DE2854433C2

DE2854433C2 - Verfahren zur Herstellung eines P↓2↓O↓5↓-haltigen Düngemittels

Info

Publication number: DE2854433C2
Application number: DE2854433A
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. Dr. 5804 Herdecke Meurer
Original assignee: Uhde GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1978-12-16
Filing date: 1978-12-16
Publication date: 1981-10-08
Also published as: USRE31179E; US4300939A; US4257898A; DE2854433A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines PzOs-haltigen Düngemittels mit einem P₂O₅-Gehalt von 3 bis 9 Gew.-% aus Stahlwerkschlacke und einem PÄ-haltigen Abfallschlamm.

Es ist bekannt, ein PzOj-haltiges Düngemittel aus niedrigprozentiger Stahlwerkschlacke herzustellen, indem dieser Schlacke ein phosphatisches Gestein mit höherem P₂O₅-GeIIaIt zugegeben wird, DE-OS 22 28613. Der höhere P₂O₅-GeIIaIt des Gesteins dient lediglich dazu, den Endgehalt der Mischung an P₂Os auf ca. 20 bis 30% zu erhöhen.

Weiterhin ist aus DE-OS 24 58 647 die Herstellung PÄ-haltiger Düngemittel aus Stahlwerkschlacke und P^i-haltigen Abfallstoffen in Form von Bonderschlamm und/oder Abfallstoff aus der Waschmittelerzeugung bekannt, wobei der aus den zugemischten Stoffen gelieferte P2O₅-GesamtgehaIt mindestens 4% beträgt Dabei ist der P₂O₅-GeIIaIt der Abfallstoffe nicht -oder nur geringfügig in Zitronensäure löslich. Als wesentlich ist die Lehre zu betrachten, daß Bonderschlamm und PÄ-haltige Abfallstoffe aus der WaschmiKderzeugung als zuzusetzende Phosphatträger dienen.

Diesem bekannten Stand der Technik ist keine Lehre zu entnehmen, wie Abfallschlamm mit gewissen Beimengungen zu verwerten ist.

Wegen dieser Beimengungen mußte dieser Abfall' schlamm trotz seines hohen Anteils an zitronenlöslichem P₂O₅-GeIIaIt bisher so deponiert werden, daß er nicht in das Oberflächen- bzw. Grundwasser gelangte.

Der Abfall-Schlamm aus Naß-Phosphorsäure-Reinigungsanlagen enthält in unterschiedlicher Menge Substanzen die in der vorliegenden Konzentration überhaupt nicht, auch nicht bei einer Deponie, in das Oberflächen- und Grundwasser gelangen dürfen. So hat z. B. der Abfallschlamm eine Zusammensetzung wie folgt:

Fe	9,0 Gew.-%
P2O5	21,OGew.-o/o
CaO	6,2 Gew.-%
SiO₂	123Gew.-%
MgO	5,8 Gew.-o/o
AI₂O₃	2,7 Gew.-%
Cr₂O₃	0,7 Gew.-o/o
V₂O₅	0,6 Gew.-%
Na₂O	18,0Gew.-%
K₂O	03 Gew.-o/o
F	l,7Gew,-%
C	2,5 Gew.-o/o
S	0,3 Gew.-%
Rest")	18,7 Gew.-o/o
	100,0 Ge w.-%

') Der Rest ist im wesentlichen Hydratwasser und Carbonat. was sich bei 105°C nicht zersetzt hat.

Die Deponierung dieses Schlammes bereitet einige Schwierigkeiten. So werden z. B, die leicht wasserlöslichen, an Alkali gebundenen Phosphate durch Regen ausgewaschen, was letztlich zu einer starken Eutrophierung des örtlichen Oberflächenwassers führt Gleichzei tig werden Anteile der übrigen Schlammsubstanzen mit ausgewaschen. Bei einer Naß-Phosphorsäure-Reinigungsanlage für einen Jahresdurchsatz von ca. 100 0001 H₃PO^ fallen insgesamt ca. 50 0001 Schlamm an. Dieser to Schlamm kann nach dem bisherigen Stand der Technik vorläufig nur deponiert werden. Die Kosten für die vorläufige Deponie werden im wesentlichen bestimmt durch den Geländebedarf, die Folienabdeckung bzw. Einfassung und durch das Inspektionssystem für die

is Sicherheit des Grundwassers. Darüber hinaus ist eine endgültige Lösung dieses Problems in Zukunft noch nicht ersichtlich.

Selbst unter Kenntnis der Lehre nacu DE-OS 24 58 647 ergibt sich keine Aussicht auf Verwertung des Abfallschlammes aus der Naß-Phosphorsäure-Reinigungsanlage.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, Abfallschlamm mit gewissen Beimengungen problemlos zu verwerten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in einem Verfahren zur Herstellung eines P^s-haltigen Düngemittels mit einem P₂O₅-Gehalt von 3 bis 9 Gew.-% aus Stahlwerkschlacke und einem P₂O₅-haltigen Abfallschlamm gelöst indem man als P₂O₅-haltigen Abfall- schlamm den Abfallschlamm aus der Naß-Phosphorsäure-Reinigung einsetzt

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ein Abfallprodukt der Naß-Phosphorsäure-Reinigung mit einem verhältnismäßig

hohen Anteil an Verbindungen, die in solcher Konzentration eine nicht zulässige Umweltbelastung darstellen, auf technisch einfache Weise in ein Produkt überführt wird, das letztlich in großflächiger Verteilung auf und in den Erdboden gelangt, die auf diese Weise verteilten übrigen Substanzen des Abfallschlammes bedeuten keine unzulässige Belastung des Erdbodens. Liegen sie doch in dieser Form eines Düngemittels in wesentlich geringerer Konzentration vor, als in der Form von hochprozentigen, d. h. aufkonzentrierten Düngephos phaten wie z, B. Superphosphaten und Mischdüngern. Bekanntlich erfolgt bei der direkten Herstellung von hochprozentigen Düngephosphaten aus Rohphosphat bzw. vorher ungereinigter Naßphosphorsäure auch das direkte Einbringen der natürlichen Verunreinigungen in das Fertigprodukt, d. h. das Düngemittel»

Über die vorher beschriebenen Vorteile hinaus läßt sich gleichzeitig mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der P₂O₅-Gehalt der Stahlwerksschlacke erhöhen, da der Gehalt an citronensäurelöslichem P₂O₅ im Schlamm wesentlich höher ist als in der Schlacke. Selbst bei einem bis auf ca. 1 % gesunkenen P₂O₅-GeIIaIt der Stahlwerksschlacke aus derzeitigen Konvertern, die mit Sauerstoff beblasen werden, und einer Aufkonzentrierung durch Zugabe von Abfallschlamm auf ca. 3 bis 9% P₂O₅ erreicht der Gehalt an Restsubstanzen bei weitem noch nicht die zulässigen Werte.

Um ein weitgehend gleichmäßiges Endprodukt zu erhalten, wird der Abfallschlamm gleichmäßig der warmen vorbereiteten Schlacke zugemischt.

Besonders vorteilhaft ist die gleichmäßige Verteilung des feuchten Abfallschlammes über die noch heiße Stahlwerksschlacke, weil hierdurch die Verdampfung des im Abfallschlamm enthaltenen restlichen Wassers

erreicht wird und man ein fast trockenes Gemenge hält Aufwendige Trocknungseinrichtungen und erforderliche Trocknungsenergie lassen sich wesentlich reduzieren.

In den nachfolgenden Zahlenbeispielen wird das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert.

Beispiel 1

Ober ein gefülltes ungekühltes Schlackenbeet mit ca. 1000 t LD-Schlacke werden auf eine Räche von etwa 300 m² ca. 2501 Abfallschlamm ausgebreitet. Die LD-Schlacke enthält 1,2% P₂O₅ (löslich), der Schlamm 21% P₂O₅ LTr. (löslich) sowie 50% Feuchte. Durch die Beettrocknung und das anschließende Umhäufeln werden 10% Feuchte ausgetrieben. Die Mischung wird in einer beheizten Mühle auf ein trockenes Endprodukt unter 0315 mm Korngröße gemahlen und enthält 3,4% P₂O₅(IOsIiCh).

Beispiel 2

Auf einem Mischbeet vor der Mühle werden ca.! 400 t LD-Schlacke mit 600 t Abfallschlamm vermengt Die LD-Schlacke wurde durch Zusatz P₂O₅-haItiger Sehlakken bereits auf 3,5% P₂Oj (löslich) angereichert Der Abfallsehlamm enthält 25% P₂O₅ i, Tr. und wurde durch eine Vortrocknung bereits auf 35% Feuchte gebracht, Nach Vorbereitung in der Mahltrocknungsanlage erhält man ein Endprodukt mit 8,2% P₂O₅ (löslich).

Aus den Beispielen wird deutlich, daß mit der Aufkonzentrierung der Stahlwerksschlacke bezüglich des P₂O₅-GehaItes gleichzeitig eine Streckung der im

ίο Abfallschlamm enthaltenen Beimengungen auftritt. Während bei einer Deponie des Abfallschlaromes von ca. 50 000 t/Jahr ein Geländebedarf von ca. 5000 m² benötigt wird, d. h. von 10 t/m² entsprechend 10 000 kg/ m², und damit eine sehr starke, nicht mehr zulässige Wasi-arbelastung pro m³ Oberflächen- und Grundwasser auf begrenzter Räche auftritt ergibt sich bei einer Düngemittelverteilung von 25 kg/100 m² bzw. 0,25 kg/ m² nur eine äußerst geringe Wasserbelastung. So v»ird bei einer Streckung des Abfallschlammes mit Stahlwerksschlacke um das 3fache die jährliche AbfallschlammproduktioR von ca. 50 0001 auf eine Fläche von ca. 600 km² verteilt

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung eines PjOs-haltigen Düngemittels mit einem PÄ-Gehalt von 3 bis 9 Gew.-% aus Stahlwerkschlacke und einem P₂O₅-haltigen Abfallschlamm, dadurch gekennzeichnet,daß man als PzOj-haltigen Abfallschlamm den Abfallschlamm aus der Naßphosphorsäure-Reinigung einsetzt.