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Umweltfreundliches Streusalz und Verfahren zu seiner Herstellung
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Umweltfreundliches Streusalz und Verfahren zu seiner Herstellung
L)ie Erfindung betrifft ein umweltfreundliches Streusalz sowie ein Verfahren zu
seiner Herstellung.
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Zur Beseitigung bzw. Verhinderung von Schnee- und Eisglätte auf Verkehrsflächen
besitzt Natriumchlorid in Form von Stein- oder Siedesalz nach wie vor die größte
Bedeutung, obgleich die Schäden für die Umwelt beträchtlich sind. So bewirkt Natriumchlorid
eine Schädigung von Bäumen und Pflanzen, erhöht den Salzgehalt der Gewässer, greift
Straßenbeläge
und Bauwerke an und verursacht nicht zuletzt erhebliche Korrosionsschäden an Kraftfahrzeugen.
Darüber hinaus besitzt es nur eine begrenzte Auftauwirkung, die unterhalb -10 oC
praktisch vollstandig zum Erliegen kommt.
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Aus diesem Grund wird dem Natriumchlorid sehr oft Calciumchlorid zugesetzt,
da dieses Schnee und Eis unterhalb -6 0C schneller, wirtschaftlicher und nachhaltiger
auftaut und praktisch bis -33 OC wirksam ist. Solche Mischungen finden beispielsweise
in den Alpenländern, aber auch in den USA als sogenanntes tiotsalz Verwendung, doch
werden die Umweltbelastungen dadurch nur geringfügig reduziert.
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In der DE-AS 14 59 694 wird u. a. auch Harnstoff als Streusalzersatz
vorgeschlagen, der zwar den Vorteil keiner korrosiven Wirkung aufweist, jedoch im
Vergleich zum Natriumchlorid eine wesentlich geringere Auftauleistung und Auftaugeschwindigkeit
besitzt und erheblich teurer ist. Gleichzeitig besteht die Gefahr einer Überdüngung
von Gewässern und Pflanzen.
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Auch flüssige Auftaumittel wie Alkohole und Glykole werden r,euerdings
beschrieben, doch können diese hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit mit dem herkömmlichen
Streusalz - nicht zuletzt wegen der hohen Verdunstungsverluste - kaum konkurrieren.
Darüber hinaus sind solche flüssigen Gemische oft leicht entflammbar.
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Gemäß der DE-OS 29 33 318 wird eine Mischung bestehend aus 20- 30
%0 Natriumchlorid, 20-30 % gebranntem Dolomit und 40-60% Rohdolomit als Streumischung
empfohlen, wobei der gebrannte Dolomit aufgrund der Hydratationswärme einen zusätzlichen
Taueffekt bewirkt. Das Brennen des Doiomits erfordert jedoch zusotzliche Energie-
und Investitionskosten, wodurch dieses Gemisch dem Streusalz. in wirtschaftlicher
Hinsicht deutlich unterlegen ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Streusalz zu entwickeln,
das eine mindestens gleich gute Auftauwirkung wie Natriumchlorid besitzt, jedoch
wesentlich umweltfreundlichere Eigenschaften aufweist und preisgünstig herstellbar
ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemöß dadurch gelöst, daß ein Streusalz
bestehend aus 50- 90 Gew.- Calciumcarbonat und 10- 50 Gew.-Calciumchlorid und eventuell
Zusatzstoffen durch Einwirkung von flüssiger und/oder gasförmiger Salzsoure auf
gekörntes Calciumcarbonat oder durch Sprühgranulierung von Calciumcarbonot mittels
einer Calciumchloridlösung herstellt wird.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren entsteht ein einheitlicher Streusalztyp,
der aus einer leichtlöslichen (Calciumchlorid) und einer schwerlöslichen Wirkstoffkomponente
(Calciumcarbonat) besteht.
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Bei einer durchschnittlichen Calciumchoridanreicherung von 10 - 25
% im Calciumcarbonat wird die Hauptmenge der Chloridionen in derKornfraktion von
0,20- 1 mm gebunden.
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Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß von diesem feinkörnigen
Material wegen des relativ hohen Calciumchloridgehaltes eine schnelle eis- und schneetauende
Wirkung ausgeht, während das grobkörnige Material, welches im wesentlichen die schwerlösliche
Wirkstoffkomponente enthält, sich durch einen Streusandeffekt auszeichnet, der darauf
beruht, daß durch die eislösende Wirkung des Calciumchlorids auf Eis flächen narbige,
rauhe Oberflächen gebildet werden, auf welchen das schwerlösliche Calciumcarbonat
haften bleibt, ohne einen Schmierfilm zu bilden. Im Gegensatz zu dem sehr harten,
kantigen Sandsplitt ist das gekörnte Calciumcarbonat nach dem Herauslösen des Calciumchlorids
wesentlich leichter und besitzt eine kugelige Oberfläche, wodurch der vom Sandsplitt
ausgehende Sandstrahleffekt verhindert wird, der Korrosions- und Lackschäden an
Kraftfahrzeugen hervorruft.
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Das erfindungsgemäße Streusalz belastet die Umwelt in weitaus geringerem
Umfang als Natriumchlorid. Durch die bessere Wirksamkeit der löslichen Calciumchloridkomponente
kann die Einsatzmenge verringert und somit die Chloridbelastung der Umwelt erheblich
reduziert werden. Das schwerlösliche Calciumcarbonat wirkt auf den Boden als Dünge-
und Neutralisationsmittel. Da Calciumchloridlösungen im Vergleich zu Natriumchloridlösungen
kaum korrosiv auf Stahl wirken, wird auf diese Weise auch für den Kraftfahrzeugbereich
eine nicht unwesentliche Entlastung erreicht. Auch im Hinblick auf die Toxizität
sind beide Wirkstoffkomponenten unbedenklich.
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Da es sich bei diesem Streusalz mit seiner griesigen Beschaffenheit
um kein Pulver oder Mischprodukt aus mehreren Einzelprodukten handelt, ist es gut
lagerbar, was für die Vorratshaltung für den Wintereinsatz von ausschlaggebender
Bedeutung ist. Es kann mit.den üblichen Streumaschinen und -geräten auf die Verkchrsflächen
aufgebracht werden Die Herstellung des erfindungsgemäßen Streusalzes erfolgt im
-kontinuierlichen Betrieb durch Einwirkung von wäßriger und/oder gasförmiger Salzsäure
oder einem Zweiphasengemisch durch Aufdüsen oder Begasen des gekörnten Calciumcarbonats
in bewegtem Zustand in Eirich-, Drais- oder anderen Mischern. Bei Verwendung von
wäßriger Salzsäure muß dem Reaktionsgemisch anschließend das Wasser entzogen und
das Produkt bis zu einem maximalen Hydratwassergehalt von cc'. 20 % getrocknet werden.
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In einer besonderen Ausfuhrungsform wird die Reaktion mit gasförmiger
Salzsäure in einem Wirbelstromreaktor durchgeführt, wobei der Trocknungsprozeß entfällt.
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Anstelle der Verwendung von Salzsäure ist es auch möglich, wäßrige
Calciumchloridlösungen auf die in einem Wirbelschichtreaktor bewegte Kalkschüttung
aufzusprühen und das Gemisch anschließend zu granulieren.
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Es besteht auch die Möglichkeit, in einem Arbeitsgang weitere eis-und
schneetauende sowie korrosionsverhindernde Stoffe bei der Herstellung zuzusetzen.
So bewirkt z. B. ein Calciumoxidzusatz von 0,5 - 1 Gew.-% eine weitere Erhöhung
der Auftauwirkung, die auf dessen Hydratationswärme zurückzuführen ist. Darüber
hinaus werden durch die Erhöhung des pH-Wertes die korrosionsverhindernden Eigenschaften
weiter gesteigert.
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Zur Verbesserung der Lagerfähigkeit des erfindungsgemäßen Streusalzes
könnrngegebenenfalls auch 0,1 - 2 Gew.-% solcher Stoffe zugegeben werden, die die
Feuchtigkeitsaufnahme verzögern. Hierbei haben sich vor allem Magnesiumaluminiumsilikate
bewährt, die gleichzeitig als Granulierhilfsmittel wirken. Solche Produkte sind
im Handeiz.S unter den Bezeichnungen Attacote, Attagel und Attasorb erhältlich;
sie können auch noch nachträglich auf das Streusalz aufgranuliert werden.
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Je nach Menge der eingesetzten Salzsäure werden 10 - 50 Gew.-%, vorzugsweise
10 - 25 Gew.-% des Calciumcarbonots durch Calciumchlorid ersetzt. Auf diese Weise
kann der Anteil der eis- und schneelösenden Wirkstoffkomponenten im Endprodukt variabel
dem Einsatzgebiet mit regional unterschiedlichen Költezonen bis -30 oC angepaßt
werden, wobei bei diesen tiefen Temperaturen ein Calciumchloridanteil bis zu 50
Gew.-% empfohlen werden kann, während bei durchschnittlichen Temperaturen von -5
bis -10 OC jedoch ein Anteil von 10 - 25 Gew.- ausreicht.
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Folgende beispielhafte Mischungen wurden durch Einwirkung von wäßriger
salzsäure auf gekörntes Calciumcarbonat hergestellt:
Mischung 1:
Korngröße (mm) Kornanteil (Gew.-) Calciumchloridgehalt (Gew.-) 1 - 5 48,9 3,8 0,25
- 1 51,1 21,9 Mischung 2: 1 - 5 46,5 7,3 0,20 - 1 53,5 24,2 Neben seinem preisgünstigen
Herstellungsverfahren aus Calciumcarbonot der erwähnten Korngröße, welches beispielsweise
als Abfallprodvkt beim Sortieren des Kalksteins vor dem Brennprozeß anfällt, und
Salzsäure, insbesondere Abfallsäure, besitzt es wesentlich umweltfreundlichere Eigenschaften
als das Stein- oder Siedesalz.
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Zur Veranschaulichung der verbesserten Auftaueigenschaften dieses
Streusalzes wurden folgende Untersuchungen durchgeführt und in den Figuren 1 und
2 grafisch dargestellt.
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BeispieL Eine Porzellanschale mit einer Bodenfläche von 100 cm wird
mit 100 cm3 Wasser gefüllt und wahlweise Temperaturen von -5 oder -iot ausgesetzt,
bis alles Wasser zu Eis gefroren ist. Auf diese Eisfläche erfolgt das Aufstreuen
der verschiedenen Streusalzmischungen.
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Anschließend wird 4 Stunden lang in Abständen von 15 Minuten die Schmelzwassermenge
in Gew.-der eingesetzten Wassermenge bestimmt und in den Figuren 1 und 2 grafisch
dargestellt.
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figur 1: ei dieser Versuchsreihe wird ein Vergleich der Mischung 1
(5,7 g entsprechend 1,0 g Chlorid/100 cm2) und Mischung 2 (3,9 g entsprechend 1,0
g Chlorid/100 cm2) mit handelsüblichem Streusalz 3 (1,7 9 entsprechend 1,0 g Chlorid/100
cm2) bei einer Temperatur von -5 OC angestellt.
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Figur 2: er Vergleich gemäß Figur 1 zwischen den Mischungen 1 und
2 mit dem handelsüblichen Streusalz 3 wird bei gleichen Mengenverhältnissen 0 und
einer Temperatur von -10 C wiederholt.
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Diese Versuche zeigen eindeutig, daß die beschriebenen Streusalzmischungen
dem herkömmlichen Natriumchloridstreusalz deutlich überlegen sind, weil sie schnellere
und weitergehende Auftauwirkungen - insbe-0 sondere bei Temperaturen zwischen -5
und -10 C zeigen. Andererseits kann der Chloridgehalt um 20 bis 30 % gesenkt werden,
wenn die Auftauwirkung lediglich der von Natriumchlorid entsprechen soll. Durch
diese beträchtliche Senkung des Chloridanteils und durch die vollkommeine Substitution
der bekanntermaßen für Bäume und Pflanzen schädlichen Natriumionen durch Calciumionen
kommen die umweltfreundlichen ligensch<lften des erfindungsgemäßen Streusalzes
voll zur Wirkung.