DE3943163C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem
Oberbegriff des Anspruches 1.
Deponiefähige Erzeugnisse gemäß der Erfindung sind
Haufwerke, welche an der Tagesoberfläche
abgelagert, insbesondere auf Halden, auch auf
Müllhalden entsorgt oder unter Tage in Form von
Teil- oder Vollversatz verwendet werden können.
Dabei kann das als Versatzmaterial dienende
Erzeugnis nach der Erfindung als Blas- oder
Schleuderversatz eingebracht werden.
Die Herstellung dieser Erzeugnisse erfolgt aus Ab
gängen der
Aufbereitung von Mineralien, Salzen und Brenn
stoffen. Die Erfindung wird im folgenden anhand
ihres bevorzugten Anwendungsgebietes der Stein
kohlenaufbereitung näher beschrieben, bei der die
feinkörnige Feststoffe enthaltenden Aufbereitungs
abgänge hauptsächlich Feinstberge aufweisen.
Die den Ausgangsstoff in dem erfindungsgemäßen Ver
fahren bildenden Feinstberge befinden sich zunächst
in einem fest-flüssigem Mischsystem als feste
Phase, deren flüssige Phase überwiegend aus Prozeß
wasser besteht. Derartige fest-flüssige Misch
systeme fallen in Aufbereitungsanlagen bei der
nassen Klassierung und der nassen Sortierung, ins
besondere bei der Flotation zusammen mit Auf
bereitungserzeugnissen an, denen sie vor dem
Verkauf bzw. der Weiterverarbeitung entzogen werden
müssen. Da fest-flüssige Mischsysteme dieser Art
aufgrund der Vorschriften der Wasserbauämter nicht
in die Vorflut abgestoßen werden dürfen, muß ihnen
das Wasser entzogen werden, welches dann im
Kreislauf der Aufbereitungsanlage wieder verwendet
werden kann. Diese Trennung erfolgt fast
ausschließlich mit mechanischen Verfahren, so daß
die Erfindung in der Regel nicht auf thermisch
abgetrennte Abgänge angewendet wird. Im allgemeinen
werden dem erfindungsgemäßen Verfahren daher
hauptsächlich Eindickerschlämme oder Filterkuchen
z. B. von Bandfiltern zugrunde gelegt. Solche
Abgänge sind im Gegensatz zu den groben und feinen
Bergen von teigiger Konsistenz.
Da deshalb die dem erfindungsgemäßen Verfahren
zugrunde liegenden Abgänge nicht wie die groben und
die feinen Berge deponiert und/oder versetzt werden
können, werden sie bislang hauptsächlich in
Schlammteichen zur weiteren Entwässerung gelagert
bzw. zwischengelagert. Andere
Weiterverarbeitungsverfahren bedienen sich der
thermischen Trocknung und stellen damit z. B. aus
den feinstkörnige Feststoffe hauptsächlich in Form
von Feinstbergen aufhaltenden Abgängen einer
Steinkohlenaufbereitungsanlage ballastreiche
Brennstoffe her, welche zusammen mit Ballastkohle
verbrannt werden. Die bekannten Verfahren dieser
Art befriedigen jedoch nicht. Entweder belasten die
bei der Trocknung entstehenden Stoffe die Umwelt
oder die Entstaubungsanlage der Feuerungen. Auch
sind diese Weiterverarbeitungsverfahren mit einem
hohen Arbeits- und Energieaufwand verknüpft.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf
einfache Weise die beschriebenen, feinstkörnigen
Feststoffe und darunter hauptsächlich Feinstberge
enthaltenden Aufbereitungsabgänge zu einem
deponiefähigen Erzeugnis zu verarbeiten, das die
Umwelt nicht belastet und auch keinen hohen
Energieaufwand für seine Umarbeitung voraussetzt.
Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen
des Anspruches 1. Weitere Merkmale der Erfindung
sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß der Erfindung wird zur Herstellung des
deponiefähigen Erzeugnisses ein Mischverfahren vor
geschlagen, mit dem den Abgängen ein Zuschlagstoff
zugesetzt wird, welcher bei seinem anschließenden
Abbinden Feststoffbrücken zwischen den Feinstbergen
bildet, die aus dem erhärteten Zuschlagstoff be
stehen. Dadurch werden Agglomerate gebildet, deren
Größe im wesentlichen von der Art und Menge des Zu
schlagstoffes abhängt, deren stoffliche Zusammen
setzung aber im wesentlichen aus den feinstkörnigen
Feststoffen, vorzugsweise von den Feinstbergen der
umgearbeiteten Abgänge gebildet wird. Wenn man die
Mischung vor ihrem Erhärten ausbreitet und danach
aufbricht, entstehen unregelmäßig geformte
Partikel, deren Konsistenz der von feinen
und/oder groben Bergen ähnelt. Andererseits können
die in der zweiten Stufe des erfindungsgemäßen
Verfahrens zu gewinnenden deponiefähigen
Erzeugnisse auch auf Maschinen hergestellt werden,
welche aus der Mischung Formkörper herstellen, die
sich wie grobe oder feine Berge deponieren oder
versetzen lassen.
Mit den Merkmalen des Anspruches 2 werden in dem
erfindungsgemäßen Herstellungsprozeß hydraulische
und nichthydraulische Zuschlagstoffe bzw.
Stoffgemische eingeführt, die in überwiegendem Maße
ihrerseits Abgänge aus anderen industriellen
Prozessen darstellen. Insbesondere eignen sich
Abgänge aus Rauchgasentschwefelungen von
Kraftwerken für fossile Energieträger, darunter vor
allem von Stein- und Braunkohle, aber auch
Filteraschen aus derartigen Kraftwerken und aus der
Müllverbrennung.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit seiner
ersten Phase, d. h. der Vermischung mit dem vor
zugsweise Feinstberge enthaltenden Abgang in dessen
Gewinnung als Filterkuchen integrieren. Diese Aus
führungsform der Erfindung ist Gegenstand des An
spruches 3. Hierbei beeinflußt die Zumischung des
Zuschlagstoffes zu den Feinstbergen vor der
Filtration also vor der Bildung des Filterkuchens
den Durchflußwiderstand des Filtrates, so weit in
Abhängigkeit von der stofflichen Zusammensetzung
und der Kornform sowie Kornverteilung des Zuschlag
stoffes der Zuschlagstoff die entsprechenden
Parameter des sich bildenden Filterkuchens bestimmt
und davon der Porenraum im Filterkuchen abhängig
ist. Deswegen läßt sich der Zuschlagstoff als
Filterhilfsmittel einsetzen, welches die
Filtrationsgeschwindigkeit und die Verdichtung des
Filterkuchens günstig beeinflußt.
Diese Beeinflussung und der Filtration läßt sich
mit dem Merkmal des Anspruches 4 vornehmen. Die
darin vorgesehene Zumischung fester und trockener
Zuschlagstoffe, wie z. B. Zement, kann in
Mischtrommeln durchgeführt werden. Die so
hergestellten Mischungen werden anschließend
filtriert.
Eine andere Möglichkeit dieser grundsätzlichen Aus
führungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist
im Anspruch 5 wiedergegeben. Die hier vorgesehene
Zumischung suspendierter Zuschlagstoffe läßt sich
z. B. mit schlamm- bis teigartigen Gipsen aus der
Rauchgasentschwefelung vornehmen, die in dieser
flüssigen Form vom Kraftwerk bezogen werden können.
Damit ist die sonst notwendige Filtration
derartiger Gipse in die Gewinnung der Feinstberge
einbezogen, ohne daß es erforderlich wäre, zunächst
die Gipse zu entwässern, um sie dann wieder zu
befeuchten.
Dieses grundsätzliche Verfahren gemäß der
Erfindung, bei dem die Zuschlagstoffe in flüssiger
Form den Feinstbergen zugesetzt werden, hat darüber
hinaus den Vorteil, daß für die Mischung ver
hältnismäßig einfache Vorrichtungen bzw. Maschinen,
z. B. in Form von Mischdüsen ausreichen.
Im ganzen hat die Zumischung der Zuschlagstoffe vor
der Filtration den Vorteil, daß nach der
gemeinsamen Entwässerung der Zuschlagstoffe und der
Feinstberge die Filtration zu einem schon festen,
stückigen Filterkuchen geführt werden kann, der
nach zum Stand der Technik gehörigen Verfahren bzw.
Vorrichtungen zerteilbar ist, so daß nach der Aus
härtung bereits ein stückiges deponiefähiges Er
zeugnis vorliegt.
Die Erfindung ist jedoch auf ein derartiges Ver
fahren nicht beschränkt. In der Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens nach dem Anspruch 6
erfolgt die Zumischung der Zuschlagstoffe nach der
Filtration bzw. nach dem Eindicken der vorzugsweise
Feinstberge enthaltenden Abgänge und hat zur Folge,
daß ein nennenswerter Anteil des verhältnismäßig
hohen Restwassergehaltes des Abganges durch die
Hydratation des Zuschlagstoffes verbraucht wird.
Das beeinflußt die Aufwände, die für die Klärung
des Prozeßwassers einer Aufbereitungsanlage
getrieben werden müssen deshalb günstig, weil damit
weniger Energie in der Klärung verbraucht wird.
Nach dem Anspruch 7 wird die mechanische Trocknung
sehr weit getrieben. Die angegebenen Restwasser
gehalte von 10% bis 30% haben aber den Vorteil, daß
die Vermischung mit dem Zuschlagstoff die Verwendung
von Knetern, z. B. Schneckenknetern zuläßt. Wenn
man dagegen die Ausführungsform des erfindungs
gemäßen Verfahrens nach dem Patentanspruch 8 bevor
zugt, weil die mechanische Entwässerung hierbei
weniger intensiv zu sein braucht, benötigt man für
die Zumischung des Zuschlagstoffes andere Misch
geräte bzw. -maschinen, z. B. Durchlaufmischer, wie
sie für die Betonbereitung verwendet werden. In
diesen Fällen bietet jedoch der hohe Restwasser
gehalt des die Feinberge enthaltenden Auf
bereitungsabganges den Vorteil, daß die Förderung
mittels Betonpumpen in entsprechende Rohrverteiler
erfolgen kann. Das Aushärten des Zuschlagstoffes
kann dann auf Bändern erfolgen.
Insbesondere im letztgenannten Fall empfiehlt sich
der Patentanspruch 9. Hierbei wird der zur Schnell
härtung erforderliche Zusatz am günstigsten im
Bereich des Rohrverteilers vorgenommen. Allerdings
können derartige Hilfsmittel, welche das Aushärten
beschleunigen, auch beim Einsatz von Knetern Ver
wendung finden. Dabei benutzt man zweckmäßig den
Ausgang des Kneters, der düsenförmig gestaltet sein
kann, so daß sich ein oder mehrere Stränge formen
lassen, die dann auf einem Band zum Aushärten ge
bracht werden.
Nach dem Anspruch 10 können die Zuschlagstoffe auch
stoffliche Komponenten enthalten, die normalerweise
bei der Deponie eluiert werden. Es hat sich nämlich
herausgestellt, daß derart eluierbare Komponenten
in dem durch Aushärten entstandenen erfindungs
gemäßen, deponierfähigen Erzeugnis sicher einge
schlossen werden. Damit lassen sich u. a.
industrielle Abfälle, sowohl untertägig als auch
über Tage gefahrenlos deponieren, welche eluierbare
Komponenten enthalten.
Claims (11)
1. Verfahren zur Herstellung eines deponiefähigen
Erzeugnisses aus Feinstberge enthaltenden Abgängen
der Aufbereitung von Mineralien, Salzen und Brennstoffen,
insbesondere aus Eindickerschlämmen oder
Filterkuchen, dadurch gekennzeichnet, daß in einer
ersten Stufe die Abgänge mit Zuschlagstoffen vermischt
werden, welche in einer zweiten Stufe
abbinden, und daß in der zweiten Stufe gebildete
oder durch Aufbrechen der abgebundenen Mischung
gewonnene Agglomerate als deponiefähiges Erzeugnis
verwandt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß als Zuschlagstoff Zement, Branntkalk, Gips, auch
solche der Rauchgasentschwefelung, Filteraschen
oder Mischungen der vorgenannten Stoffe verwendet
werden.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Zuschlagstoff als
Filterhilfsmittel dem wasserhaltigen Aufbereitungserzeugnis
vor der Hydratation zugesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche
2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß feste Zuschlagstoffe
trocken zugesetzt und anschließend
vermischt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 1 und wenigstens einem der
Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
Zuschlagstoff suspendiert oder in flüssiger Form
zugesetzt und dabei vermischt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 und wenigstens einem der
Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
Zuschlagstoff nach der Filtration bzw. nach dem
Eindicken dem Abgang zugesetzt und mit diesem vermischt
wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 und wenigstens einem der
Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
Abgang bis auf einen Restwassergehalt von 10% bis
30% getrocknet und mit dem Zuschlagstoff durch
Kneten vermischt wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1 und wenigstens einem der
Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der
Abgang bis auf einen Restwassergehalt zwischen 20%
und 60% entwässert und mit dem Zuschlagstoff vermischt
wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1 und einem oder mehreren
der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß
nach dem Zumischen des Zuschlagstoffes ein Abbindebeschleuniger
zugesetzt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1 und einem oder mehreren
der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
dem Abgang eine eluierbare Komponente zugesetzt
wird bzw. in dem Abgang enthalten ist.
11. Verfahren nach Anspruch 1 und wenigstens einem
der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß
als Abbindebeschleuniger Wasserglas zugesetzt wird.
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DE3943163A1 DE3943163A1 (de) | 1991-07-04 |
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