DE19807356A1 - Disposal of filter dust and flue gas purification residues from waste incineration plants - Google Patents

Disposal of filter dust and flue gas purification residues from waste incineration plants

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Abstract

Process for the disposal and/or evaluation of filter dust and/or flue gas purification residues from waste incineration plants, in which elution-stable and pressure-stable solids are produced, comprises producing a mixture of filter dust, flue gas residue, waste incineration slag, coal fly ash, and inorganic hydraulic or carbonate binder by adding water and mixing the starting components, and forming the elution-stable and pressure-stable solids by binding the mixture.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entsorgung und/oder Verwertung von Filterstäu­ ben und/oder Rauchgasreinigungsrückständen aus Müllverbrennungsanlagen und auf­ bereiteten und abgelagerten Müllverbrennungs-Rohschlacken sowie die Verwendung der hergestellten Festkörper.The invention relates to a method for the disposal and / or recycling of filter dust ben and / or flue gas cleaning residues from waste incineration plants and on prepared and deposited waste incineration slag and its use of the manufactured solid.

Bei der Verbrennung von Siedlungsabfällen, Hausmüll und hausmüllähnlichem Gewer­ bemüll in kommunalen Müllverbrennungsanlagen fallen folgende Produkte an:
The following products are generated when municipal waste, household waste and household-like waste are incinerated in municipal waste incineration plants:

  • - Müllverbrennungs-Rohschlacke: Müllverbrennungs-Rohschlacke ist ein Gemenge aus gesinterten Verbrennungsprodukten (Schlacken), Eisenschrott und anderen Metallen, Glas und Keramikscherben, anderen mineralischen Bestandteilen sowie unver­ brannten Resten. Müllverbrennungs-Rohschlacke fällt im Verbrennungsraum einer Müllverbrennungsanlage an und wird über einen Naßentschlacker aus dem Verbren­ nungsraum abgezogen.- Waste incineration raw slag: Waste incineration raw slag is a mixture of sintered combustion products (slags), scrap iron and other metals, Glass and ceramic shards, other mineral components as well as non burned leftovers. Waste incineration slag falls in the combustion chamber Waste incineration plant on and is from a burning by a wet slag deducted.
  • - Müllverbrennungs-Schlacke (MV-Schlacke): Müllverbrennungs-Schlacke wird durch Aufbereitung aus Müllverbrennungs-Rohschlacke hergestellt. Die Aufbereitung setzt sich aus einer Siebung und einer Metallabscheidung zusammen. Anschließend er­ folgt eine Ablagerung zur Verbesserung der Raumbeständigkeit und Umweltverträg­ lichkeit. Für die Ablagerung wird ein Zeitraum von 2 bis 3 Monaten bevorzugt, kürzere oder längere Ablagerungszeiten der Müllverbrennungs-Rohschlacke führen jedoch auch noch zu stabilen Festkörpern, so daß solche Schlacken noch mit gutem Erfolg für das hier beschriebene Verfahren verwendet werden können. Die Müllverbren­ nungs-Schlacke liegt nach der Aufbereitung bevorzugt in einem Korngrößenbe­ reich von 0 bis 32 mm vor.- Waste incineration slag (MV-slag): Waste incineration slag is by Processing made from waste incineration slag. The preparation sets is composed of a sieve and a metal deposit. Then he a deposit follows to improve the spatial stability and environmental compatibility possibility. A period of 2 to 3 months is preferred for the deposition, shorter periods or longer deposition times of the waste incineration slag lead also to stable solids, so that such slags still with good success can be used for the method described here. The garbage burners The slag after processing is preferably in a grain size range ranges from 0 to 32 mm.
  • - In der folgenden Beschreibung wird diese Begriffsdefinition verwendet: Müllverbren­ nungs-Schlacke ist aufbereitete und abgelagerte Müllverbrennungs-Rohschlacke. - This definition is used in the following description: Garbage incineration slag is processed and deposited waste incineration slag.  
  • - Filterstäube (FS), oft auch als Flugstäube bezeichnet: Stäube, die mit dem Ab­ gasstrom aus dem Feuerraum ausgetragen und durch Filteranlagen (Elektrofilter, Gewebefilter etc.) abgeschieden werden.- Filter dusts (FS), often also referred to as fly dusts: dusts associated with the Ab gas flow is discharged from the combustion chamber and through filter systems (electrostatic filters, Tissue filter, etc.).
  • - Rauchgasreinigungsrückstände (RRR): Reaktionsprodukte aus der Abgasreinigung, die je nach Anlagentyp bzw. Abgasreinigungsverfahren in fester oder in flüssiger Form vorliegen.- Flue gas cleaning residues (RRR): reaction products from exhaust gas cleaning, which, depending on the type of system or exhaust gas purification process, in solid or liquid Form.

Bei bestimmten Müllverbrennungsanlagen liegen Filterstäube und Rauchgasreinigungs­ rückstände aus dem laufenden Betrieb in getrennter Form vor, bei anderen Anlagenty­ pen erfolgt die Entsorgung als gemeinsames Produkt.In certain waste incineration plants there are filter dusts and flue gas cleaning residues from ongoing operations in separate form before, at other plant types disposal is a common product.

Filterstäube (FS) und Rauchgasreinigungsrückstände (RRR) sind mit hochgiftigen Schadstoffen, z. B. mit Dioxinen und Furanen sowie Schwermetallen (Blei, Zink Cadmi­ um, Quecksilber, Arsen, Nickel) belastet. Aus diesem Grunde ist eine Entsorgung höchst problematisch und eine normale Verbringung auf Deponien nicht möglich.Filter dusts (FS) and flue gas cleaning residues (RRR) are highly toxic Pollutants, e.g. B. with dioxins and furans and heavy metals (lead, zinc cadmi um, mercury, arsenic, nickel). For this reason there is a disposal highly problematic and a normal transfer to landfill is not possible.

Derzeit werden Filterstäube ohne Vorbehandlung in abgepackten Großeinheiten (big bags) in Untertagedeponien verbracht.Filter dusts are currently being packaged without pretreatment in large units (big bags) in underground landfills.

Für Rauchgasreinigungsrückstände existieren eingeschränkte Verwertungsmöglichkei­ ten, z. B. die Gewinnung von Natriumchlorid, Natriumsulfat, Gips und/oder Salzsäure. Die festen Reaktionsprodukte aus der Abgasreinigung, die nicht verwertet werden kön­ nen, müssen in Untertage- oder auf Sonderabfalldeponien abgelagert werden. Aufgrund der hohen Sulfat- und Chloridgehalte ist eine Einbindung der Rauchgasreinigungsrück­ stände in eine Matrix aus silikatischen oder karbonatischen Bindemitteln sehr problema­ tisch ("Sulfattreiben").There are limited recycling options for flue gas cleaning residues ten, e.g. B. the extraction of sodium chloride, sodium sulfate, gypsum and / or hydrochloric acid. The solid reaction products from exhaust gas purification that cannot be used must be deposited in underground or on special waste landfills. Because of the high sulfate and chloride content is an integral part of the flue gas cleaning system would be very problematic in a matrix of silicate or carbonate binders table ("sulfate drift").

Für beide Produktgruppen ist eine sachgerechte Entsorgung somit extrem kostspielig.Proper disposal is extremely expensive for both product groups.

Aus der DE 36 41 786 A1 ist bekannt, Flugstäube und/oder Schlacken aus Müllverbren­ nungsanlagen mit organischen oder anorganischen Bindemitteln und gegebenenfalls mit Wasser zu versetzen, so daß eine Mischung entsteht, die nach dem Trocknen eine steinharte Masse ergibt. Als hydraulisches Bindemittel wird vorzugsweise Zement ver­ wendet. From DE 36 41 786 A1 it is known that dusts and / or slags from garbage burns plants with organic or inorganic binders and optionally to be mixed with water so that a mixture is formed which, after drying, is a rock hard mass results. Cement is preferably used as the hydraulic binder turns.  

Aus der DE 38 09 938 A1 ist ein Verfahren entnehmbar, bei welchem Formkörper durch Verpressen eines Gemenges aus Flugasche aus der Abfallverbrennung, Wasser und Zement hergestellt werden. Dieses Stoffgemenge kann ferner Schlacke aus der Abfall­ verbrennung sowie Rauchgasreinigungsrückstände enthalten, die aus der Naßwäsche des Rauchgases stammen.From DE 38 09 938 A1, a method can be found in which molded body by Compressing a mixture of fly ash from waste incineration, water and Cement can be made. This mixture of substances can also slag from the waste incineration as well as flue gas cleaning residues from wet washing of the flue gas.

Die DE 41 01 347 A1 beschreibt ein Verfahren, das u. a. auch zur Entsorgung von Son­ dermüllverbrennungsaschen und Filterstäuben geeignet ist. Die Filterstäube werden dabei, gegebenenfalls unter Zusatz von Flugasche, mit Zement oder einem anderen organischen Bindemittel vermahlen, unter Wasserzugabe agglomeriert und danach ei­ nem Abbindungsprozeß unterzogen.DE 41 01 347 A1 describes a method which u. a. also for disposal of Son incineration ash and filter dust is suitable. The filter dust will thereby, if necessary with the addition of fly ash, with cement or another ground organic binder, agglomerated with the addition of water and then egg subjected to a setting process.

Als problematisch bei allen beschriebenen Verfahren ist die mangelhafte Stabilität (ins­ besondere bei Bindemittelgehalten < 40 Gew.-%) der erhaltenen Formkörper gegen Eluation (Auslaugung) anzusehen. Aufgrund der Tatsache, daß Filterstäube und/oder Rauchgasreinigungsrückstände jeweils einen bestimmten Sulfatgehalt aufweisen, ent­ stehen beim Abbindevorgang dieser sulfathaltigen Stoffe mit Bindemitteln bindemittel­ schädigende Mineralphasen (z. B. Ettringit 3CaO × Al2O3 × 3 CaSO4 × 30-32 H2O), die Treibreaktionen durch Volumenänderung bei der Auskristallisation hervorrufen. Die Fe­ stigkeit und Gefügedichtigkeit der Festkörper werden durch den sich aufbauenden Quelldruck, z. B. des entstehenden sekundären Ettringits, negativ beeinflußt. Die so beschaffenen Formkörper sind somit für eine Auslaugung der in ihnen gebundenen Schadstoffe besonders anfällig, so daß eine sichere Entsorgung über längere Zeit nicht sichergestellt ist.The problem with all the processes described is the poor stability (in particular with binder contents <40% by weight) of the moldings obtained against elution (leaching). Due to the fact that filter dusts and / or flue gas cleaning residues each have a certain sulfate content, mineral phases (e.g. ettringite 3CaO × Al 2 O 3 × 3 CaSO 4 × 30-32 H 2 O), which cause blowing reactions by volume change during crystallization. The Fe strength and structural density of the solids are due to the swelling pressure, z. B. the resulting secondary ettringite, adversely affected. The moldings obtained in this way are therefore particularly susceptible to leaching out of the pollutants bound in them, so that safe disposal over a long period of time is not ensured.

Aus der DE 35 39 264 A1 ist ein Verfahren zur Nutzung von Steinkohlenflugaschen, auch als Steinkohlenflugstaub bezeichnet, bekannt, bei welchem Flugstäube unter Zu­ satz von Zement zum Aufbau von plastischem Mörtel für die Herstellung künstlicher Zu­ schläge für die Bauwirtschaft verwendet werden. Eine Verwendung von Steinkohlen­ flugstäuben im Zusammenhang mit der Entsorgung von schadstoffhaltigen Rückständen der Müllverbrennung ist bislang nicht bekannt geworden. Ein Hinweis auf eine mögliche Erhöhung der Eluationsbeständigkeit von Formkörpern durch einen Zusatz von Stein­ kohlenflugasche ist in der Literatur bisher nicht beschrieben.DE 35 39 264 A1 describes a method for using hard coal fly ash, also known as hard coal flying dust, known in which flying dust under Zu Set of cement for building plastic mortar for the production of artificial additives be used for the construction industry. The use of hard coal fly dusts in connection with the disposal of contaminated residues Waste incineration has so far not become known. An indication of a possible Increasing the elution resistance of molded articles by adding stone So far, fly ash has not been described in the literature.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Entsorgung von Fil­ terstäuben und/oder Rauchgasreinigungsrückständen sowie aufbereiteten und abgela­ gerten Müllverbrennungs-Rohschlacken (Müllverbrennungs-Schlacken) aus Müllver­ brennungsanlagen anzugeben, durch welches eine sichere Entsorgung der in den Ab­ fallprodukten enthaltenen Schadstoffe gewährleistet ist.The invention is therefore based on the object of a method for the disposal of fil Dusting and / or flue gas cleaning residues as well as processed and discharged garbage incineration slag (garbage incineration slag) from garbage to specify incineration plants, through which a safe disposal of the in the Ab contaminants contained in fall products is guaranteed.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst, Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Ansprüche 9 und 10 beschreiben die vorteilhafte Verwendung der hergestellten Festkörper.This object is achieved by a method having the features of patent claim 1 solved, further developments are the subject of the dependent claims. Claims 9 and 10 describe the advantageous use of the solids produced.

Erfindungsgemäß werden elutionsbeständige und druckstabile Festkörper zur Entsor­ gung und/oder Verwertung von Filterstäuben und/oder Rauchgasreinigungsrückständen, die bei der Verbrennung von Müll entstehen, hergestellt. Dabei wird ein Gemenge aus mehreren Komponenten, mindestens aus Filterstäuben und/oder Rauchgasreinigungs­ rückständen, aus aufbereiteter und abgelagerter Müllverbrennungs-Rohschlacke (Müll­ verbrennungs-Schlacke), aus Steinkohlenflugasche und einem anorganischen hydrauli­ schen oder karbonatischen Bindemittel unter Zusatz von Wasser durch Vermischung der Ausgangskomponenten hergestellt. Bevorzugt wird als anorganisch karbonatisches Bindemittel gebrannter oder gelöschter Kalk oder Kalkmilch oder als anorganisch hy­ draulisches Bindemittel Zement und besonders bevorzugt Hochofenzement, verwendet. Nach der Durchmischung und der Zugabe von Wasser zu den Ausgangskomponenten bindet das hergestellte Gemenge selbständig ab, wobei Formkörper mit den ge­ wünschten Eigenschaften entstehen.According to the invention, elution-resistant and pressure-stable solids are disposed of generation and / or recycling of filter dusts and / or flue gas cleaning residues, that arise from the incineration of waste. A batch is created several components, at least from filter dust and / or flue gas cleaning residues, from processed and deposited waste incineration slag (waste incineration slag), from hard coal fly ash and an inorganic hydraulic or carbonate binders with the addition of water by mixing of the starting components. Is preferred as inorganic carbonate Binder burnt or slaked lime or milk of lime or as inorganic hy draulic binder cement and particularly preferably blast furnace cement used. After mixing and adding water to the starting components binds the batch produced independently, with molded bodies with the ge desired properties arise.

Es wurde gefunden, daß sich die geschilderten Treiberscheinungen in den hergestellten Festkörpern unterdrücken lassen, indem als Komponente der Substanzmischungen Steinkohlenflugasche in definierten Mengen den übrigen Komponenten zugesetzt wird. Dadurch lassen sich die Sulfatgehalte der in die Formkörper einzubindenden Rückstän­ de abpuffern. Somit wird die Entstehung von Calciumhydratsulfatphasen (z. B. Ettringit) fast vollständig unterdrückt und die Eluationsbeständigkeit der hergestellten Formkörper deutlich gegenüber solchen ohne Zusätze von Steinkohlenflugasche erhöht.It was found that the described driver phenomena are in the manufactured Have solid bodies suppressed, as a component of the substance mixtures Hard coal fly ash is added to the other components in defined amounts. This allows the sulfate contents of the residues to be incorporated into the shaped body buffer. Thus the formation of calcium hydrate sulfate phases (e.g. ettringite) almost completely suppressed and the elution resistance of the molded articles produced significantly increased compared to those without the addition of hard coal fly ash.

Bei Steinkohlenflugasche handelt es sich um einen mehlfeinen Mineralstoff (Partikel­ größe (0,1 mm), der aus geschmolzenen mineralischen Staubkörnern besteht, die als natürliches Begleitgestein in der Steinkohle enthalten sind. Infolge seiner glasig amor­ phen Struktur und seiner großen aktiven Oberfläche reagiert Steinkohlenflugasche in Gegenwart von Kalk puzzolanisch. Dabei entstehen Calciumsilikat- und Calciumalumi­ nathydrate, die sich verfestigen.Hard coal fly ash is a flour-fine mineral (particles size (0.1 mm), which consists of molten mineral dust particles, which as  natural accompanying rocks are contained in the hard coal. As a result of its glassy cupid phen structure and its large active surface, coal fly ash reacts in Presence of lime pozzolana. This creates calcium silicate and calcium aluminum hydrates that solidify.

Steinkohlenflugasche fällt bei mit Steinkohle betriebenen Großfeuerungsanlagen in gro­ ßen Mengen an und steht somit in beliebigen Quantitäten billig zur Verfügung.Hard coal fly ash falls into large in large combustion plants operated with hard coal quantities and is therefore cheaply available in any quantity.

Die Substanzmischung enthält eine bestimmte Menge an aufbereiteter und abgelagerter Müllverbrennungs-Rohschlacke (Müllverbrennungs-Schlacke). Die Steinkohlenflugasche unterstützt dabei die hydraulischen Eigenreaktionen der Müllverbrennungs-Schlacke durch die Reaktion mit den Karbonaten in der Müllverbrennungs-Schlacke. Hierdurch kann eine teilweise Umwandlung der karbonatischen in eine kalksilikatische Bindungs­ struktur erfolgen. Dadurch entsteht eine härtere Bindungsstruktur, welche die mechani­ schen Eigenschaften des Gemisches verbessert. Ferner erhöht sich durch diese Reak­ tionen die Gefügedichtigkeit und somit auch die Elutionsbeständigkeit der hergestellten Festkörper.The mixture of substances contains a certain amount of processed and deposited Waste incineration slag (waste incineration slag). The coal fly ash supports the hydraulic self-reactions of the waste incineration slag by reacting with the carbonates in the incinerator slag. Hereby can be a partial conversion of the carbonate into a lime silicate bond structure. This creates a harder binding structure, which the mechani properties of the mixture improved. This reak also increases ions the structural density and thus also the elution resistance of the manufactured Solid.

Ein Zusatz von Steinkohlenflugasche wirkt sich ebenfalls positiv auf die Bindemittelma­ trix aus. Durch die kombinierte Wirkungsweise von Steinkohlenflugasche mit dem hy­ draulischen oder karbonatischen Bindemittel wird eine Reduzierung des erforderlichen Wasserbedarfs, eine Verbesserung der Verdichtbarkeit und Verdichtungswilligkeit des Gemisches, eine höhere Endfestigkeit sowie eine größere Widerstandsfähigkeit der Bindemittelmatrix gegen chemische Angriffe erreicht.The addition of hard coal fly ash also has a positive effect on the binder level trix out. The combined mode of action of hard coal fly ash with the hy Draulic or carbonate binders will require a reduction Water requirements, an improvement in the compressibility and willingness to compress Mixture, a higher final strength and a greater resistance of the Binder matrix against chemical attacks reached.

Die Verwendung von sulfatbeständigem Hochofenzement als hydraulisches Bindemittel führt zusätzlich zu einer Verbesserung der Stabilität der Festkörper.The use of sulphate-resistant blast furnace cement as a hydraulic binder additionally leads to an improvement in the stability of the solids.

Bei dem Verfahren werden Filterstäube und/oder Rauchgasreinigungsrückstände und ein Anteil Müllverbrennungs-Schlacke mit Steinkohlenflugasche und einem anorgani­ schen hydraulischen oder karbonatischen Bindemittel intensiv vermischt und mit einer, je nach Wassergehalt der übrigen Gemengteile, zu bestimmenden Menge an Wasser versetzt. Nach der Verdichtung, die bevorzugt durch Einrütteln oder Verpressen in For­ men erfolgt, härten die hergestellten Gemische zu Festkörpern aus. In the process, filter dust and / or flue gas cleaning residues and a portion of waste incineration slag with hard coal fly ash and an inorganic hydraulic or carbonate binders mixed intensively and with a Depending on the water content of the other batches, the amount of water to be determined transferred. After compaction, preferably by shaking or pressing in For the mixtures produced harden into solids.  

Vor dem Trocknen und Aushärten lassen sich die Gemische in beliebige Formen füllen so daß sich stapelbare Probekörper beliebiger Form und Größe herstellen lassen. Nach der Aushärtung können die hergestellten festen Formkörper mit oder ohne Behälter de­ poniert werden.Before drying and hardening, the mixtures can be filled into any shape so that stackable test specimens of any shape and size can be produced. After the curing can be made with or without a container be posted.

Die einzelnen Komponenten des Gemenges erfüllen folgende Funktionen: Die aufbe­ reitete und abgelagerte Müllverbrennungs-Rohschlacke (Trägermaterial) - bevorzugt in einer Kornfraktion von 0 bis 32 mm - baut zum einen innerhalb des Gemisches ein sta­ biles Korngerüst auf und weist zum anderen ein hohes Potential an offenen Poren aus, in welche die zu entsorgenden feinkörnigen Stoffe (Filterstäube und/oder Rauchgasrei­ nigungsrückstände) eingelagert werden. Durch die intensive Vermischung mit einem hydraulischen oder karbonatischen Bindemittel wird ein stabiles Korngerüst aufgebaut, wodurch die zu entsorgenden Stoffe in der Bindemittelmatrix fixiert werden. Die Zugabe von Steinkohlenflugasche bewirkt neben der Abpufferung des Sulfatanteiles zusätzlich eine Verbesserung der Gefügedichtigkeit und erhöht somit die Festigkeit des Formkör­ pers.The individual components of the batch perform the following functions: rode and deposited waste incineration slag (carrier material) - preferably in a grain fraction of 0 to 32 mm - on the one hand builds a sta within the mixture biles grain structure and on the other hand shows a high potential at open pores, into which the fine-grained substances to be disposed of (filter dust and / or flue gas free cleaning residues). Through the intensive mixing with one a stable grain structure is built up using hydraulic or carbonate binders, whereby the substances to be disposed of are fixed in the binder matrix. The addition Hard coal fly ash also causes the sulfate content to be buffered an improvement in structural density and thus increases the strength of the molded article pers.

Die Ausbildung von stabilen Festkörpern (Volumen 0,5 bis 1,5 m3) mit entsprechenden Druckfestigkeiten erlaubt einen Einsatz als Verfüllmaterial im untertägigen Bergbau. Ferner ist eine Ablagerung auf Übertagedeponien aufgrund der Stabilität und Gefüge­ dichtigkeit möglich.The formation of stable solid bodies (volume 0.5 to 1.5 m 3 ) with appropriate compressive strengths allows use as backfill material in underground mining. Furthermore, a deposit on surface landfills is possible due to the stability and tightness of the structure.

Mineralogische, umweltrelevante und bautechnische Kennwerte der Ausgangsstoffe und der verfestigten Prüfkörper sind in den Tabellen 1 bis 5 dargestellt.Mineralogical, environmentally relevant and structural parameters of the raw materials and the solidified test specimens are shown in Tables 1 to 5.

Bei dem Verfahren ergeben sich die Mengenanteile der einzelnen Komponenten aus dem Umfang und der Art der einzubindenden und zu entsorgenden Stoffe. Bevorzugte Mischungen liegen in folgenden Bereichen:
In the process, the proportions of the individual components result from the scope and type of the substances to be incorporated and disposed of. Preferred mixtures are in the following areas:

  • a) bei Verwendung eines karbonatischen Bindemittels Werte der Ansprüche 4 und 5a) when using a carbonate binder values of claims 4 and 5
  • b) bei der Verwendung eines anorganischen hydraulischen Bindemittels Werte aus Anspruch 5.b) values when using an inorganic hydraulic binder Claim 5.

Bevorzugterweise betragen die Mengenanteile der Festkörper 1 bis 85 Gew.-% Müllver­ brennungs-Schlacke, 5 bis 40 Gew.-% Filterstäube und/oder 5 bis 40 Gew.-% Rauch­ gasreinigungsrückstände, 5 bis 30 Gew.-% Steinkohlenflugasche, 5 bis 40 Gew.-% hy­ draulisches Bindemittel sowie 10 bis 30 Gew.-% Wasser, bezogen auf den Feststoffge­ halt.The proportions of solids are preferably 1 to 85% by weight of refuse combustion slag, 5 to 40% by weight filter dust and / or 5 to 40% by weight smoke gas cleaning residues, 5 to 30 wt.% hard coal fly ash, 5 to 40 wt.% hy draulic binder and 10 to 30 wt .-% water, based on the solid matter stop.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele für die Herstellung von stabilen Festkörpern, die ent­ sprechende Elutionsbeständigkeiten und Druckfestigkeiten für einen möglichen Einsatz als Versatzmaterial im Bergbau darstellen, ist die Verwendung der folgenden Mischun­ gen:
Preferred exemplary embodiments for the production of stable solids, which represent corresponding elution resistances and compressive strengths for possible use as backfill material in mining, are the use of the following mixtures:

  • - 10 Gew.-% Filterstäube und/oder Rauchgasreinigungsrückstände, 10 Gew.-% Stein­ kohlenflugasche, 64 Gew.-% Müllverbrennungs-Schlacke, 16 Gew.-% Hochofenze­ ment und 17 Gew.-% Wasser, bezogen auf den gesamten Feststoffgehalt.- 10% by weight of filter dust and / or flue gas cleaning residues, 10% by weight of stone coal fly ash, 64% by weight waste incineration slag, 16% by weight blast furnace ment and 17 wt .-% water, based on the total solids content.
  • - 30 Gew.-% Filterstäube, 15 Gew.-% Steinkohlenflugasche, 35 Gew.-% Müllverbren­ nungs-Schlacke, 20 Gew.-% Hochofenzement und 22 Gew.-% Wasser, bezogen auf den gesamten Feststoffgehalt.- 30% by weight filter dust, 15% by weight hard coal fly ash, 35% by weight garbage slag, 20 wt .-% blast furnace cement and 22 wt .-% water, based on the total solids content.
  • - 20 Gew.-% Filterstäube, 15 Gew.-% Rauchgasreinigungsrückstände, 25 Gew.-% Müllverbrennungs-Schlacke, 15 Gew.-% Steinkohlenflugasche, 25 Gew.-% Hoch­ ofenzement und 25 Gew.-% Wasser, bezogen auf den gesamten Feststoffgehalt.- 20% by weight filter dust, 15% by weight flue gas cleaning residues, 25% by weight Waste incineration slag, 15% by weight hard coal fly ash, 25% by weight high kiln cement and 25 wt .-% water, based on the total solids content.
  • - 30 Gew.-% Rauchgasreinigungsrückstände, 15 Gew.-% Müllverbrennungs-Schlacke, 20 Gew.-% Steinkohlenflugasche, 35 Gew.-% Hochofenzement und 30 Gew.-% Wasser, bezogen auf den gesamten Feststoffgehalt.- 30% by weight flue gas cleaning residues, 15% by weight waste incineration slag, 20% by weight hard coal fly ash, 35% by weight blast furnace cement and 30% by weight Water, based on the total solids content.
  • - 10 Gew.-% Filterstäube und/oder Rauchgasreinigungsrückstände, 10 Gew.-% Stein­ kohlenflugasche, 60 Gew.-% Müllverbrennungs-Schlacke, 20 Gew.-% gebrannter Kalk und 17 Gew.-% Wasser, bezogen auf den gesamten Feststoffgehalt.- 10% by weight of filter dust and / or flue gas cleaning residues, 10% by weight of stone coal fly ash, 60% by weight waste incineration slag, 20% by weight burned Lime and 17 wt .-% water, based on the total solids content.
  • - 10 Gew.-% Filterstäube und/oder Rauchgasreinigungsrückstände, 10 Gew.-% Stein­ kohlenflugasche, 50 Gew.-% Müllverbrennungs-Schlacke, 30 Gew.-% 90%ige Kalk­ milch.- 10% by weight of filter dust and / or flue gas cleaning residues, 10% by weight of stone coal fly ash, 50% by weight waste incineration slag, 30% by weight 90% lime milk.

Bei der Herstellung des Gemenges ist unbedingt auf die abgestimmte Wirkungsweise der Komponenten Filterstäube und/oder Rauchgasreinigungsrückstände, Steinkohlen­ flugasche, Müllverbrennungs-Schlacke und des jeweiligen Bindemittels (Hochofenze­ ment, gebrannter Kalk oder anderes Bindemittel) zu achten (siehe Tabellen 1 bis 5). Erst die definierte Zusammensetzung oben genannter Komponenten im jeweiligen Sub­ stanzgemisch bewirkt eine ausreichende Stabilität und Eluationsbeständigkeit der aus­ gehärteten Festkörper. So wird erst durch das optimierte Verhältnis von Filterstäuben und/oder Rauchgasreinigungsrückständen und Steinkohlenflugasche die Sulfatpuffe­ rung (Vermeidung von "Ettringitreaktionen") und die Erhöhung der Gefügedichtigkeit (Porenverschluß) zur Vermeidung von erhöhtem Chloridaustrag erreicht. Ferner muß die Zugabe von Steinkohlenflugasche auf die Korngrößenverteilung der aufbereiteten und abgelagerter Müllverbrennungs-Rohschlacke (0/32 mm) abgestimmt sein, da ein zu ho­ her Anteil die Korngrößenverteilung des Gesamtgemisches negativ beeinflussen und die Verdichtungswilligkeit des Gesamtgemisches erheblich herabsetzen würde.When producing the batch, it is essential that the mode of action is coordinated of the components filter dust and / or flue gas cleaning residues, hard coal fly ash, waste incineration slag and the respective binder (blast furnace ment, quicklime or other binding agent) (see tables 1 to 5). First  the defined composition of the above components in the respective sub Punch mixture ensures sufficient stability and resistance to elution hardened solid. This is only possible through the optimized ratio of filter dusts and / or flue gas cleaning residues and hard coal fly ash the sulfate puff tion (avoidance of "ettringite reactions") and increasing the structural density (Pore closure) reached to avoid increased chloride discharge. Furthermore, the Adding hard coal fly ash to the grain size distribution of the processed and deposited waste incineration raw slag (0/32 mm) must be matched, because one too high Her share negatively affect the grain size distribution of the total mixture and the Willingness to compress the entire mixture would significantly decrease.

In diesem Zusammenhang ist ferner darauf hinzuweisen, daß als Trägermaterial (Auf­ bau der Kornstruktur) aufbereitete und abgelagerte Müllverbrennungs-Rohschlacke ver­ wendet wird. Es wurde gefunden, daß Müllverbrennungs-Rohschlacke, die unmittelbar nach dem Austrag aus dem Naßentschlacker vorliegt, einen zur Verdichtung ungeeig­ neten Kornaufbau (Anteil < 32 mm meist über 15%) besitzt, da sie einen hohen Anteil an Überkorn wie z. B. sperrige und längliche Gegenstände, unverbranntes Material (z. B. Holz, Papier) und deformierte größere Metallstücke enthält. Müllverbrennungs- Rohschlacke weist ferner eine nicht ausreichende Raumbeständigkeit aus, die im Ver­ laufe der Ablagerung aufgrund von Karbonatisierungsprozessen erheblich verbessert wird.In this context, it should also be noted that the carrier material (on construction of the grain structure) processed and deposited waste incineration slag is applied. It has been found that waste incineration slag that is immediately after discharge from the wet slag remover, one unsuitable for compression neten grain structure (proportion <32 mm mostly over 15%), because it has a high proportion oversize such as B. bulky and elongated objects, unburned material (e.g. Wood, paper) and deformed larger pieces of metal. Waste incineration Raw slag also shows insufficient spatial stability, which in Ver the deposit process was significantly improved due to carbonation processes becomes.

Ferner muß aus ökonomischen Gründen der Bindemittelanteil auf die Zusammenset­ zung des Gesamtgemisches abgestimmt sein. Da die Müllverbrennungs-Schlacke auf­ grund ihres abgestuften Kornaufbaus ein sich selbst stützendes Trägermaterial darstellt, werden bereits ausreichende Druckfestigkeiten erreicht, wenn die Poren der Müllver­ brennungs-Schlacke durch das Bindemittel vollständig geschlossen und die einzelnen Körner der Müllverbrennungs-Schlacke an den Kantenberührungen durch das Binde­ mittel verfestigt sind. Dies setzt den erforderlichen Bindemittelbedarf erheblich herab.Furthermore, for economic reasons, the proportion of binder must be on the composition tion of the overall mixture. Because the garbage incineration slag on is a self-supporting carrier material due to its graded grain structure, sufficient compressive strengths are already achieved when the pores of the garbage Burning slag completely closed by the binder and the individual Grains of waste incineration slag at the edge contacts through the bandage are medium solidified. This considerably reduces the required binder.

Substanzmischungen, die nicht den erfindungsgemäßen Zusammensetzung entspre­ chen, und ähnlich hohe Druckfestigkeiten und Eluationsbeständigkeiten bei vergleichba­ ren Bindemittelgehalten aufweisen, sind nicht bekannt. Mixtures of substances that do not correspond to the composition according to the invention chen, and similarly high compressive strengths and elution resistance at comparable Ren binder contents are not known.  

Ähnlich positive Werte für die Eluationsbeständigkeit und Druckfestigkeit ergeben sich bei der Verwendung von karbonatischen Bindemitteln. Das natürliche Bindemittel von Müllverbrennungs-Schlacken ist Calciumkarbonat, das in verstärktem Maße während der Ablagerungsphase entsteht. Eine Zufuhr von zusätzlichem Karbonat durch ein kar­ bonatisches Bindemittel (z. B. Baukalke wie Kalkstein, Branntkalk, Kalkhydrat, Kalk­ milch) führt aufgrund des gleichen Bindungschemismus ebenfalls zu hohen Druckfestig­ keiten und Eluationsbeständigkeiten. Ferner wird der Anteil an Calciumoxid der Stein­ kohlenflugasche aktiviert, die somit in der Folge aufgrund der Umwandlung des Calcium­ oxidanteiles in Calciumkarbonat (karbonatisches Bindemittel) zusätzlich verfestigend wirkt. Die Verwendung von karbonatischen Bindemitteln im Vergleich zu silikatischen Bindemitteln führt insgesamt zu geringeren Druckfestigkeiten, wobei die Verwendung von karbonatischen Bindemitteln jedoch aufgrund der geringen Kosten ökonomische Vorteile bietet.Similarly positive values for the elution resistance and compressive strength result when using carbonate binders. The natural binder from Waste incineration slag is calcium carbonate, which is increasingly used during the deposition phase arises. A supply of additional carbonate through a kar Bonatic binder (e.g. building limes such as limestone, quicklime, hydrated lime, lime milk) also leads to high compressive strength due to the same bond chemism and elution resistance. Furthermore, the proportion of calcium oxide in the stone coal fly ash activated, which is consequently due to the conversion of calcium oxide content in calcium carbonate (carbonate binder) additionally strengthening works. The use of carbonate binders compared to silicate Binder leads to lower compressive strengths overall, the use of carbonate binders, however, economical due to the low cost Offers advantages.

Zweckmäßigerweise erfolgt für die Herstellung der stabilen Formkörper zuerst ein Mi­ schen der Filterstäube und/oder Rauchgasreinigungsrückstände mit der Steinkohlen­ flugasche, damit ein homogenes Gemenge (große potentielle Kontakt- bzw. Reaktions­ fläche) dieser Stoffe entsteht. Anschließend wird das Gemisch mit Müllverbrennungs- Schlacke vermengt, so daß eine teilweise Einbindung in den Porenraum der Müllver­ brennungs-Schlacke (Porenvolumen ca. 20 bis 30 Vol.-%) erfolgt. Nach der Zugabe des Bindemittels und der erforderlichen Wassermenge werden die Formkörper (ca. 1 m3) durch pressen oder einrütteln hergestellt, wobei eine selbständige Aushärtung erfolgt.Appropriately, for the manufacture of the stable moldings, a first mixing of the filter dusts and / or flue gas cleaning residues with the hard coal fly ash is carried out, so that a homogeneous mixture (large potential contact or reaction area) of these substances is formed. The mixture is then mixed with waste incineration slag, so that a partial integration into the pore space of the waste incineration slag (pore volume approx. 20 to 30% by volume) takes place. After the addition of the binder and the required amount of water, the moldings (approx. 1 m 3 ) are produced by pressing or shaking, with an independent hardening taking place.

Claims (10)

1. Verfahren zur Entsorgung und/oder Verwertung von Filterstäuben und/oder Rauch­ gasreinigungsrückständen aus Müllverbrennungsanlagen und aufbereiteten und ab­ gelagerten Müllverbrennungs-Rohschlacken, bei dem elutionsbeständige und druck­ stabile Festkörper hergestellt werden, wobei ein Gemenge aus Filterstäuben und/oder Rauchgasreinigungsrückständen, aus Müllverbrennungs-Schlacke, aus Steinkohlenflugasche und aus einem anorganischen hydraulischen oder karbonati­ schen Bindemittel unter Zusatz von Wasser durch Vermischen der Ausgangskompo­ nenten hergestellt wird, wobei sich die elutionsbeständigen und druckstabilen Form­ körper durch Abbinden des Gemenges bilden.1. Process for the disposal and / or recycling of filter dust and / or smoke gas cleaning residues from waste incineration plants and processed and from stored waste incineration slag, which is resistant to elution and pressure stable solids are produced, a mixture of filter dusts and / or flue gas cleaning residues, from waste incineration slag Hard coal fly ash and from an inorganic hydraulic or karbonati binder with the addition of water by mixing the original compo nenten is produced, whereby the elution-resistant and pressure-stable form Form the body by tying the batch. 2. Verfahren nach Anspruch 1 wobei als anorganisches Karbonatisches Bindemittel gebrannter oder gelöschter Kalk oder Kalkmilch verwendet wird.2. The method according to claim 1, wherein as an inorganic carbonate binder burnt or slaked lime or milk of lime is used. 3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei als anorganisches hydraulisches Bindemittel Ze­ ment, bevorzugt Hochofenzement, verwendet wird.3. The method according to claim 1, wherein Ze as inorganic hydraulic binder ment, preferably blast furnace cement, is used. 4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Gemenge bevorzugt 5 bis 40 Gew.-% Filter­ stäube und/oder Rauchgasreinigungsrückstände, 5 bis 30 Gew.-% Steinkohlenflug­ asche, 10 bis 80 Gew.-% Müllverbrennungs-Schlacke, 10 bis 50 Gew.-% gebrannter Kalk und 10 bis 30 Gew.-% Wasser, bezogen auf den gesamten Feststoffgehalt, enthält.4. The method according to claim 2, wherein the mixture preferably 5 to 40 wt .-% filter dust and / or flue gas cleaning residues, 5 to 30% by weight hard coal flight ash, 10 to 80 wt .-% waste incineration slag, 10 to 50 wt .-% burned Lime and 10 to 30% by weight water, based on the total solids content, contains. 5. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Gemenge 5 bis 40 Gew.-% Filterstäube und/oder Rauchgasreinigungsrückstände, 5 bis 30 Gew.-% Steinkohlenflugasche, 10 bis 70 Gew.-% Müllverbrennungs-Schlacke und 20 bis 50 Gew.-% 70 bis 100%ige Kalkmilch enthält.5. The method according to claim 2, wherein the mixture 5 to 40 wt .-% filter dust and / or flue gas cleaning residues, 5 to 30% by weight hard coal fly ash, 10 up to 70% by weight waste incineration slag and 20 to 50% by weight 70 to 100% Contains lime milk. 6. Verfahren nach Anspruch 1 wobei das Gemenge 5 bis 40 Gew.-% Filterstäube und/oder Rauchgasreinigungsrückstände, 5 bis 30 Gew.-% Steinkohlenflugasche, 1 bis 85 Gew.-% Müllverbrennungs-Schlacke, 5 bis 40 Gew.-% Zement und 10 bis 30 Gew.-% Wasser, bezogen auf den gesamten Feststoffgehalt, enthält.6. The method according to claim 1, wherein the mixture 5 to 40 wt .-% filter dust and / or flue gas cleaning residues, 5 to 30% by weight hard coal fly ash, 1 up to 85 wt% waste incineration slag, 5 to 40 wt% cement and 10 to 30 % By weight of water, based on the total solids content. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Herstellung des Formkörpers unter pressen in einer Form und Aushärtung des gepreßten Materials erfolgt.7. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the production of the shaped body under pressing in a form and curing of the pressed material. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Herstellung des Formkörpers unter rütteln in einer Form und Aushärtung des gerüttelten Materials erfolgt.8. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the production of the shaped body done while shaking in a mold and hardening the shaken material. 9. Verwendung eines nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 herge­ stellten Formkörpers als Verfüllmaterial im untertägigen Bergbau. 9. Use of a method according to one of claims 1 to 8 made shaped body as backfill material in underground mining.   10. Verwendung eines nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 herge­ stellten Formkörpers als Deponiematerial übertage.10. Use of a method according to one of claims 1 to 8 provided molded body as landfill material above ground.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE19847857C2 (en) * 1998-10-16 2002-01-31 Oliver Gohlke Process for treating combustion residues, in particular slag from waste incineration plants
EP2699493A1 (en) * 2011-04-22 2014-02-26 Manno, James, Joseph., Jr. Specialized lined landfill system for the stabilization and containment of drilling wastes and coal combustion residues

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