dadurch
gekennzeichnet, dass der Kalk- oder Zementaufschlämmung
Zucker in geringen Mengen zugesetzt wird.
109850/0322
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