DE3928427C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Reinigen von mit Schwermetallen, insbesondere Quecksilber, kontaminiertem Material - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen von mit Schwermetallen, insbesondere Quecksilber, kontaminiertem Material und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Durch die nicht vorveröffentlichte DE 39 08 185 A1 gehört es zum Stande der Technik, kontaminierte Bodenmaterialien durch mehrfache Wasch­ vorgänge mit tensidhaltigen Waschlösungen in Fraktionen unterschiedlicher Korngröße und Dichte aufzuteilen und hierbei auch einen Wendelabscheider zu verwenden, der ohne mechanische Antriebsenergie und unter Ausnut­ zung von Gravitations- und Zentrifugalkräften arbeitet. Hierbei wird von der Überlegung ausgegangen, daß sich die Schadstoffe an die feinsten Partikel mit hoher Porosität und daher geringster Dichte anlagern und durch Flockungsmittel abgeschieden werden können. Die Besprühung des Materials im Wendelabscheider ist ebenso wenig beschrieben wie die Abtrennung von Schwermetallen, und über den Verbleib der ausgeflockten Feinstpartikel mit den Verunreinigungen, die in einen Zwischenlagerbehälter ausgetragen werden, sind gleichfalls keine Angaben zu finden.

Der Aufsatz von Rulkens u. a. "Extraction as a Method for Cleaning Conta­ minated Soil: Possibilities, Problems and Research", veröffentlicht vom "Hazardous Materials Control Research Institute", Silver Spring, Md/USA, Management of Uncontrolled Hazardous Waste Sites, 1984, Seiten 576 bis 583, beschreibt nach Art eines Lexikons zahlreiche Wasch- und Extraktions­ verfahren mit und ohne Klassierung durch Sieben, auch für Schwermetalle, und die Aufarbeitung durch einen thermischen Prozeß. Bezüglich der Schwermetalle ist angegeben, daß diese nicht zerstört werden können und daß deren Verdampfung bei einem Verbrennungsprozeß beachtet werden muß, weil sie in den Abgasen enthalten sind. Einzelheiten über die Abgas­ reinigung in Verbindung mit einer Wiedergewinnung der Schwermetalle sind jedoch nicht offenbart.

Durch die DE 36 19 716 C1 ist es bekannt, an Schüttgut gebundene Fremd­ stoffe durch einen Waschprozeß mechanisch von den gröberen Partikeln abzurütteln, indem bei einem rotierenden Schneckenreaktor entweder die Schnecke oder der mit Schneckenwindungen versehene Reaktormantel in axiale Schwingungen versetzt wird, die der Drehbewegung überlagert sind und durch die Beschleunigungen bis zu 20 g verursacht werden. Eine Klassierung erfolgt nicht; es müssen also außer der Vorrichtung auch die Gesamtmenge des Waschguts und das Waschwasser mit in Schwingungen versetzt werden, so daß hohe Antriebsleistungen erforderlich sind. Die Beseitigung von Schwermetallen ist nicht offenbart.

Durch die DE 38 15 461 A1 ist es bekannt, kontaminierte Böden zu sieben und zu waschen, wobei auch Hydrozyklone verwendet werden können. Soweit eine thermische Endstufe offenbart ist, soll das Schadstoffkonzen­ trat in einem Drehrohrofen, also gleichfalls in einer angetriebenen Vorrich­ tung, unter Zusatz von Schlackebildnern einer Verglasung bzw. einer Einbettung der Schadstoffe in die Schlacke unterworfen werden. Eine Verglasung ist nur bei Temperaturen zwischen etwa 1400°C und 1600°C möglich und erfordert besondere hochtemperaturfeste Schmelzöfen oder Schmelzwannen. Eine Sicherheit gegen Eluieren der Schadstoffe aus der Schlacke ist nicht angesprochen. Die Abgase müssen noch einer nicht näher beschriebenen Reinigung unterworfen werden. Die Schlacke soll dann zur Geländeauffüllung, zum Straßen- und Dammbau, zum Bergversatz etc. verwendet werden. Die besonders kritischen Austreibung von Queck­ silber ist nicht offenbart, wohl aber ist Plutonium erwähnt. Auf die beschrie­ bene Weise kann dieses nicht wiedergewonnen werden.

Durch die DE 37 28 201 A1 ist es bekannt, verseuchte Erdmassen, die auch Blei und Quecksilber enthalten können, in ihrer Gesamtmenge, also ohne Klassierung, mittels einer Waschlösung zu waschen und hierbei Hochdruck- Fluidstrahlen und Ultraschall-Druckwellen einzusetzen. Hierbei wird von der überlegung ausgegangen, daß Bodenfeinanteile mit einer Korngröße unter 200 µm auf andere Weise nicht von den Schadstoffen befreit werden kön­ nen, da sie in der Waschlösung nahezug trägheitslos "mitschwimmen". Die Behandlung soll zu einem Abscheren der durch chemische Hilfsmittel bereits angelösten Schadstoffe führen. Eine Abscheidung einer Feinstkorn- Fraktion und ein thermischer Prozeß sind nicht offenbart. Die Auslegung der Anlage muß also unter Berücksichtigung der gesamten Erdmasse erfolgen. Die Wiedergewinnung der Chemikalien für die Waschlösung und von z. B. Blei und Quecksilber soll durch eine nicht näher beschriebene Aufbereitung der Waschlösung erfolgen, was voraussetzt, daß sich die genannten Schwermetalle auch in der Waschlösung befinden und nicht etwa in der Feinstkorn-Fraktion.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit denen eine schrittweise Reduzierung der zu behandelnden Materialmenge, eine Anreicherung der Schwermetalle in der jeweils feinsten Fraktion, eine zuverlässige Reinigungswirkung und eine Wiedergewinnung der Schwermetalle bei geringstmöglichem Energie­ aufwand durchführbar sind.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt dabei erfindungsgemäß verfahrensseitig durch die Merkmales des Patentanspruchs 1 und vorrichtungsseitig durch die Merkmale des Patentanspruchs 8.

Durch die erfindungsgemäße Lösung wird die gestellte Aufgabe in vollem umfange gelöst, d. h., es wird eine schrittweise Reduzierung der zu behan­ delnden Materialmenge, eine Anreicherung der Schwermetalle in der jeweils feinsten Fraktion, eine zuverlässige Reinigungswirkung und eine Wieder­ gewinnung der Schwermetalle bei geringstmöglichem Energieaufwand ermöglicht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in der nachfolgenden Be­ schreibung und in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird beispielhaft anhand der Fig. 1 bis 6 naher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Fließschema einer Anlage zum Reinigen von mit Quecksilber kontaminiertem Material,

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht einer Waschanlage, mit vier Wendelabscheidern und einem Gegenstrom­ schlammabscheider,

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Gegenstand nach Fig. 2,

Fig. 4 eine Detailansicht eines Wendelabscheiders mit einer Be­ sprüheinrichtung,

Fig. 5 einen schematischen Schnitt durch einen Ofen zur thermischen Behandlung des mit Quecksilber angereicher­ ten Materials, und

Fig. 6 einen schematischen Schnitt durch einen Schlammbehälter

In Fig. 1 ist mit 1 eine Einlaufsschurre bezeichnet, auf die mit Quecksilber­ sulfid oder anderen Quecksilberverbindungen kontaminiertes Material, wie Erdreich und Bauschutt, Schlacke oder Industrieabfälle aufgegeben wird. Diese Einlaufsschurre 1 ist als Grobsieb ausgebildet, um das aufgegebene Erdreich beispielsweise in Partikel größer 50 mm und kleiner 50 mm zu tren­ nen. Gleichzeitig wird durch eine Besprüheinrichtung 2 das auf die Einlauf­ schurre 1 aufgebrachte Material gewaschen. Partikel größer als 50 mm werden nach dem Waschen ausgesondert und im gewaschenen und damit gereinigten Zustand bei 3 auf eine Halde ausgetragen. Das gesamte Waschwasser und die Partikel kleiner als 50 mm werden in ein Trommelsieb 4 befördert, durch das das eingebrachte Material in Partikelgrößen bis 5 mm und beispielsweise von 5 bis 20 mm und 20 bis 50 mm getrennt wird. Während des Siebvorganges wird das Material durch eine Besprühein­ richtung 5 gewaschen. Das gewaschene und damit von Quecksilber ge­ reinigte Siebgut mit einer Partikelgröße von 5 bis 20 mm wird in einen Hydrozyklon 6 geleitet, in diesem entwässert und danach bei 7 auf eine Halde befördert. Das gewaschene und ebenfalls gereinigte Material mit einer Partikelgröße von 20 bis 50 mm wird am Ende des Trommelsiebes 4 ausgetragen und bei 8 auf eine Halde befördert. Die Einlaufschurre 1 und das Trommelsieb 4 sind von einer geschlossenen Wanne umgeben, damit kein kontaminiertes Material nach außen gelangen kann.

Das mit Quecksilber angereicherte, verbleibende Material mit einer Partikel­ größe kleiner 5 mm gelangt mit dem Waschwasser durch Gravitations­ wirkung in einen Hydrozyklon 9, in dem eine Entwässerung erfolgt, worauf das Material in einen Mischkonus 10 ausgetragen wird, in dem durch Ein­ spritzen von Wasser unter hohem Druck das Material gut durchmischt bzw. homogenisiert und fluid gehalten wird, worauf es in eine Gravitations-Wasch­ anlage 11 mit Wendelabscheidern 14 gepumpt wird.

Das in den beiden Hydrozyklonen 6 und 9 abgeschiedene Wasser wird zu­ nächst in einen Absetzbehälter 12 geleitet, in dem sich Schwebeteilchen im Waschwasser absetzen können. Das durch Absetzen gereinigte Wasser wird in einen Frischwasserbehälter 13 gepumpt.

In den Wendelabscheidern 14 erfolgt ohne Zufuhr von Energie aufgrund Schwerkraft- und Zentrifugalwirkung eine weitere Trennung des mit Queck­ silber angereicherten Materials in Fraktionen unter gleichzeitigem Waschen des Materials, um bei möglichst geringer Partikelgröße eine weitere An­ reicherung mit Quecksilber zu erhalten.

Einzelheiten der Gravitations-Waschanlage 11 mit den Wendelabscheidern 14 sind in den Fig. 2 bis 4 dargestellt. Bei dem dargestellten Ausführungs­ beispiel sind in der Gravitations-Waschanlage 11 vier Wendelabscheider 14 in einem Block angeordnet, die jeweils aus einer wendelförmigen Rinne 15 in einer zylindrischen Hülle 16 bestehen. Über einen Verteiler 17 wird das vom Mischkonus 10 kommende Material auf die vier Wendelabscheider verteilt, worauf das Material durch Schwerkraftwirkung längs der wendelförmigen Rinnen 15 nach unten fließt und aufgrund des unterschiedlichen spezifischen Gewichts der Bestandteile des Materials durch Zentrifugalwirkung in mehrere Fraktionen unterteilt wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind am unteren Ende der wendelförmigen Rinnen in radialer Richtung über den Rinnenquerschnitt drei Auslässe 18, 19 und 20 verteilt angeordnet. An dem radial innenliegenden Auslaß 20 tritt beispielsweise Material mit einer Partikelgröße von 2 bis 5 mm aus, während am Auslaß 19 Material mit einer Partikelgröße von 1 bis 2 mm austritt und am Auslaß 18 Partikel bis 1 mm zusammen mit dem Waschwasser austreten. Das aus den Wendelabscheidern 14 in Fraktionen austretende Material gelangt auf eine schräge Fläche 21, die zu drei hintereinander geschalteten Absetztrögen 22, 23 und 24 eines Gegenstromschlammabscheiders führt, der auch als Aufstromklassierer bezeichnet werden kann. In den Trögen 22 bis 24 wird jeweils durch eine nach oben gerichtete Strahldüse 25 Wasser eingespritzt, wobei ein maximaler Wasserstand längs der Oberkante der Tröge eingehalten wird. In diesen Trögen 22 bis 24 setzen sich entsprechend der Einstellung der Wasserstrahldüsen 25 die Partikel von 0,5 bis 5 mm Größe ab, während feiner Schlamm mit einer Partikelgröße kleiner 0,5 mm längs der Wasser­ oberfläche in den Trögen zu einem Überlauf bzw. Auslaßstutzen 26 gelangt, der den Trögen 22 bis 24 nachgeschaltet ist.

Wie Fig. 1 zeigt, gelangt das in den Trögen 22 bis 24 abgesetzte Material in eine darunter angeordnete schräg liegende Wanne 27, in der eine Trennung zwischen den Partikeln und Waschwasser erfolgt und gegebenenfalls auch die verschiedenen Partikelgrößen getrennt gehalten werden können. Das Waschwasser wird aus der Wanne 27 in den Absetzbehälter 12 geleitet, während die gewaschenen und damit gereinigten Partikel von 0,5 bis 5 mm mittels eines Förderbands auf eine Halde 28 ausgetragen werden. Der Quecksilbergehalt des bei 28 ausgetragenen Materials beträgt nachweislich weniger als 5 mg/kg, liegt also erheblich unter dem zulässigen Grenzwert.

Der am trichterförmigen Auslaßstutzen 26 abgeführte Schlamm mit einer Partikelgröße bis 0,5 mm weist eine Quecksilberanreicherung von 200 bis 400 mg/kg bei einem Wassergehalt von 70% auf, wenn beispielsweise das an der Einlaufschurre 1 aufgebrachte Ausgangsmaterial mit etwa 90 mg Hg pro Tonne kontaminiert ist.

Wie Fig. 4 zeigt, ist längs der wendelförmigen Rinne 15 in den Wendelab­ scheidern 14 eine Besprüheinrichtung 29 vorgesehen, mittels der wenigstens im oberen Bereich oder auch über die Länge der wendel­ förmigen Rinne 15 dem oben eingebrachten Material Waschwasser zuge­ führt wird. Am unteren Ende der wendelförmigen Rinne können Leitflächen vorgesehen sein, um die einzelnen, durch Zentrifugalwirkung gebildeten Fraktionen, die sich von der Mitte des Wendelabscheiders aus radial nach außen in der Rinne bilden, in die dafür vorgesehenen Auslässe 18, 19 und 20 zu leiten. Durch entsprechende Führungen auf der Fläche 21 können die an den Auslässen 18 bis 20 austretenden Fraktionen getrennt in die Absetz­ tröge 22 bis 24 geleitet werden, so daß beispielsweise die Fraktion vom Austritt 20 in den Trog 22, die Fraktion vom Austritt 19 in den Trog 23 und die Fraktion vom Austritt 18 in den Trog 24 geleitet wird, während die Wasseroberfläche sämtliche Tröge mit dem Überlauf bzw. Auslaßstutzen 26 in Verbindung steht.

Nach einer anderen Ausgestaltung der Gravitationswaschanlage können die Auslässe 18 bis 20 auch weggelassen werden, so daß das in Fraktionen unterteile Material am Austritt der wendelförmigen Rinne in den Gegen­ stromschlammabscheider gelangt, ohne daß dabei die einzelnen Fraktionen voneinander getrennt gehalten werden.

Während in den Wendelabscheidern 14 eine Trennung des Materials in bei­ spielsweise drei Fraktionen erfolgt, wird in dem nachgeschalteten Gegen­ stromschlammabscheider eine vierte Fraktion in Form des stark mit Queck­ silber angereicherten Schlamms abgetrennt. Durch Einstellen des Strahldrucks der Düsen 25 kann die Partikelgröße eingestellt werden, die sich in dem jeweiligen Trog absetzen kann. Bei geringerem, nach oben ge­ richteten Strahldruck können sich feinere Partikel im Gegenstrom absetzen als bei höherem Strahldruck. Diese Einstellung kann in Abhängigkeit von dem zu behandelnden Material vorgenommen werden.

Der am Überlauf bzw. Auslaßstutzen 26 austretende, stark mit Quecksilber angereicherte Schlamm gelangt in einen Lamelleneindicker 30, von dem das abgesetzte Wasser in den Absetzbehälter 12 gepumpt werden kann. Nach einer Standzeit von 10 bis 15 Minuten hat sich in dem Eindicker 30 der Schlamm am Boden so weit abgesetzt, daß das über dem Schlamm abge­ setzte Wasser so klar ist, daß es direkt in den Frischwasserbehälter 13 ge­ pumpt werden kann.

Der in dem Lamelleneindicker 30 konzentrierte Schlamm mit einem Wasser­ anteil von etwa 60% wird mittels einer Pumpe 31 in einen Schlammbehälter 32 gepumpt, von dem aus der mit Quecksilber hoch kontaminierte Schlamm über eine Entwässerungsschnecke 33 und eine Dosierschnecke 34 in einen Ofen 35 zur thermischen Abscheidung des Quecksilbers geleitet wird.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist der als Schachtofen ausge­ bildete Behandlungsofen in vier Etagen unterteilt, wobei sich auf jeder Etage über einen Teilquerschnitt des Schachtofens ein feines Sieb oder eine poröse Platte 36 erstreckt, die über einer Kammer 37 angeordnet ist, in die Luft eingeleitet wird, welche durch die poröse Platte 36 austritt und das Schlammaterial auf der Platte verwirbelt. Das Schlammaterial gelangt nach der Entwässerung in der Entwässerungsschnecke 33 von der Dosierstrecke 34 auf die oberste poröse Platte 36, auf der das Material durch den Luft­ strom verwirbelt und Über eine Schwelle 38 in den verbleibenden Durch­ trittsquerschnitt 39 befördert wird, durch den es durch Schwerkraftwirkung nach unten auf die darunter angeordnete poröse Platte 36' der folgenden Etage fällt. In den oberen Etagen wird die Luft vorgewärmt in die Kammer 37 eingeleitet. In den beiden mittleren Etagen ist jeweils ein Brenner 54 vor­ gesehen, um das feinkörnige Material auf eine Temperatur von 700°C bis 750°C zu erhitzen, während gleichzeitig in den Kammern 37' und 37" vorge­ wärmte Luft eingeblasen wird. Am Durchtrittsquerschnitt 39" der unteren Brenneretage ist zur Reduzierung von Wärmeverlusten eine mit Durchtritts­ öffnungen versehene Platte 40 vorgesehen, durch die die aufgeheizten Par­ tikel auf die poröse Platte der untersten Etage gelangen, durch die nur noch Kaltluft eingeleitet wird, um das erhitzte Material abzukühlen, das von der untersten Etage aus in einen Wirbelschichtkühler 41 gelangt, an dessen Ende eine Auslaufklappe 42 über einem Förderband vorgesehen ist.

In dem Schachtofen wird das sehr feinkörnige Material im Gegenstrom durch die Verbrennungsgase und im Querstrom durch die vorgewärmte Luft beauf­ schlagt. Zweckmäßigerweise wird Erdgas zur Beheizung als primäre Ener­ giequelle verwendet. Als sekundäre Energiequelle kann Kohle oder ein organischer Anteil verwendet werden, soweit im Schlammaterial vorhanden.

Der Schachtofen wird zweckmäßigerweise aus Ringelementen aufgebaut, wie in Fig. 5 durch die Trennlinien zwischen den einzelnen Etagen ange­ deutet ist. Anstelle zweier Brenneretagen kann auch eine einzelne Brenneretage vorgesehen sein.

Über der obersten Etage des Schachtofens ist ein Rauchabzug 43 mit einem eingebauten Venturirohr 44 vorgesehen, um durch Aufbau eines Unter­ drucks einen einwandfreien Abzug der Abgase zu gewährleisten. Zusätzlich kann ein nachgeschalteter Ventilator für den Abzug der Abgase vorgesehen werden. Mit 45 ist ein Wärmetauscher in dem Rauchabzug 43 bezeichnet, mittels dem die in die oberen drei Etagen in die Kammer 37 eingeleitete Luft vorgewärmt werden kann, wie Fig. 1 schematisch zeigt.

In dem Ofen 35 wird bei einer Temperatur von 700 bis 750°C das im Material enthaltene Quecksilbersulfid in metallisches Quecksilber umgewandelt, das mit den Verbrennungsgasen in Dampfform abgeführt wird.

Während das unten am Wirbelschichtkühler 41 ausgetragene feinkörnige Material, das von Quecksilber befreit ist, mittels des Förderbandes auf eine Halde 46 (Fig. 1) ausgetragen wird, werden die im Abgas enthaltenen Quecksilberdämpfe oben durch den Rauchabzug 43 abgeführt, wobei das Abgas auch Staubanteile enthält, die durch die Luftbewegung mitgerissen werden.

Vom Rauchabzug 43 gelangen die Abgase zunächst in einen Venturi- Wäscher 47, in dessen Eintrittsbereich eine nicht dargestellte Düsenlanze vorgesehen ist, durch die das Abgas abgekühlt wird. Der Venturi-Wäscher 47 ist so ausgebildet, daß die Abgase stets auf eine wasserbesprühte Ober­ fläche auftreffen. Hierdurch wird gewährleistet, daß ein Anbacken von Staub an der Wäscherwandung verhindert wird. Das Waschwasser tritt in einem oberen zylindrischen Teil des Venturi-Wäschers z. B. an drei Stellen tangential ein und strömt als geschlossener Wasserfilm in den konischen Teil bis zur Engstelle der Venturi-Düse, in der das Abgas seine maximale Geschwindigkeit erreicht. Der bis zur Engstelle geschlossene Wasserfilm wird durch den Abgasstrom in feinste Wassertröpfchen zerteilt, deren Größe und Anzahl von der Strömungsgeschwindigkeit und damit vom Differenzdruck des Venturi-Wäschers abhängt. Durch die sich ergebende Relativgeschwindigkeit zwischen Wassertröpfchen und Staubpartikeln im Abgas können sich Staubpartikel an den Wassertröpfchen anlagern, so daß diese in einem an sich bekannten, nachgeschalteten Tropfenabscheider abgeschieden werden können.

Die Abscheidung des Quecksilbers erfolgt derart, daß aufgrund des Temperatursturzes zwischen Wäscherein- und Wäscheraustritt die dampfförmigen Bestandteile kondensieren und Tröpfchen bilden, die dann ebenfalls im nachgeschalteten Tropfenabscheider abgeschieden werden.

Das Wasser aus dem Venturi-Wäscher 47 mit Staubteilchen und Queck­ silberpartikeln gelangt in einen Auffangbehälter 48, über dem ein Tropfenab­ scheider 49 (Fig. 1) angeordnet ist, in dem das verbleibende Abgas von etwa 600°C auf ca. 30°C abgekühlt wird. Noch im Abgas vorhandene Tröpfchen und Partikel werden aus dem Tropfenabscheider 49 in den Venturi-Wäscher 47 zurückgeleitet und erneut der Waschbehandlung unterzogen. Um sicherzustellen, daß keine Quecksilberdämpfe an die Umgebung abgegeben werden, ist die Abdeckung des Auffangbehälters 48 mit einer Entlüftungsleitung 50 (Fig. 1) versehen, die an die Eingangsseite des Venturi-Wäschers 47 angeschlossen ist. Durch den Unterdruck auf der Eingangsseite des Venturi-Wäschers wird eine Strömung zum Venturi- Wäscher erzwungen, so daß bei einer eventuell auftretenden Undichtigkeit am Auffangbehälter 48 stets eine Strömung von außen nach innen erzwungen wird.

Im Auffangbehälter 48 erfolgt die Trennung zwischen Quecksilber, Schlammanteil und Waschflüssigkeit. Um einen hohen Abscheidungsgrad bei der Quecksilberabscheidung zu erzielen, wird Waschwasser von ca. 18°C eingesetzt, mit dem der Venturi-Wäscher im einmaligen Durchlauf ver­ sorgt wird.

Unter dem Auffangbehälter 48 ist ein Auffanggefäß 51 für das abge­ schiedene Quecksilber vorgesehen, das wieder verwertet werden kann. An der Oberseite des Tropfenabscheiders 49 wird das gekühlte Abgas durch eine Leitung 52 zu einer Abgasreinigungsanlage geleitet, die in an sich be­ kannter Weise ausgebildet sein kann. Zweckmäßigerweise werden Staub­ filter und Aktivkohlefilter vorgesehen, so daß danach das Abgas in die Um­ gebung abgeleitet werden kann.

Einzelne Einrichtungen der Anlage können in verschiedener Weise ausge­ bildet sein. Die Einlaufschurre 1 weist zweckmäßigerweise quer verlaufende Eisenstangen auf, auf denen das Material eine gewisse Zeit, beispielsweise 20 Sekunden, gehalten und durch ständiges Besprühen sauber gewaschen wird, bevor es zwischen den Stangen abgeführt oder in das Trommelsieb 4 weiterbefördert wird. Durch Einstellen der Abstände der Eisenstangen von­ einander kann die Größe des Siebgutes eingestellt werden.

Vorteilhafterweise wird dem Trommelsieb 4 eine geschlossene, umlaufende Trommel vorgeschaltet, um Erdklumpen aufzulösen und zu zermahlen. Die umlaufende geschlossene Trommel kann auf dem Innenumfang mit vor­ stehenden Elementen versehen sein, die als Heber wirken. Um die Durch­ gangsgeschwindigkeit des eingebrachten Materials zu steuern, kann ein Stauring mit einer Höhe von etwa 50 mm am Ende dieses ersten ge­ schlossenen Abschnitts angebracht werden, an den sich die eigentliche Siebfläche in Form einer umlaufenden Siebtrommel anschließt. Durch diesen Stauring wird eine längere Verweilzeit und ein besserer Mahleffekt im ersten Abschnitt gewährleistet, wobei das Material zugleich mit Wasch­ wasser besprüht werden kann. Nachdem das Siebgut über den Stauring die Siebfläche erreicht hat, wird es von einem starken Wasserstrahl in einem Winkel von etwa 15° erfaßt und dabei um die eigene Achse gedreht, um einen effektiven Waschvorgang und eine gute Siebwirkung zu gewährleisten. Zweckmäßigerweise werden auf dem Innenumfang der Siebtrommel Heberelemente vorgesehen, um Siebgut mit einer Partikelgröße von 20 bis 50 mm durch die Drehbewegung der Trommel an deren Ende austragen zu können. Es kann wiederum ein weiterer Stauring am äußeren Ende der Trommel vorgesehen werden, um die Verweilzeit des Siebgutes in der Trommel zu erhöhen und eine gute Waschwirkung zu gewährleisten. Das am Ende der Trommel ausgetragene Material hat aufgrund seines langen Weges nur noch eine geringe Restfeuchtigkeit. Der Sprühwinkel der Düsen im Siebabschnitt ist zweckmäßigerweise einstellbar, beispielsweise bis 25°. Der Siebabschnitt der Siebtrommel 4 wird zweckmäßigerweise in Abschnitte mit unterschiedlicher Siebgröße unterteilt, so daß beispielsweise in einem ersten Abschnitt Partikel bis 5 mm und in einem anschließenden Abschnitt Partikel von 5 bis 20 mm durch das Sieb hindurchtreten können. Material von 20 bis 50 mm wird am Ende der Trommel ausgeworfen.

Der als Pufferbehälter für die Versorgung des Ofens 35 wirkende Schlamm­ behälter 32 wird zweckmäßigerweise in der in Fig. 6 schematisch wiederge­ gebenen Weise ausgebildet. In dem Schlammbehälter 32 ist eine von einem Motor angetriebene Verdichtungsschnecke 54 angeordnet, die den Schlamm in einen trichterförmigen Auslaß preßt, der in die Entwässerungsschnecke 33 mündet. Am oberen Rand des Schlammbehälters ist ein Überlaufring 55 vorgesehen, in dem sich das durch Absetzen bildende Klarwasser sammelt, das in den Frischwasserbehälter 13 zurückgeführt werden kann. Am Ende der von einem Motor angetriebenen Entwässerungsschnecke 33 ist eine mit einem Gegengewicht versehene Klappe 56 angeordnet, wobei der ver­ dichtete Schlamm durch Abheben der Klappe 56 aus der Entwässerungs­ schnecke ausgetragen und der Dosierschnecke 34 zugeführt wird. Bei 57 wird das anfallende Wasser abgeführt. Die Dosierschnecke 34 ist direkt an den Ofen 35 angeschlossen und bildet einen Abschluß für den Ofeninnen­ raum, so daß selbst bei Störfällen keine ungereinigten Abgase durch die Dosierschnecke entweichen können.

Um den Frischwasserbedarf der Anlage zu beschränken, wird ein geschlos­ sener Wasserkreislauf vorgesehen. Es muß lediglich das mit dem entsorg­ ten Siebgut ausgetragene Haftwasser und das bei der thermischen Behand­ lung verdunstete Wasser neu zugeführt werden. Der geschlossene Wasser­ kreislauf kann in Teilkreisläufe unterteilt werden, nachdem für das Naß­ sieben und Waschen nicht immer sauberes Wasser eingesetzt werden muß. Bei Versuchen hat sich gezeigt, daß allein durch das Abstehen des Wasch­ wassers im Absetzbehälter 12 sehr niedrige Hg-Werte im Prozeßwasser er­ reicht werden können.

Der im Absetzbehälter 12 abgesetzte Schlamm wird von Zeit zu Zeit direkt in den Lamelleneindicker 30 gepumpt und mit dem dort abgesetzten Schlamm weiterverarbeitet. Sollte das Waschwasser nach mehrfachem Gebrauch einen zu hohen Sättigungsgrad erreichen, so daß die Absetzzeit zu lange dauern würde, so wird es zusammen mit dem anfallenden hochkontaminier­ ten Schlamm in den Schlammbehälter 32 gepumpt.

Das in der an den Schlammbehälter 32 angeschlossenen Entwässerungs­ schnecke 33 anfallende Wasser wird zunächst in den Absetzbehälter 12 und von diesem zurück in den Frischwasserbehälter geleitet.

Der Venturi-Wäscher 47 wird mit kühlem Wasser, z. B. Brunnenwasser, ver­ sorgt. Das Waschwasser aus dem Venturi-Wäscher wird zweckmäßiger­ weise über einen Zwischenbehälter 53 in den Frischwasserbehälter zurück­ geleitet, wobei in dem Zwischenbehälter 53 eine Kontrolle erfolgen kann, ob mit Quecksilber kontaminierter Schlamm sich absetzt. Zu diesem Zweck wird der Zwischenbehälter 53 in einen oberen und einen unteren Abschnitt mit einem Verbindungsrohr und einem Klappenventil darin unterteilt, wobei in dem oberen Abschnitt das vom Auffangbehälter 48 überlaufende Wasser enthalten ist, das über das Verbindungsrohr in den unteren Abschnitt fließt, in dem die Kontrolle nach kontaminiertem Schlamm vorgenommen wird, Sollte sich kontaminierter Schlamm im unteren Abschnitt des Zwischenbe­ hälters 53 absetzen, so wird das Klappenventil im Verbindungsrohr ge­ schlossen und das kontaminierte Wasser in den Schlammbehälter 32 ge­ leitet.

Die beschriebene Anlage ist nicht nur zum Reinigen von Erdreich, Bauschutt und dergleichen von Quecksilber, sondern auch von anderen Schwer­ metallen geeignet, wobei im Falle von anderen Schwermetallen die Tem­ peratur im Behandlungsofen 35 entsprechend eingestellt wird und dessen Aufbau modifiziert werden kann.

Claims (14)

1. Verfahren zum Reinigen von mit Schwermetallen, insbesondere Quecksilber, kontaminiertem Material, wobei das Material gewaschen und gesiebt wird, worauf die mit dem Schwermetall angereicherte dispergierte, feinere Fraktion in einem Wendelabscheider durch Besprühung mit weiterem Waschwasser mindestens im oberen Bereich der Wendel erneut gewaschen und in Fraktionen unterteilt wird, und daß die hierbei anfallende feinste, mit dem Schwermetall angereicherte Fraktion durch thermische Behandlung von dem Schwermetall befreit wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Wasch- und Siebvorgang das feinere, angereicherte Material entwäs­ sert und durch erneute Wasserzufuhr homogenisiert wird, bevor es dem Wendelabscheider zugeführt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Wendelabscheider das Material zum Abscheiden gröberer Partikel über eine Wasserfläche geführt wird, unter der ein nach oben gerichteter Gegenstrom erzeugt wird, und die an dieser Wasserfläche überlaufende feinste Fraktion entwässert und danach thermisch behandelt wird.

4. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die mit dem Schwermetall angereicherte Fraktion entwässert und im Gegenstrom zu Verbrennungsgasen durch einen Ofen geleitet wird, während gleichzeitig Luft in den Materialstrom zu dessen Verwirbelung eingeleitet wird.

5. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die aus dem Ofen austretenden Abgase über einen Venturi-Wäscher einem Tropfenabscheider mit einem Absetzbehälter für die Abscheidung des Schwermetalls zugeführt werden.

6. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß für die Wasch- und Trennvorgänge Waschwasser in einem geschlossenen Kreislauf geführt und dieses nach Feststoff­ abtrennung erneut verwendet wird.

7. Verfahren nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß Erdreich, Bauschutt, Schlacke und Industrieabfälle gereinigt werden.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Wasch- und Siebanlage (2, 4) mit minde­ stens einer Austragsvorrichtung zum Austrag der mindestens einen gröberen Fraktion aus dem Prozeß, einem Wendelabscheider (14) mit einer Besprüheinrichtung (29), einem Eindicker (30) und eine thermi­ sche Behandlungsstation.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Absetz­ behälter (12) für die Bildung eines Schlamms aus den Schwebestoffen im abgezogenen Waschwasser, wobei der Bodenabzug des Absetz­ behälters (12) dem Eindicker (30) aufgeschaltet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wendelabscheider (14) ein Gegenstromschlammabscheider (22, 23, 24) nachgeordnet ist, der mit mindestens einer Strahldüse (25) zur Erzeugung eines Gegenstroms und mit einem Überlauf (26) für Waschwasser mit der jeweils feinsten Fraktion versehen ist, und daß der überlauf (26) mit dem Absetzbehälter (12) verbunden ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Eindicker (30) und einem Ofen (35) ein Schlammbehälter (32) mit nachgeschalteten Entwässerungs- (33) und Dosiereinrichtungen (34) für den Ofen (35) angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ther­ mische Behandlungssation einen Ofen (35) aufweist, der in mehrere Etagen unterteilt ist, wobei auf jeder Etage eine sich über einen Teil­ querschnitt des Ofens (35) erstreckende poröse Platte (36, 36', 36", 36''') vorgesehen ist, durch die über eine darunter angeordnete Kam­ mer (37, 37') Luft zuführbar ist, daß unter einem Durchlaß (39, 39', 39") neben jeweils einer porösen Platte (36, 36', 36", 36") der einen Etage die poröse Platte der folgenden Etage angeordnet ist und daß auf wenigstens einer der mittleren Etagen ein Brenner (54) angeordnet ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß am Oberteil des Ofens (35) eine Dosierschnecke (34) angeschlossen ist, die einen gasdichten Abschluß für den Ofen (35) bildet.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß an das untere Ende des Ofens (35) ein Wirbelschichtkühler (41) und an das Oberteil des Ofens (35) ein Gasauslaß (43) mit einem Venturi-Rohr (44) angeschlossen ist.