DE19727172C2

DE19727172C2 - Verfahren zur mechanischen Aufbereitung von gealterter Schlacke und dessen Verwendung zur Herstellung von Sekundärbaustoffen

Info

Publication number: DE19727172C2
Application number: DE1997127172
Authority: DE
Inventors: Gerhard Scherer
Original assignee: Gerhard Scherer
Current assignee: SCHERER & KOHL GMBH & CO.KG, 67071 LUDWIGSHAFE, DE
Priority date: 1996-06-26
Filing date: 1997-06-26
Publication date: 2002-10-17
Anticipated expiration: 2017-06-27
Also published as: DE19727172A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Sekundärbaustoffen durch die mechanische Aufbereitung von gealterter Schlacke aus Abfallverbrennungsanlagen, wobei der Schlacke Bauschutt aufgegeben und diese Mischung einem Überbandmagneten zugeführt wird, durch den grober Fe-Schrott ausgehalten wird, die Mischung anschließend bei einem Siebschnitt von 70 mm trocken klassiert wird, das Material < 70 mm der Mischung nach einer weiteren Magnetscheidung bis 32 mm trocken klassiert wird, wobei Grobkorn > 32 mm mit einem langsam laufenden Prallbrecher aufgeschlossen und dem oben genannten Überbandmagneten zugeführt wird, und trockenes Material < 32 mm einem 2 mm Sieb aufgegeben wird, wobei mit 5-8 bar aus Hochdruckdüsen auf das Material des Siebs Wasser aufgedüst wird, der Siebdurchgang < 2 mm einem Schwimmstoffabscheider zugeführt wird, das Material in einem zweistufigen Aufstromklassierer in zwei Kornklassen aufgespalten wird, und der Siebdurchgang 2-32 mm in einem 2-Wellen Schwertwäscher attritiert und gleichzeitig mit Wasser aus Hochdruckdüsen beaufschlagt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur mechanischen Aufbereitung von gealterter Schlacke gemäß Anspruch 1 und dessen Verwendung zur Herstellung von Sekundärbaustoffen gemäß Anspruch 5.

Bekannt ist aus der CH 676 116 A5, dass aus der von einer Kehrichtverbrennungsanlage anfallende Kehrichtschlacke zunächst grobstückiges Gut und Eisenschrott entfernt wird. Die verbleibende Schlacke wird einer Waschvorrichtung zugeführt und darin zwecks Extraktion der löslichen Stoffe im Gegenstrom zum Waschwasser gefördert. Anschliessend wird die gewaschene Schlacke entwässert, wobei die Schlacke in einer Aussiebeinrichtung in eine grobe, eine mittlere und eine feine Kornfraktion unterteilt, die grobe Fraktion ausgeschieden, die mittlere beim Trennen von der feinen Fraktion und diese separat entwässert wird. Die mittlere und die feine Fraktion werden zusammengeführt und erforderlichenfalls mit Filler oder Sand vermischt.

Bekannt ist aus der DE 43 38 425 A1 auch ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Reinigung kontaminierter Böden mit einer Hochdruckwasserbeaufschlagung des zu reinigenden Bodenmaterials, mit einer Einrichtung zum mechanischen Aufschließen des Bodenverbands einer Klassiereinrichtung zur Erzielung einer vorgegebenen Korngrößenverteilung und einer Hochdruckreinigungseinrichtung mit einzelnen Kornklassen zugeordneten Hochdruckreinigungszonen.

Bekannt ist aus der DE 11 92 994 A ein Verfahren zum Aufbereiten der Rückstände aus der Verbrennung von Müll für den Straßen- und Wegebau. Die Verbrennungsrückstände werden über ein Vorklassiersieb einschließlich Eisenteile in einem Brecher zerkleinert und die Eisenteile mittels Magnetabscheider aussortiert. Mineralische Bestandteile werden zusammen mit dem Siebdurchgang des Vorklassiersiebs einer Nachklassierung unterzogen. Nachteilig bei diesem Verfahren gemäß dem Stand der Technik ist die geringe Qualität der Verfahrensprodukte, die z. B. sehr unregelmäßige Oberflächen und noch erhebliche Auslaugbarkeit aufweisen können.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein qualitativ verbessertes Verfahren zur mechanischen Aufbereitung von gealterter Schlacke und dessen Verwendung zur Herstellung von Sekundärbaustoffen zu schaffen, die ausschließlich aus mineralischen Komponenten bestehen und nur noch minimale Auslaugbarkeit zeigen.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einem Verfahren zur mechanischen Aufbereitung von gealterter Schlacke mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und dessen Verwendung gemäß Anspruch 5.

Mit den im folgenden beschriebenen rein mechanischen Basisverfahren und seinen Verfahrensvarianten 1-3 können gealterte Rohschlacke aus Abfallverbrennungsanlagen und aufbereiteter Bauschutt in mehrere Kornklassen aufgespalten werden. Das Verfahren findet in mehreren Stufen statt, wobei im wesentlichen Magnetscheider, Schwingsiebe, Aufstromklassierer und Schwertwäscher eingesetzt werden.

Die erfindungsgemäß erzeugten Sekundärbaustoffe bestehen ausschließlich aus mineralischen Komponenten und zeigen nur noch minimale Auslaugbarkeit. Durch Attrition und Desagglomerierung werden gemäß der Erfindung zerklüftete Partikel der Sekundärbaustoffe zerstört und Kornoberflächen abgerundet. Die so erzeugten Sekundärbaustoffe weisen daher gegenüber dem durch die konventionellen mechanischen Schlackenaufbereitungs verfahren erzeugten Sekundärbaustoffen höhere Qualität auf. Hierdurch wird die Verwertbarkeit der erfindungsgemäßen Sekundärbaustoffe nachhaltig gesichert und werden neue Anwendungsbereiche auf dem Sekundärbaustoffmarkt, insbesondere im Bereich des Straßen- und Wegebaus und im Betonbau, erschlossen.

Gemäß der Erfindung wird die von Hausmüllverbrennungsanlagen angelieferte frische Rohschlacke zunächst über einen Zeitraum von 3 Monaten, entsprechend den Bestimmungen des LAGA-Merkblattes 19 vom 14. März 1994, in Lagerboxen offen gelagert. Durch die einwirkende Umgebungsluft und durch eine kontinuierliche Befeuchtung der frischen Rohschlacke finden in diesem Zeitraum Hydratations- und Carbonatisierungsvorgänge statt, die zu einer weitgehenden Inertisierung der Schlacke führen.

Gemäß der Erfindung werden Bauschutt und gealterte Rohschlacke gemischt und diese Mischung einem Überbandmagneten zugeführt, durch den grober Fe-Schrott ausgehalten wird. Die Mischung wird anschließend bei einem Siebschnitt von 70 mm trocken klassiert. Das Überkorn < 70 mm wird manuell nach unverbrannten Bestandteilen sortiert. Diese werden zur Abfallverbrennungsanlage zur Nachverbrennung zurücktransportiert. Das verbleibende Überkorn < 70 mm wird in einem Großbrecher zerkleinert und mit Bauschutt vermischt als einfaches Verfüllmaterial verwertet.

Das Material < 70 mm wird nach einer weiteren Magnetscheidung (Trommelmagnet zur Sortierung von feinem Fe-Schrott und Fe-haltigem Verbundmaterial) in einer nachfolgenden Verfahrensstufe bis 32 mm trocken klassiert. Das Grobkorn < 32 mm wird mit einem langsam laufenden Prallbrecher aufgeschlossen und dem oben genannten Überbandmagneten zugeführt.

Das trockene Material < 32 mm wird entweder zwischengelagert und nach Bedarf als ein Produkt 1 verwertet oder es wird einem 2 mm Sieb aufgegeben. Über dessen Siebfläche befinden sich gemäß der Erfindung Hochdruckdüsen. Das mit 5-8 bar aus den Hochdruckdüsen auf das Siebmaterial aufgedüste Wasser führt zu einem Aufschluß der bindigen Bestandteile und führt so zu einer ersten Desagglomerierung der durch den Alterungsprozess teilweise verbackenen Rohschlacke. Gleichzeitig finden auf der Siebfläche, wie auch bei den nachfolgenden Verfahrensstufen, Attritionsvorgänge zwischen den Partikeln der Schlacke und denen des härteren Bauschutts statt.

Der Siebdurchgang < 2 mm wird anschließend gemäß der Erfindung einem Schwimmstoffabscheider zugeführt. Bei den aufschwimmenden Schwimmstoffen (ρ ≈ 1 Mg/m³) handelt es sich vorwiegend um organische Feinanteile des Bauschutts, wie. z. B. Holzsplitter oder Wurzelstücke, die zur Nachverbrennung zur Müllverbrennungsanlage rückgeführt werden.

Anschließend wird das Material gemäß der Erfindung in einem zweistufigen Aufstromklassierer in zwei Kornklassen aufgespalten, nämlich in ein Produkt 2 und ein Produkt 3. Gleichzeitig findet in diesem Aufstromklassierer eine Nachsortierung nach Schwimmstoffen statt, die zur Müllverbrennungsanlage zurücktransportiert werden.

Der Siebdurchgang 2-32 mm wird zunächst in einem 2-Wellen Schwertwäscher attritiert und gleichzeitig mit Wasser aus Hochdruckdüsen beaufschlagt. Bei diesem Verfahrensschritt findet eine energieintensive Behandlung der Partikel und hier insbesondere der Kornoberflächen statt. Diese führt zu folgenden Effekten:

- Desagglomerierung der durch den Alterungsprozess der Rohschlacke (z. B. Hydratation der Carbonate) noch verbackenen Schlackepartikel,
- Zerkleinerung von zerklüfteten Schlackepartikeln, deren geringere Festigkeit zu einer Beeinträchtigung der späteren Produkteigenschaften führen würde (Verbesserung der Festigkeitseigenschaften der Produkte),
- Abrundung der Kornoberflächen durch Abreiben von hervorstehenden Graten und Kanten (Verringerung der spezifischen Oberfläche),
- Nachwäsche der gealterten Schlacke (weitestgehende Verringerung der Eluierbarkeit der Produkte)

Des weiteren werden im Schwertwäscher Schwimmstoffe aufgeschwemmt und separat ausgetragen, die ebenfalls zur Müllverbrennungsanlage zurücktransportiert werden.

Das den Schwertwäscher verlassende inerte Material wird in den beiden nachfolgenden Siebstufen in die Kornklassen 0-2 mm, 2-8 mm (Produkt 4), 16-32 mm (Produkt 5) und 8- 16 mm (Produkt 6) klassiert. Die hier anfallende Kornklasse 0-2 mm wird dem oben beschriebenen Aufstromklassierer zugeführt, wo es in die Produkte 2 bzw. 3 eingeht.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigt:

Abb. 1: schematisch den oben beschriebenen Verfahrensablauf.

Gemäß Basisverfahren werden aufbereiteter Bauschutt und gealterte Hausmüllverbrennungs-Schlacke im Gewichtsverhältnis 50/50 bis 75/25 aufgegeben.

Zur Herstellung von Splitt 0-8, im folgenden auch als Ökosplitt 0-8 bezeichnet, werden die Produkte 4 (Material 2-8 mm) und 3 (Kornklasse 0-2 mm) des Basisverfahrens im Mengenverhältnis 85 Gew.-%/15 Gew.-% auf einer Mischhalde vermengt. Dadurch wird ein Splitt 0-8 mm erzeugt, der als Sekundärbaustoff im Pflasterunterbau oder auch als Betonzuschlagstoff, entsprechend den Qualitätsanforderungen der DIN 4226, verwertet werden kann.

Dem Basisverfahren wird aufbereiteter Bauschutt und gealterte Hausmüllverbrennungs-Schlacke im Gewichtsverhältnis 50/50 bis 75/25 aufgegeben.

Zur Herstellung von Tragschichtmaterial 0-32, im folgenden auch als Ökotragschichten-Mischung 0-32 bezeichnet, werden die Produkte 3 (Kornklasse 0-2 mm), 4 (Kornklasse 2-8 mm), 6 (Kornklasse 8-16 mm) und 5 (Kornklasse 16-32 mm) vermengt. Das Mischungsverhältnis wird entsprechend den Marktanforderungen und entsprechend dem in der ZTVT-StB 95 genannten Sieblinien-bereich individuell bestimmt. Durch diese Verfahrensvariante wird ein Sekundärbaustoff zur Herstellung von Schottertrag schichten erzeugt, die den Qualitätsanforderungen der ZTVT-StB 95 genügen.

Das Produkt 1 (Kornklasse 0-32 mm) des Basisverfahrens kann aufgrund seiner Beschaffenheit und Zusammensetzung im Sinn der ZTVT-StB 95 als Sekundärbaustoff zur Herstellung von Frostschutzschichten (Ökofrostschutz- Mischung 0-32) verwendet werden.

Bezugszeichenliste

1

Müllheizkraftwerk (MHKW)

2

Rohschlackenzwischenlager

3

Bauschuttanlieferung

4

gealterte HMV-Rohschlacke

5

Zwischenlager

6

Überbandmagnet

7

grober Fe-Schrott

8

Schrotthandel

9

Trockensieb 70 mm

10

Überkorn < 70 mm

11

Störstoffsortierung (Unverbranntes)

12

Trommelmagnet

13

feiner Fe-Schrott

14

Prallbecher langsam laufend

15

Trockensieb 32 mm

16

Großbrechanlage

17

Verwertung

18

Zwischenlager 0-32 mm

19

Produkt 1 0-32 mm

20

Wasserzugabe (5-8 bar)

21

Naßsieb 2 mm

22

Schwimmstoffe (Dichte < 1 g/cm)

23

Schwimmstoffabscheider

24

2

Wellen-Schwertwäscher

25

Aufstromklassierer

26

Naßsieb (8 und 2 mm)

27

Zwischenprodukt 0-2 mm

28

Produkt 4 2-8 mm

29

Naßsieb 16 mm

30

Produkt 5 16-32 mm

31

Produkt 2 0-0,5 mm

32

Produkt 3 0-2 mm

33

Produkt 6 8-16 mm

Claims

1. Verfahren zur mechanischen Aufbereitung von gealterter Schlacke aus Abfallverbrennungsanlagen, wobei der Schlacke Bauschutt aufgegeben und diese Mischung einem Überbandmagneten zugeführt wird, durch den grober Fe- Schrott ausgehalten wird,
die Mischung anschließend bei einem Siebschnitt von 70 mm trocken klassiert wird,
das Material < 70 mm der Mischung nach einer weiteren Magnetscheidung bis 32 mm trocken klassiert wird, wobei Grobkorn < 32 mm mit einem langsam laufenden Prallbrecher aufgeschlossen und dem oben genannten Überbandmagneten zugeführt wird,
trockenes Material < 32 mm einem 2 mm Sieb aufgegeben wird, wobei mit 5-8 bar aus Hochdruckdüsen auf das Material des Siebs Wasser aufgedüst wird,
der Siebdurchgang < 2 mm einem Schwimmstoffabscheider zugeführt wird, in dem Schwimmstoffe ausgesondert werden,
das verbleibende Material in einem zweistufigen Aufstromklassierer in zwei Kornklassen aufgespalten wird,
und das Material 2-32 mm in einem 2-Wellen Schwertwäscher attritiert und gleichzeitig mit Wasser aus Hochdruckdüsen beaufschlagt wird.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein vorklassiertes Gemisch aus Bauschutt und gealterter Schlacke gemeinsam auf einem Schwingsieb klassiert wird.

3. Verfahren zur mechanischen Aufbereitung nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das den Schwertwäscher verlassende inerte Material in zwei nachfolgenden Siebstufen in Kornklassen 0-2 mm, 2-8 mm, 16-32 mm und 8-16 mm klassiert wird.

4. Verfahren zur mechanischen Aufbereitung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kornklasse 0-2 mm dem Aufstromklassierer zugeführt wird.

5. Verwendung der sich gemäß den vorhergehenden Ansprüchen ergebenden Kornklassen zur Herstellung von Sekundärbaustoffen.