DE2628656C2 - Verfahren zur Behandlung von Müll oder Abfall, insbesondere Giftmüll - Google Patents

Verfahren zur Behandlung von Müll oder Abfall, insbesondere Giftmüll

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Müll oder Abfall, Insbesondere Giflmüll, mittels eines Silikats In Gegenwart von Wasser zur Bildung eines festen Aggregats.
Es sind verschiedene Verfahren bekannt, bei denen Müll mit einem Silikat und einem Zementlermlttel In to Gegenwart von Wasser zur Bildung einer Suspension vermischt wird, worauf letztere zu einem Aggregat steinartiger Konkretion ausgehärtet wird. In welchem der umweltverschmutzende Müll eingekapselt Ist. Diese Aggregate können z. B. als Füll- oder Zuschlagstoffe verhi wendet werden. Das bei diesen bekannten Verfahren verwendete Silikat besteht aus einem Alkalimetallsilikat, einem Alumlnlumslllkat oder einem tonhaltigen bzw. Alumlnoslllkat, während als Zementlermllte! Portlandze-
ment verwendet wird. Verfahren dieser Art sind in der FR-PS 12 46 848 und In der DE-PS 22 28 938 beschrieben. Die FR-PS beschreibt ebenfalls ein solches Verfahren, bei dem allerdings kein Zement verwendet, sondern Produkt einer Wärmebehandlung unterworfen wird.
Obgleich die nach diesen Verfahren erhaltenen Aggregate den Umwelischutzbestlmmungen genügen, haftet Ihnen dennoch der wesentliche Mangel an, daß bei einer Rißbildung oder einem Zerfall, wie dies durch einen die mechanische Festigkeit des Aggregats übersteigenden ι ο Druck beispielsweise beim Transport oder beim Auskippen an der Baustelle auftreten kann, die in die Umhüllung steinartiger Konkretion eingekapselten giftigen Stoffe freigesetzt werden. Diese derart freigesetzten Giftstoffe können eine erneute Gefahr darstellen, speziell is wenn sie von Wasserströmen weggetragen werden und dabei die Wasserstraßen verunreinigen. Ein weiterer Nachte'l der bekannten Verfahren Hegt In der Tatsache begründet, daß die steinartigen Konkretionen, in denen der Giftmüll eingekapselt ist, nach einer mehr oder weniger langen Zeitspanne einer Zersetzung oder einem Zerfall unterliegen können, so daß die Giftstoffe freigesetzt werden.
Aufgabe der Erfindung 1st daher hauptsächlich die Ausschaltung der vorstehend geschilderten Nachteile der bekannten festen Aggregate und die Schaffung eines Verfahrens zur Behandlung von Abfall oder Müll, speziell Giftmüll, unter Verwendung eines Silikats In Gegenwart von Wasser, so daß feste Aggregate erhalten werden, die unabhängig von Ihrem jeweiligen Zustand den Umwelt-30 Schutzbestimmungen genügen, d. h. die auch bei Bruch, Zerfall oder Rlßblldung die von Ihnen eingeschlossenen Giftstoffe nicht freigeben. Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der vorstehend genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Silikat In einem sauren jr> Medium zur Bildung von Kieselsäure niedrigen Molekulargewichts behandelt wird, daß die Kieselsäure mit dem zu behandelnden Müll In Gegenwart von Wasser und In einem ausreichend sauren Medium vermischt wird, um dadurch zu gewährleisten, ds.ß der Müll zumindest teil-40 weise in Lösung übergeht, daß aus dem wäßrigen Gemisch ein Gel hohen Molekulargewichts ausgefällt oder niedergeschlagen wird und daß das Produkt schließlich zu einem festen Aggregat ausgehärtet wird.
In spezieller Ausführungslorm der Erfindung 1st die45 Zugabe eines Materials vorgesehen, das sich mit dem hochmolekularen Gel unter Bildung eines Silikats umsetzt.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dein hochmolekularen Gel ein''" Zementlermittel zugesetzt, dirart, daß eine Aufschlämmung gebildet wird, die dann zu einem unglftlgen festen Aggregat ausgehärtet wird.
In besonders vorteilhafter Ausführungsform der Erfindung wird als das unter Slllkatblldung mit dem Gel55 reagierende Material Kalk, Natriumhydroxid oder eine andere Base verwendet.
Die Erfindung erstreckt sich auch auf die nach dem vorstehend geschilderten Verfahren erhaltenen, unglftlgen festen Aggregate.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der folgenden erläuternden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele.
Erfindungsgemäß kann de:· zu behandelnde Müll ein oder mehrere Schwermetall, wie Aluminium, Antimon,65 Silber, Arsen, Barium, Beryllium, Wismuth. Kadmium, Calcium, Cer, Cäsium, Chrom, Kobalt, Kupfer. Zinn, Eisen, Lithium, Magnesium, Mangan, Quecksilber, Nlk-
60 kel, Blei, Plutonium, Radium, Strontium, Uran, Vanadium und/oder Zink, enthalten. Offensichtlich können diese verschiedenen Metalle mit anderen Elementen oder Gruppen von Elementen kombiniert wenden, um Verbindungen, z. B. Oxide, Hydroxide oder Salze, zu bilden. Der Müll kann mithin Anionen, wie Anionen von Su!- phat, Sulphit, Nitrat, Nitrit, Phosphat, Phosphit, Fluorid, Chlorid, Bromld, Nitrid, Cyanid, Sulphid, Cyanat, Thiocyanat, Thlosulphat, Ferricyanid oder Ferrocyanid, enthalten. Neben den verschiedenen genannten Elementen oder Gruppen von Elementen kann der Müll auch speziell organische Verbindungen mit einer polaren Funktion enthalten, etwa Säuren, Basen, Proteine, Kohlehydrate, Fette, therapeutische Mittel, Farbstoffe, Ungeziefervertilgungsmittel, Detergentien bzw. Waschmittel sowie Mineralöle und Kohlenwasserstoffe.
Der nach dem erflndungsgemäßen Verfahren behandelbare Müll kann von verschiedenartiger Herkunft sein. Bestimmte Arten von nach diesem Verfahren behandelbarem Müll sind In der nachfolgenden Tabelle nach zugehörigen Kategorien und entsprechend den Industrien, wo sie anfallen, klassifiziert aufgeführt.
Industrie Müllkategorie Physikalischer
Zustand
Stahlindustrie Beizen Flüssigkeiten
Neutralisieren Aufschlämmungen
Stoffabscheider Feststoffe und
Aufschlämmungen
Säureregeneration Lösliche Salze
Bergbau Neutralisierungs- Flüssigkeiten
station
Kraftwerke Kesselanlagen Asche
Obcrflächen- Metallsalze Flüssigkeiten
behandlungs- Säuren und Basen Flüssigkeiten
anlagcn Abwasserklärung Flüssigkeiten und
Aufschlämmungen
Auffrischung von Flüssigkeiten
Ionenaustauschern
Chemische Säuren und Basen Flüssigkeiten
Werke Metallsalze Flüssigkeiten
Nichteisen Beizen Flüssigkeiten
metalle Auffrischen von Lösliche Salze
Säuren
Fertigungsabfall Feststoffe
Gewisse Mlkroverunrelnlgungsbestandtelle stammen von anderen Industriezweigen her, etwa das aus Ungezlefervernichtungsmltteln entweichende Quecksilber, Papierstoff und Bestandteile elektrischer Zellen, das Vanadium, das aus diesen enthaltenden Kohlenwasserstoffen entweicht, das von Kraft- und Schmierstoffen herrührende Blei, das aus dem In der Luftfahrt verwendeten Kerosin stammende Zink, die Radioisotope von Uran, Kobalt, Cäsium, Plutonium, Radium, Thorium und dergleichen, die aus dem bei der Behandlung von Erzen, von Kernreaktoren, von Anlagen zur Behandlung von Strahlungs-Brennmatcrlal anfallenden Muli stammen usw.
Wie erwähnt, umfaßt die erste Phase des erflndungsge-
mäßen Verfahrens die Herstellung von Kieselsäure aus einem Silikat in einem sauren Medium. Das für diesen Zweck verwendete Silikat 1st ein Silikat von Alkalimetall, von Erdalkalimetall oder von Aluminium oder aber ein Aluminosilikat; letzteres besteht wiederum vorzugsweise aus Rückständen oder Nebenprodukten, z. B. Schlacken, insbesondere Hochofenschlacken, oder der bei der Verbrennung von Brennstoffen, wie Koks, entstehenden Flugasche. Allgemein gesagt, wird das Silikat zur Säure in wäßriger Lösung zur Einstellung eines pH-Werts des Gemisches von 0,5 bis 3, vorzugsweise von 1 bis 3, zugegeben, wobei die Säure speziell aus Schwefelsäure, Salzsäure oder Salpetersäure oder möglicherweise aus einem Gemisch dieser Sauren besteht. Nach einer ausreichenden Zeitspann;: werden die Feststoffe von der Flüssigkeit abgetrennt, möglicherweise nach bekannten Verfahren, wie Filtern und/oder Dekantieren. Die entstehende Säure besteht aus einem Gemisch aus Monokleselsäure und Silikasol, dessen Polymerisationsgrad sehr begrenzt ist und das im folgenden der Einfachheit hJber als »Kieselsäure niedrigen Polymerisationsgrads« oder als »niedrigmolekulare Kieselsäure« bezeichnet wird. Diese nledrigpolymere Kieselsäure besttht aus Mono-, Bi-, Tri-, Tetra- und Polykieselsäure. deren Molekulargewicht jedoch 50 000 nicht übersteigt. Aus diesem Grund ist es sehr wesentlich, bei der Zugabe der Säure einen pH-Wert von 0,5 bis 3 einzustellen, da außerhalb dieses Bereichs liegende pH-Werte eine übermäßige Polymerisation der Kieselsäure hervorrufen können. Die niedrigmolekulare Kieselsäure muß möglichst augenblicklich mit dem zu behandelnden Müll vermischt werden, und zwar Im Hinblick auf ihre Instabilität und die Tatsache, daß ihr PoIymerisalionsgrad proportional zur verstreichenden Zelt zunimmt. Die Kieselsäure kann vor der Verwendung höchstens einige Tage lang aufbewahrt werden.
Erflndungsgemäß wird der zu behandelnde Müll mit der niedrigmolekularen Kieselsäure in Gegenwart von Wasser und In einem ausreichend sauren Medium vermischt, damli der Müll zumindest teilweise in Lösung übergehen kann. Vorzugswelse wird der Müll Im voraus in einer getrennten Phase teilweise gelöst, bevor er zur Kieselsäure zugegeben wird. Der löslich zu machende Müll kann auch mit der Schlacke vermischt werden, well diese Rückstände bei Säurezugabe löslich bzw. gelöst werden. Der Ausdruck »zumindest teilweise In Lösung übergehen« oder »teilweise löslich gemacht« bedeutet, daß etwa 70% des Mülls In Lösung übergehen, während der Rest, allgemein gesprochen, aus Produkten besteht, die nicht lös".ich gemacht werden können, z. B. aus gewissen organischen Substanzen. Der Müll wird dieser Behandlung vorzugsweise so lange unterworfen, bis zwischen 85 und 95% der Ihn bildenden Substanzen In Lösung überführt worden sind. Die verwendeten Säuren können ebenfalls aus einem Abfallstoff, einem Rückstand oder einem Nebenprodukt bestehen, etwa aus einer Beizlösung.
Wenn der behandelte Müll dem Wasser einen derart sauren pH-Wert zu erteilen vermag, daß der Müll teilweise in Lösung übergeht, braucht offensichtlich keine zusätzliche Säure hinzugefügt zu werden. Wenn der Müll eine niedrige Azidität oder eine neutrale oder alkalische Konsistenz besitzt, wird genügend Säure zugesetzt, um den pH-Wert auf etwa 1 oder weniger zu reduzieren. Offensichtlich hängt die zuzusetzende Säuremenge In erster Linie und hauptsächlich von den Im Müll enthaltenen Verunreinigungselementen bzw. Schadstoffen ab. Bei einem z. B. Elsen und Kupfer enthaltenden Müll muß der pH-Wert auf einen Wert von 4 verringert werden, um das Kupfer in Form von Hydroxid löslich zu machen, während der pH-Wert im Fall von Elsen auf 1 verringert werden muß. Die Temperaturbedingungen und die Dauer des Solubilisierungsverfahrens stellen keine ausschlaggebenden Faktoren dar, doch sollte das Verfahren selbstverständlich so lange durchgeführt werden, bis sich der Müll und insbesondere die in Ihm enthaltenen Schadstoffe vollständig aufgelöst haben. Erflndungsgemäß wird der Müll nach der teilweisen
ίο oder vollständigen Auflösung mit der niedrigmolekularen Kieselsäure zur Bildung eines hochmolekularen Gels umgesetzt, wobei diese umsetzung vorzugsweise mittels eines Katalysators erfolgt, dessen Aufgabe in der Aktivierung der Ausfällung bzw. Ablagerung des Gels besteht. Als Mittel zum Katalysieren der Ausfällung des Gels für diesen Zweck wird je nach dem pH-Wert und der Art des gelösten Mülls vorzugsweise eine Säure oder eine Base verwendet. Wenn das Gemisch aus dem solubilislerten Müll und der Kieselsäure z. B. einen pH-Wert von etwa 2 besitzt und der Müll Giftstoffe enthält, die bei einem pH-Wert von unter 4 nicht ausgefällt werden können, sollte eine Base In einer für die Einstellung dieses pH-Werts ausreichenden Menge zugesetzt werden. Wenn dagegen das Gemisch aus solubllisiertem Müll und Kieselsäure dem Wasser einen ausreichend auf der sauren Seite liegenden pH-Wert verleiht, so daß alle Bestandteile ausfallen, wird erslchtiicherwelse durch Säurezugabe nichts mehr erreicht. Die bei Verwendung einer Säure eingesetzten katalytischen Reagentien bestehen meist aus einsr starken Mineralsäure, wie Salzsäure, Schwefelsäure und dergleichen oder einem Gemisch dieser Säuren, während sie Im Fall der Verwendung einer Base normalerweise aus einer Aufschlämmung bestehen, etwa aus Natriumhydroxid, Kallumhydroxld, Calclumhydroxid, Karbonaten oder Hydrocarbonaten oder einem Gemisch dieser Basen. Diese Katalysatoren werden vorzugsweise in einer unreinen Form verwendet (z. B. belgische und englische Schlacken usw. als basische Katalysatoren).
Es Ist dennoch darauf hinzuweisen, daß die Verwendung eines basischen Katalysators bevorzugt wird, speziell dann, wenn der Müll Metajle enthält, well die Schadstoffe Im allgemeinen zufriedenstellender In die Polynierkette des Gels eingebaut werden können, wenn der pH-Wert über 2 liegt. Pies beruht darauf, daß bei pH-Werten von über 2, d. h. entsprechend dem Bereich, in welchem die Ionisierung und somit die Polymerisation der Kieselsäure am geringsten Ist, die Kieselsäure Intensiv Ionisiert wird und sich leicht mit den Schadstoffen umsetzt, insbesondere wenn diese aus Metall bestehen. Bei pH-Werten von unter 2 Ist die Ionisierung der Kieselsäure weniger Intensiv, und die Schadstoffe werden Im allgemeinen der Polymerkette nicht so leicht einverleibt. Dies Ist der Grund dafür, weshalb der zugegebene Katalysator ganz besonders vorteilhaft aus einer Base bestehen sollte, und zwar vorzugsweise in einer solchen Menge, daß der den pH-Wert des Mediums auf bis zu 8 erhöht.
Das erflndungsgemäß gebildete Gel Ist tatsächlich ein Mlschnlederschlag aus hochpolymerer Kieselsäure (SiIlkagel) und aus hydratlslerten, aus dem Müll entweichenden Schadstoffen (wenn die Schadstoffe aus Metallen bestehen, liegen sie Im Gel In der Form von metallischen Hydroxiden vor), die in die Polymerkette des Sllikagels
h"; elnbez.ogen werden und somit eine Kette hohen Molekulargewichts bilden, bei welcher die Schadstoffe angenommenerweise unmittelbar mit den Siliziumatomen verklinkt bzw. verkettet sind, möglicherweise mit letzteren
abwechselnd, d. h. daß jedes Siliziumatom mit mindestens einem Schadstoffelement verbunden Ist.
Die Temperaturbedingungen und die Behandlungsdauer sind keine ausschlaggebenden Faktoren, doch findet die Polymerisation manchmal schneller statt, wenn das Gemisch aus Kieselsaure und solublllslertem bzw. gelöstem Müll be! der Katalysatorzugabe gerüttelt wird. Das resultierende hochpolymere Gel kann man dann zum Härten stehenlassen, um ein festes Aggregat zu erhalten. Das Gel kann aber auch zur Aktivierung des |() Aushärteprozesses erwärmt werden.
Wie erwähnt, wird dem hochpolymeren Gel vorzugsweise eine Substanz zugesetzt, die mit dem Gel unter Bildung eines Silikats reagiert. Zu diesem Zweck kann Kalk, In gelöschter, gebrannter oder hydratlslerter Form, '5 oder Atznatron (Natriumhydroxid) oder aber ein Zementlermittel, z. B. in Pulverform, verwendet werden. Ein Gemisch aus Kalk und Zementlermittel erweist sich als besonders wirksam.
Es Ist darauf hinzuweisen, daß es für diesen Zweck gleichermaßen möglich Ist, das Gel vom Rest der es enthaltenden wäßrigen Lösung abzutrennen, wobei dieses Abtrennen mit Hilfe bekannter Einrichtungen für die Trennung von Feststoffen und Flüssigkelten erfolgt, z. B. durch Filtrieren und/oder Dekantieren. Diese Lösung, die tatsächlich aus praktisch reinem Wasser besteht, kann dann In eine der Verfahrensphasen rückgeführt werden. In diesem Fall wird der mit dem Gel unter Bildung eines. Silikats reagierende Stoff und/oder das Zementlermlttel in Gegenwart von Wasser, z. B. In Form einer flüssigen Paste zugegeben. Die günstigsten Zementiermittel sind Portlandzement mit oder ohne Sekundärbestandteile, metallurgische Mischzemente, Kllnkerschiaekenzenienie, übersulphalierle (super-sulphated) Zemente, tonhaltige Zemente, Natriumsilikat oder ^s Gemische dieser verschiedenen Zementlermittel.
Die für die Umsetzung erforderliche Wassermenge muß mindestens 15%, bezogen auf den Rest der festen Substanzen, betragen. Je größer die Wassermenge, um so länger benötigt das Gel oder die Aufschlämmung ersiehtllcherweise für das Aushärten, und zwar unabhängig davon, ob die Umsetzung unter Verwendung einer Substanz, die mit dem Gel unter Bildung eines Silikats reagiert, und/oder des Zementiermittels durchgeführt wird oder nicht.
Die Menge des Zementlermittels muß so bemessen sein, daß es im Gemisch mit dem Gel und möglicherweise mit anderen Mitteln die Erzielung eines Schlamms bzw. einer Aufschlämmung ermöglicht. Wenn die wäßrige Lösung vom hochpolymeren Gel abgetrennt wird, muß zu diesem Zweck dem Zementiermittel oder dem Kaik mithin eine ausreichende Wassermenge zugesetzt werden, um sicherzustellen, daß das Gemisch die Konsistenz einer Aufschlämmung besitzt und somit die Bestandteile zusammen hydratlsiert werden. Dennoch liegt die Menge an Zementiermittel, die tatsächlich weltgehend von der Menge an Wasser, In deren Gegenwart das Verfahren durchgeführt wird, sowie auch von der Art und der Menge des hochpolymeren Gels abhängt, ganz allgemein im Bereich von 5 bis 50%, bezogen auf das Gewicht des Gemisches. Bei jedem Gemisch hat folglich eine Erhöhung der Gelmenge in bezug auf das Zementiermittel eine Herabsetzung der Druckfestigkeit des erzielten Aggregats zur Folge.
Wenn der Müll eine aus organischen Bestandteilen bestehende Fraktion enthält, kann diese Fraktion vor oder nach der Gelbildung zugegeben werden, weil diese Bestandteile unmittelbar absorbiert und chemisch auf dem Gel absorbiert werden. Diese organischen Bestandteile werden vorzugsweise in Form einer Lösung oder einer Suspension In Wasser zugesetzt, beispielsweise mit Konzentrationen von 5 bis 20 Gew.-%. Organische Substanzen, welche ohne Schwierigkelten dieser Behandlung unterworfen werden können, umfassen sauren Müll oder Abfall, wie Carbolsäuren und Phenole, Latexabfall, Basen, insbesondere ammonlakallsche Basen usw., Salze wie Stearate, Oleate usw.
Wie aus den obigen Ausführungen ersichtlich ist, hängt nach der Bildung des Gels oder der Aufschlämmung die für diesen bzw. deren Aushärtung erforderliche Zeltspanne von einer großen Zahl von Faktoren ab, z. B. vom Wasseranteil, vom Zementiermittel, vom Kalk oder Ätznatron und vom hochpolymeren Gel, von der Art der dem Gel einverleibten Schadstoffe, von der Temperatur und dergleichen. Allgemein kann gesagt werden, daß eine Erhöhung der Temperatur eine Verkürzung der erforderlichen Härtungs- bzw. Abbindezeit mit sich bringt.
Der besondere Vorteil der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten festen Aggregate besteht darin, daß sie bei einem Bruch oder Zerfall keinerlei Gefahr mehr bedeuten, weil sie Ihre giftige Wirkung verloren haben. Dies Ist darauf zurückzuführen, daß die Schadstoffe nicht eingekapselt sind, wie dies bei den nach den bekannten Verfahren hergestellten steinartigen Konkretionen der Fall Ist, bei denen Im Fall eines Bruches der steinartigen Umhüllung die giftigen Bestandteile freigesetzt werden, Im allgemeinen In der Form von Hydroxiden. Erfindungsgemäß sind die Schadstoffe Im Gegenteil durch die Aggregatmasse hindurch gut dlsperglert. Da die erfindungsgemäß gewonnenen Aggregate auch Im Fall eines Bruches Ihre Toxlzltät verloren haben, kann angenommen werden, daß jedes Schadstoffatom In Form eines stark vernetzten kristallinen Silikats an ein Siliziumatom gebunden Ist. Die Schad- oder Giftstoffe sind daher völlig unlöslich gemacht, und sie können nicht mehr In Lösung übergehen, auch wenn sie unmittelbar mit Wasserströmen kontaktiert werden, well sie Innig an die Siliziumatome gebunden sind.
Ein weiterer bedeutsamer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens im Vergleich zum Verfahren gemäß dem Stand der Technik besteht darin, daß im Fall der Verwendung eines Zementiermittels dieses In erheblich kleineren Mengen eingesetzt wird, was im Hinblick auf die vergleichsweise hohen Kosten für Zement eine echte Einsparung bedeutet. Beim bekannten Verfahren wird nämlich das Zementlermittel in Mengen von mindestens 100% des Gesamtgewichts der vorhandenen Trockensubstanz eingesetzt, und dieser Prozentsatz kann sich zudem je nach den gegebenen Umständen um das 10- bis 70fache erhöhen.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Agglomerate bzw. Aggregate können als Füllstoffe, oder für andere Zwecke verwendet werden, beispielsweise für die Herstellung von Bauelementen oder auch zum Vergraben bestimmter Müllarten, etwa von Haushaltsmüll, die nicht nach dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden.
Die erfindungsgemäß gewonnenen Aggregate sind äußerst feste bzw. widerstandsfähige Produkte, deren Auslaugungsgrad in Wasser äußerst niedrig 1st und im allgemeinen unter 0,0008% Hegt. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, daß der Auslaugungsgrad dieser Agglomerate, allgemein gesagt, noch niedriger 1st, wenn ihnen die organischen Produkte In den vorstehend angegebenen Dosen einverleibt sind, was auf den äußerer-
dentllch weiten Anwendungsbereich des erfindungsgemäßen Verfahrens hinweist.
Im folgenden lsi die Erfindung lediglich zur Erläuterung anhand von Beispielen näher beschrieben.
Beispiel 1
In ein mil einem Rührwerk ausgerüstetes Gefäß wurden 100 g granulierte Schlacke, 250 ml Wasser, 80 g Aufschlämmung (30% Trockensubstanz) mil Fe (23%), Cu (9%), Ni (0,25%), Cr (3,7%), Cd (1,4%), Be (0,2%) und 3,8 g K2CR2O7 sowie 35 ml 32%lge HCl eingegeben, um die Aufschlämmungen In Lösung übergehen zu lassen. Unter Aufrechterhaltung eines pH-Wertes von 0,5 bis 2,5 wurden dann 36,6 ml HCI (32%ig), gefolgt von 144 ml H2SO4 (40%lg), zugesetzt.
Hierauf wurde die Polymerisation durchgeführt, die von einer fortschreitenden Erhöhung des pH-Wertes auf bis zu 7 mittels einer geeigneten Base begleitet wurde.
Das Zementieren der Granulate erfolgte in der Welse, daß der noch im gleichen Gefäß befindlichen Masse ein Gemisch aus 100 g granulierter Schlacke, 30 g Zement und 25 g Kalk (Abfall) oder 14 g NaOH (Abfall) zugegeben wurde. Das auf diese Welse gebildete Produkt bestand aus einem Schlamm, der sich nach drei Tagen In ein festes Material verwandelt hatte.
15
25
Beispiel 2
In ein mit Rührwerk ausgestattetes Gefäß wurden 100 g granulierte Schlacke, 250 ml Wasser, 3,8 g K2CR2O7 und sodann 36,6 ml HCl (32%ig) sowie 144 ml H2SO4 (40%lg) eingegeben, wobei der pH-Wert zwischen 0,5 und 2,5 gehalten wurde.
Das gebildete Kadmlumsulphat wurde abgetrennt und dem Flllrat wurden 100 g Schlamm zugesetzt, der in 35 ml 32%lger HCl solublllslert war und 25% Trockensubstanz sowie Fe (5,26%), Cr (2,94%), Ni (3,6596), Cu (0,76%), Cd (3,06%), Zn (26,9%), Al (0,91%), Cl (3,37%), SO* (7,32%), CN (0,0044%) und NO2 (0,00075%) enthielt.
Das Gemisch wurde geschüttelt bzw. gerührt und die Polymerisation wurde bei fortschreitender Zunahme des pH-Wertes auf 7 durchgeführt. Hierauf wurden 50 g Natriumphenatlösung (10% auf Trockensubstanz bezogen) eingeführt. Zur Zementierung wurde ein Gemisch aus 100 g Schlacke, 30 g Portlandzement und 25 g Kalk (Abfall) eingegeben. Das Produkt bestand aus einer Aufschlämmung, die nach drei Tagen ausgehärtet war.
Beispiel 3
In ein mit Rührwerk ausgerüstetes Gefäß wurden 100 g granulierte Schlacke, 2 g Kupferperchlorat, 10 g Natriumphosphat, 3 g Natrlumfluorld und 20 ml Wasser eingefüllt, worauf bei Einhaltung eines pH-Wertes zwischen 0,5 und 2,5 27 ml HCI (32%lg) und 600 ml einer Lösung von Müll oder Abfall eingefüllt wurden, von denen letzlere H2SO4 (106 g/l), Cu (400 mg/1), Zn (19,2 g) und Cr (2,5 mg/1) enthielt.
Während der Polymerisation stieg der pH-Wert forllaufend auf bis zu 8 an. Das Produkt wurde dann mit 200 ml Wasser gewaschen.
Die Zementierung des restlichen Niederschlags erfolgt durch Zugabe von 100 g granulierter Schlacke, 30 g Zement und 12 g Ätznatron bzw. Natriumhydroxid.
Die dabei gebildete Aufschlämmung war nach drei Tagen hart.
Beispiel 4
In ein mit Rührwerk ausgestattetes Gefäß wurden 100 g granulierte Schlacke, 3 g Natriumperlodat, 200 ml Wasser und 10 g Kupferstearat (Abfall) sowie 60 g einer Aufschlämmung mit 40% Trockensubstanz eingegeben, die Nl (33,5%), Zn (16,2%), Cu (13,64%) und CN (0,02%) enthielt. Bei Zugabe von 140 ml 30%iger HNO3 wurde der pH-Wert zwischen 0,5 und 2,5 gehalten, wonach 144 ml H2SO4 zugesetzt wurden. Nach der Säurezugabe wurde die Polymerisation bei einem progressiven Anstieg des pH-Wertes auf bis zu 7 durchgeführt.
Die Zementierung erfolgte durch Zugabe von 100 g Schlacke, 30 g Zement und 20 g Kalk.
Beispiel 5
In ein mit Rührwerk ausgerüstetes Gefäß wurden 100 g Schlacke, 3,8 g K2Cr2O7, 250 ml Wasser und 70 g einer Aufschlämmung mit 7% organischer Substanz, 4% Natriumchlorid, 8% Ammoniumsulphal, 25% Aluminiumhydroxid und 3% Calclumphosphat eingefüllt, worauf 35 ml HCl (32%lg), 144 ml H2SO4 (40%ig) und 10 ml Essigsäure zugegeben wurden und der pH-Wert auf zwischen 0,5 und 2,5 gehalten wurde.
Nach der Einführung dieser Zusätze wurden 15 g Aufschlämmung von der Latexfarbenherstellung zugesetzt, wobei sich der pH-Wert fortschreitend auf bis zu 7 erhöhte.
Die Zementierung erfolgte durch Zugabe von 100 g Schlacke, 30 g Portlandzement und 20 g Kalk.
Das aus den In der Schlacke enthaltenen Sulphiden freigesetzte Wasserstoffsulphld bewirkt dabei eine Reduzierung der oxydierenden Bestandteile, wie Cr6*, des Perlodats und des Perchlorats, die bei den verschiedenen Beispielen zugegeben wurden.

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    1. Verfahren zur Behandlung von Abfall bzw. Müll, Insbesondere von sogenanntem GlftmOll, mit einem Silikat in Gegenwart von Wasser zwecks Bildung eines festen Aggregats, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikat in einem sauren Medium zur Bildung von Kieselsäure niedrigen Molekulargewichts behandelt wird, daß die Kieselsaure mit dem zu behandelnden Müll in Gegenwart von Wasser und in einem ausreichend sauren Medium vermischt wird, um dadurch zu gewährleisten, daß der Müll zumindest teilweise in Lösung übergeht, daß aus dem wäßrigen Gemisch ein Gel hohen Molekulargewichts ausgefällt oder niedergeschlagen wird und daß das Produkt schließlich zu einem festen Aggregat ausgehärtet wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Substanz zugesetzt wird, die mit dem hochmolekularen Gel unter Bildung eines Silikats reagiert.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem hochmolekularen Gel ein Zementlermittel In der Welse zugesetzt wird, daß ein Schlamm bzw. eine Aufschlämmung gebildet wird, und daß die Aufschlämmung zu einem ungiftigen, festen Aggregat ausgehärtet wird.
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Müll vor der Zugabe In einem sauren Medium zumindest teilweise In Lösung gebracht wird.
    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Silikat ein solches eines Alkallmetalls, eines Erdalkallmetalls, von Aluminium und/oder ein Alumlnoslllkat verwendet wird.
    6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikat aus Schlacke, speziell Hochofenschlacke oder Flugasche, die bei der Verbrennung von Brennstoffen anfällt, besieht.
    7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikat mit der Säure In der Weise behandelt wird, daß dem Gemisch ein pH-Wert zwischen 0,5 und 3, vorzugsweise zwischen 1 und 3, verliehen wird.
    8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Müll ein oder mehrere Schwermetalle, wie Aluminium, Antimon, Silber, Arsen, Barium, Beryllium, Wismuth. Kadmium, Calcium, Cer, Cäsium, Chrom, Kobalt, Kupfer, Zinn, Eisen, Lithium, Magnesium. Mangan, Quecksilber, Nickel. Blei, Plutonium, Radium, Strontium, Thorium, Uran, Vanadium und Zink oder eine Verbindung dieser Metalle, etwa ein Oxid, Hydroxid oder Salz, bestehend aus mindestens einem Anion von Sulphat. Sulphlt, Nitrat, Nitrit, Phosphat, Phosphit, Fluorld, Chlorid, Bromld, Nitrid, Cyanld, Sulphld, Cyanai. Thiocyanat, Thlosulphat, Ferrlcyanld oder Ferrocyanid, enthält.
    9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Müll einen organischen Bestandteil mit mindestens einer polaren Funktion enthält.
    10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der behandelte Müll aus einem Material besteht, das dem Wasser, in das es eingebracht wird, einen derart sauren pH-Wert erteilt, daß der Müll zumindest teilweise In Lösung übergeht.
    11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wasser Säure in solcher Menge zugegeben wird, daß der pH-Wert auf etwa 1 oder weniger vermindert wird. 12. Verfahren nach alnem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Müll so lange behandelt wird, bis er nahezu vollständig löslich gemacht bzw. solubilislert 1st.
    13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus dem zumindest teilweise gelösten Müll und Kieselsäure einen derart sauren pH-Wert besitzt, daß ein hochmolekulares Gel ausgefällt wird.
    14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, is dadurch gekennzeichnet, daß die Ausfällung eines hochmolekularen Gels mittels einer Base katalysiert wird.
    15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Base Natriumhydroxid, Kallum- hydroxid. Calciumhydroxid oder Gemische dieser Substanzen verwendet werden.
    16. Verfahren nach Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Base In einer solchen Menge zugesetzt wird, daß der pH-Wert des Mediums auf bis zu 4 bis 10, vorzugsweise 8, erhöht wird.
    17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Müll eine Fraktion organischer Bestandteile enthält und vor oder nach der Gelbildung zugegeben wird.
    18. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß als die unter Bildung eines Silikats mit dem Gel reagierende Substanz Kalk oder Natriumhydroxid verwendet wird.
    19. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß als Zementlermittel ein Portlandzement mit oder ohne Sekundärbestandteile, ein metallurgischer Mischzement, ein Kllnkerschlakkezement, ein übersulphatlerter Zement und/oder ein tonhaltiger Zement oder ein Gemisch dieser Materialien verwendet wird.
    20. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Zementlermittel in einem Mengenanteil Im Bereich von 5 bis 50 Gew.-*, bezogen auf den Rest der Bestandteile, zugesetzt wird.
    21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser In einem Mengenanteil von mindestens 15 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse der eingesetzten festen Substanzen, zugegeben wird.
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