DE3834013C2 - Verfahren und Anlage zur Herstellung eines deponiefähigen Erzeugnisses aus zu entsorgendem Asbest - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 und eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Anlage.

Asbest wird als Baustoff wegen seiner Säurefestigkeit und seiner schlechten Wärmeleitfähigkeit in erhebli­ chem Umfang verwendet. Da aber Asbest ein Mineral dargestellt, welches eine faserige Abart von Serpentin oder Hornblende ist, sind seine Zerfalls­ produkte in erheblichem Maße gesundheitsschädlich, insbesondere wenn sie lungengängig sind (z. B. < 5 µm). Asbest muß deswegen unter entsprechenden Vorsichts­ maßnahmen entsorgt werden. Bei der Entsorgung fällt Asbest in gebundener Form an, z. B. als Bestandteil von Putz oder als fester Baustoff, der Asbest enthält. Die Erfindung bezieht sich jedoch auf Asbest, der in faseriger Form z. B. als Wolle anfällt, die zur Wärme­ isolierung von Rohren oder auch als Einsätze von Draht­ netzen, jedoch auch in anderer Form Verwendung findet. Dieses Asbestmaterial enthält die Asbestfasern unge­ bunden und ist daher von gesundheitlichem Standpunkt besonders bedenklich.

Das beschriebene Ausgangsmaterial wird entweder in Plastiksäcken angeliefert, die unter Atemschutz gefüllt werden und das Material gegen die Außenluft abschließen. Oder das Material ist in Kesselwagen enthalten, weiche das zu entsorgende Material absaugen und mit Filter­ anlagen für die Abluft versehen sind. In allen Fällen entstehen durch den mechanischen Abrieb Stäube, welche es verbieten, das angelieferte Material so zu deponieren. Zwar wird versucht, die Plastiksäcke zu exportieren und im Ausland zu deponieren, wo die Vor­ schriften weniger streng sind. Die geringe mechanische Festigkeit des Verpackungsmaterials und die Grenz­ kontrollen machen derartige Versuche jedoch zunichte. Soweit das Material in Kesselwagen angeliefert wird, hat man durch Wasser im Kessel eine Staubbindung versucht, die jedoch nicht ausreicht, weil die angefeuchteten Asbestfasern trocknen und daraus Stäube freiwerden.

Bei einem vorbekannten Verfahren wird das zu entsorgende Asbestmaterial mit Zement und Wasser versetzt, indem man bei der pneumatischen Entleerung eines Kesselwagens dem Fasermaterial Zement zusetzt und es unter Zusatz von Wasser z. B. in Behälter abfüllt. Das deponiefähige Erzeugnis ist dann eine schlammige bis breiige Masse, welche auf der Deponie abgegeben und nach Vorschrift sofort abgedeckt wird, um zu verhindern, daß aus der Masse Stäube freiwerden.

Einerseits ist dieses Verfahren relativ aufwendig, weil es eine entsprechende Organisation auf der Deponie voraussetzt und weil verhältnismäßig viel Zement dabei verbraucht wird. Andererseits ist das Verfahren nicht sicher genug, weil Organisationsmängel auf der Deponie und unvorhersehbare Änderungen der Deponieverhältnisse die Abdeckung des deponierten Erzeugnisses ganz oder teilweise wieder rückgängig machen, wodurch Stäube ent­ stehen und freigesetzt werden können.

Es ist auch bekannt (DE 29 50 462 A1) einen Abfall­ stoff, darunter auch Asbest, mit Zement und Wasser als Härtungsmittel in gieß- oder fließfähigen Zustand zu versetzen, bevor die so erhaltene Masse erhärtet und verdichtet wird. Der gieß- und fließfähige Zustand der Masse setzt eine wäßrige Mischung mit hohem Wasser/Zementfaktor voraus. Die Folge ist das Auftreten oder doch die Gefahr des Auftretens des sogenannten "Blutens" oder Wasser­ abstoßens, d. h. der Eigenschaft des Frischbetons oder Mörtels, in dem der Erstarrung vorausgehenden Zeitabschnitt zu sedimentieren. Durch ihr Eigenge­ wicht neigen die schweren Teile der Masse zum Absinken, während das dadurch verdrängte Anmachwas­ ser an die Oberfläche der Masse dringt. Durch die­ ses Bluten wird die Homogenität der Masse vermin­ dert. Dabei führt das nach oben dringende Wasser die feinen Anteile des Zementes und die sehr leich­ ten Asbestfasern mit sich, die sich schließlich aufgrund ihres geringen Eigengewichts auch von der Zementschlempe trennen. Deshalb ist das vorbekannte Verfahren nicht geeignet, den zu entsorgenden Asbest zu deponieren, so daß kleine Asbestfasern in die Atmosphäre übertreten können.

Eine weitere unerwünschte Folge des hohen Wasserze­ mentfaktors besteht darin, daß die Anreicherung des Wassers sich nicht auf die Oberfläche der Masse be­ schränkt. Die Masse sinkt vielmehr unter den groben Zuschlag ab und an seine Stelle tritt eine wasser­ reiche Zementschlempe geringer Festigkeit. Dann ist der Verbund in der erhärteten Masse stellenweise unterbrochen, was zum Zutritt von Luft führt und dadurch die Gefahr heraufbeschwört, daß Asbestfa­ sern frei werden und in die Atmosphäre übertreten.

Das bei diesem Verfahren vorgesehene Rütteln führt zwar zu einer Nachverdichtung in der Masse, muß sich aber an das Abstreifen des ausgeschiedenen Feinmörtels anschließen, der in dieser Form nicht ohne die Gefahr des Freiwerdens von Asbestfasern und deren Übertritt in die Atmosphäre zu deponieren ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das zu entsorgende Asbestmaterial auf einfache Weise in ein deponiefähiges Erzeugnis umzuwandeln, aus dem keine Stäube und damit gefährliche Partikel frei werden.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit dem Merkmal des Anspruches 1. Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß der Erfindung wird das Verfahren so geführt, daß zunächst eine Mischung hergestellt wird, in der sich der Zement mit dem Wasser zu einer Zement­ schlempe verbindet, welche die Asbestfasern benetzt. Das verbraucht nur geringe Mengen an Ze­ ment. Die Mischung führt zu einer erdfeuchten Masse. Darunter wird eine Feuchtigkeit verstanden, welche das Freiwerden von Wasser bei der an­ schließenden Verdichtung der Mischung verhindert. Diese Mischung führt zu einer Brückenbildung der Zementschlempe zwischen den Fasern, die die Voraus­ setzung für die Faserbindung bildet. Da kein Wasser frei wird, vermeidet die Erfindung Abwasserprobleme und Vorsorgemaßnahmen zur Abwasserklärung mit dem Ziel, die darin unvermeidlich enthaltenen Partikel daran zu hindern, als Stäube in die Atmosphäre überzutreten.

Der Preßvorgang führt trotz des geringen Wassergehaltes zu einem Erzeugnis mit erheblicher Grünfestigkeit. Erreichbar sind Würfelstandfestigkeiten von 27 kg/cm² bei Würfeldichten von ca. 1.048 g/dm³. Das erfindungs­ gemäße Erzeugnis ist dabei nicht notwendig ein Form­ körper, weil das Verpressen auch kontinuierlich erfolgen kann. Wird das erfindungsgemäße Erzeugnis jedoch als Formkörper gewonnen, dann lassen sich die Formkörper in einer für die Deponie günstigen Abmessung gewinnen, die auch ein die Handhabung erleichterndes Gewicht besitzen. Bevorzugt werden dabei Würfel mit einem Rauminhalt von ca. 1/8 cbm.

Als besonders wirksam hat sich das Stampfen der Mischung zur Verdichtung erwiesen. Wenn man hierbei Formkörper herstellt, empfiehlt es sich, die Mischung chargenweise einzustampfen um einen Formkörper zu gewinnen. Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel dieses Verfahrens wiedergegeben:
Zu entsorgender Asbest in angefeuchteter Form mit einem Wassergehalt von ca. 38% wurde in einer Menge von 2.500 g mit 250 g Zement und 250 g Wasser vermischt. Dazu wurde zunächst das zu entsorgende Material mit dem Zement zusammengebracht und mit einem Knethaken, der mit 80 bis 90 U/min umlief, während ein bis zwei Minuten gerührt und aufgelockert. Nach Zugabe des Wassers wurde das Kneten während vier bis fünf Minuten fortgesetzt. Die Mischung fand statt in einem zylindrischen Gefäß mit kugelförmigem Boden, dessen Zylinderdurchmesser 30 cm und dessen Höhe ebenfalls 30 cm betrug.

Die Mischung wurde in eine würfelförmige Form gestampft, welche Würfel von 10×10×10 cm liefert. Das Stampfen erfolgte in drei Chargen, um eine gleichmäßige Dichte des Formkörpers zu erreichen. Gestampft wurde mit einem 5 kg-Gewicht, ohne daß Wasser austrat.

Der entformte Würfel hatte eine Grünfestigkeit von 27 kg/cm² und eine Dichte von 1.058 g/dm³.

Das in dem erfindungsgemäße Verfahren vorgesehen Ver­ dichten läßt sich auch durch Verpressen der Mischung erreichen, wobei man Formkörper herstellen kann. Dieses Verfahren eignet sich besonders für stationäre Anlagen, welche die Formkörper auf rationelle Weise gewinnen können, die infolge ihrer hohen Grünfestig­ keit sofort deponiert, aber auch entformt aufbewahrt werden können, um sie später zu deponieren.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird die Mischung durch Kneten hergestellt und dabei ver­ dichtet. Dieses Verfahren eignet sich insbesondere für den Transport des zu entsorgenden Materials in Kessel­ wagen, weil das Kneten mit einer Austragsschnecke erfolgen kann, deren austragendes Ende durch Ver­ minderung der Zwischenräume zwischen den Wendeln der Schnecke das Verdichten bewirkt. Auf diese Weise läßt sich bei der Entleerung des Kesselwagens unter Zusatz von Wasser und Zement ein trockenes, körniges Erzeugnis gewinnen, das wegen seiner hohen Grünfestigkeit eben­ falls zwischengelagert oder auch unbedenklich und ohne nachträgliche Abdeckung deponiert werden kann.

Auch während langer Standzeiten des erfindungsgemäßen Erzeugnisses braucht ein Freiwerden von gefährlichen Asbeststäuben nicht befürchtet zu werden. Erhöhte Sicherheit gewinnt man jedoch durch eine Ausführungs­ form des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die Formkörper vor der Deponie oberflächenversiegelt werden. Dafür eignen sich bestimmte Kunststoffdispersionen, aber auch bituminöses Material, in das die grünfesten Form­ körper getaucht werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Aus­ führungsbeispieles näher erläutert, das in der Zeichnung wiedergegeben ist; es zeigen

Fig. 1 schematisch einen Stammbaum einer beispiels­ weisen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2 ebenfalls schematisch und in Draufsicht eine Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Draufsicht und

Fig. 3 den Gegenstand der Fig. 2 in Ansicht.

Trockenes, loses Asbestmaterial, das entsorgt werden muß, wird mit Lkw (1) in Säcken (2) verpackt aus Polyäthylen angeliefert. Die entladenen Säcke gelangen in einen Schmelztunnel (3) mit Strahlungsheizung (4). In dem Schmelztunnel wird unter Luftabschluß eine Pyrolyse bei ca. 100 Grad C durchgeführt, welche das Kunststoff­ material der Säcke zersetzt und dadurch das Asbest­ material frei macht, das bekanntlich unbrennbar ist. Aus dem Tunnel tritt das trockene, lose Asbestmaterial in einen Mischer (4) ein. Im Mischer wird dem Material aus einem Silo (5) Zement und aus einem Brauchwasserbehälter (6) Wasser zugesetzt. Die Mischung verläßt den Mischer bei (7) und gelangt chargenweise in eine Kolbenpresse (8). In der Kolbenpresse werden in einem Pressenbehälter (9) mit quadratischem Querschnitt Würfel (10) herge­ stellt, die zunächst in ein Tauchbad (11) gelangen, das flüssiges Bitumen enthält.

Die mit dem flüssigen Bitumen versiegelten Würfel werden mit Lkw (12) zu einer nicht dargestellten Deponie ver­ bracht.

Die nach dem in Fig. 1 dargestellten und vorstehend beschriebenen Verfahren arbeitende Anlage (14) gemäß den Fig. 2 und 3 ist, soweit die Gefahr eines Übertritts gefährlicher Stäube in die Atmosphäre besteht, voll­ kommen gegen die Außenluft abgeschirmt. Dazu ist der Tunnel (3) mit einer Schleuse (15) versehen, durch die die Säcke (2) in den Tunnel unter die Strahlungsheizung (4) gelangen.

Der Tunnelausgang (16) befindet sich oberhalb einer Durchbrechung (17) des Deckels (18) des Mischers (4). Der Mischer ist ein Kollergang mit einem doppelarmigen Koller (19), dessen Koller (20, 21) das Material zer­ kleinern und mit dem eingebrachten Zement und Wasser innig vermischen.

Das erdfeuchte Material verläßt den Kollergang (4) durch eine Bodenöffnung (7), welche einen Verschluß (8) auf­ weist. Der Verschluß ist beweglich und wird von dem Pressenkolben (22) betätigt. Beim Vorlauf des Kolbens, der in Fig. 3 angenommen ist, ist die Öffnung (7) verschlossen. Beim Rückhub des Kolbens wird die Öffnung freigegeben, so daß das Material aus dem Kollergang (4) vor den Kolben in den Pressenzylinder (9) fällt.

Der Pressenkopf (23) ist um eine Achse (24) kippbar, so daß ein Auswerfer (25) mit seinem hin- und hergehen­ den Auswerferkopf (26) den Formkörper (10) aus dem Pressenkopf auf einen Rollengang bzw. ein Rollenband (27) verschieben kann. Das Rollenband führt den Form­ körper (10) in das Tauchbad (11). Ein Greifer (24) entnimmt die Formkörper (10) laufend dem Bitumenbad (11) und stellt diese für den Transport zur Deponie ab. Der Brauchwasserbehälter (6) befindet sich unter der Presse (9), mit dem die Mischung verdichtet wird.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung eines deponie­ fähige Erzeugnisses aus zu entsorgendem Asbest, der in trockener bis feuchter, loser Form vorliegt, Zement und Wasser, wobei das zu entsorgende Ausgangsmaterial mit dem Zement und dem Wasser versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangsmaterial mit dem Zement und dem Wasser zu einer erdfeuchten Mischung verarbeitet und diese verdichtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung gestampft und dadurch verdichtet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung zu ihrer Verdichtung verpreßt und dabei in Formkörper umgesetzt wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung durch Kneten hergestellt und dabei verdichtet wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus ca. 54% eines Ausgangsmaterials , welches zu entsorgendes Asbestfasermaterial mit einem Wassergehalt von ca. 38% enthält, aus ca. 37,8 Gew.-% Wasser und aus ca. 8,2 Gew.-% Zement hergestellt wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung in mehreren Chargen in eine Form gestampft und im Anschluß an das Stampfen der letzten Charge als grünfester Körper entformt wird.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper würfelförmig mit Abmes­ sungen von 50×50×50 cm ausgebildet sind.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkörper vor der Deponie ober­ flächenversiegelt werden.

9. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das Ausgangsmaterial in Foliensäcken verpackt angeliefert wird, gekennzeichnet durch eine unter Luftabschluß arbeitende Beheizungsanlage zur Pyrolyse der Folien­ säcke, die als Tunnel (3) mit Strahlungs­ heizung (4) ausgebildet und mit einer Eingangsschleuse (15), sowie einer Abgabe­ öffnung (17) im Deckel (18) eines Mischers (4) versehen ist, dem von außen Wasser und Zement zugeführt wird.

10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß unter einer Bodenöffnung (7) des Mischers (4) eine Kolbenpresse (8) angeordnet ist, deren hin- und hergehender Pressenkolben (22) die Bodenöffnung frei­ gibt und verschließt.

11. Anlage nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Versiegelung der Formkörper (10) ein Tauchbett (11) mit dem Versiegelungsmaterial dient.