DE4029213C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Adsorptionsmittel für Schad­ stoffe, insbesondere in flüssigen Medien.

Adsorptionsmittel, die aufgrund ihrer großen Oberfläche und deren Ladungszustand befähigt sind, bestimmte Stoffe aus gasförmigen oder flüssigen Medien an ihrer Grenzfläche selektiv anzureichern, sind seit langem bekannt.

So beschreibt die DE-C-11 67 278 die Verwendung eines durch Erhitzen aufgeblähten Vermiculits beziehungsweise Perlits zum Entfernen von Öl, Benzin und ähnlichen Kohlen­ wasserstoffen aus Wasser.

In der DE-A-29 51 776 wird ein poröses Adsorptionsmittel auf Tonbasis vorgeschlagen, dessen Porosität durch Zugabe eines Porenbildners eingestellt wird.

Die Verwendung verschiedener Tone, insbesondere Bentonite, als Adsorptionsmittel hat breite Verwendung gefunden, insbesondere aufgrund ihres Ionenaustauschvermögens.

Die Verwendung von Tonen/Tonmineralen als Adsorptionsmittel erfolgt stets unter Zusatz entsprechender Flockungsmittel, also Stoffen, die das Zeta-Potential der Teilchen in kolloidalen Suspensionen so beeinflussen, daß sie zu Flocken aggregieren und - nach Sedimentation - aus dem System entfernt werden können.

Derartige Adsorptionsmittel können jedoch pro Gewichtsteil Ton zum Beispiel nur ein Drittel Gewichtsteil Öl aufnehmen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Adsorptions­ mittel der gattungsgemäßen Art anzubieten, das eine möglichst hohe Adsorptionswirkung aufweist, und zwar auch ohne sepa­ raten Zusatz von Flockungsmitteln. Darüber hinaus soll das Adsorptionsmittel aus möglichst leicht verfügbaren Stoffen bestehen.

Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß diese Forderungen von einem Adsorptionsmittel erfüllt werden, das eine wäßrige Aufschlämmung einer Fest­ stoffmischung enthält, die 20 bis 80 Gew.-% eines zumindest teilweise hydratisierten anorganischen Bindemittels und 80 bis 20 Gew.-% eines oder mehrerer Tone und/oder Ton­ minerale enthält.

Die Wirksamkeit eines solchen Adsorptionsmittels überrascht deshalb, weil die Feststoffmischung neben der Ton(mineral)- Komponente ein zumindest teilweise hydratisiertes anorga­ nisches Bindemittel enthält, von dem nicht zu erwarten war, daß es in irgendeiner Weise selbst Adsorptionseigen­ schaften entfaltet beziehungsweise die Adsorptionseigen­ schaften der Ton(mineral)-Komponente katalytisch beein­ flußt.

Überraschend hat sich nämlich gezeigt, daß die Zeta-Potentiale der Ton(mineral)-Komponente durch die Bindemittelzugabe deutlich verstärkt beziehungsweise ergänzt werden. Insoweit übernimmt die Bindemittel-Komponente quasi gleichzeitig die Funktion bekannter Flockungsmittel.

Die Zugabe von Flockungs-Hilfsmitteln kann entfallen.

In der DE 27 49 637 A1 wird ein Granulat zum Absorbieren von Flüssigkeiten vorgeschlagen. Das Granulat soll als Streusel verwendet werden. Die Konfektionierung eines Absorptionsmittels, das eine wäßrige Phase enthält, wird also gerade ausgeschlossen. Das gilt auch für die Bentonit-/Zement-Gemische nach der US-PS 41 49 968 und Ton-/Zement-Gemische nach der US-PS 45 17 095, die jeweils unhydratisierte Zementanteile aufweisen.

Das erfindungsgemäße Adsorptionsmittel dient insbesondere zur Reinigung von fluiden Medien, die in Form von Flüssig­ keiten, Suspensionen oder dergleichen vorliegen. So können mit dem Adsorptionsmittel beispielsweise industrielle oder kommunale Abwässer, industrielle Emulsionen, Öl-haltige Schlämme oder dergleichen gereinigt werden. Das Adsorptions­ mittel ist in der Lage, sowohl Mikroorganismen als auch Metalle (Salze) beziehungsweise Kohlenwasserstoffe aufzu­ nehmen. Insbesondere stellt es ein universal einsetzbares Adsorptionsmittel für Schwermetalle dar.

Obwohl das Adsorptionsmittel keine üblichen Flockungs­ mittel beziehungsweise Flockungshilfsmittel enthält, ist es beispielsweise in der Lage, pro Gewichtsteil der Fest­ stoffmischung 0,5 bis 2 Gewichtsteile Öl aufzunehmen und zu binden.

Ein besonderer Vorteil bei dieser Anwendung besteht darin, daß sich die Feststoffmischung wie eine "Panierung" um die einzelnen Öltröpfchen legt, so daß nach der Behandlung die einzelnen Ölteilchen nicht gegeneinander verkleben und leicht entsorgt werden können.

Die Komponenten der Feststoffmischung werden in möglichst feinteiliger Form eingesetzt. Dabei sollte das anorganische Bindemittel aus einem Ausgangsmaterial mit einer Korngröße kleiner 200 µm und die Tone und/oder Tonminerale aus einem Ausgangsmaterial mit einer Korngröße kleiner 10 µm bestehen. Auf diese Weise werden besonders hohe spezifische Ober­ flächen zur Verfügung gestellt.

Die Kombination Bindemittel/Ton führt dazu, daß das Adsorp­ tionsmittel aus Teilchen mit komplementären Oberflächen­ ladungen besteht, weil die Tonteilchen überwiegend eine stark negative Oberflächenladung, die Bindemittelteilchen eine überwiegend stark positive Oberflächenladung aufweisen, insbesondere mit zunehmender Hydratisierung.

Infolge der durch die Bindemittel-Komponente geförderten Alkalität erfolgt eine bevorzugte Fällung von Hydroxiden oder schwer löslichen Komplexen.

Die bereits beschriebene gute Flockenbildung führt nicht nur zu einer leichten Abtrennung der an die Feststoff­ teilchen adsorbierten Schadstoffe, sondern gleichzeitig auch zu einer guten Entwässerbarkeit, so daß sich das Wasser, das sich im sedimentierten Schlamm befindet, leicht durch Filtration oder Zentrifugieren entfernen läßt.

Aufgrund der Feinteiligkeit der Feststoff-Komponenten sollte der Wassergehalt des Adsorptionsmittels mindestens das Doppelte der Menge der Feststoffmischung betragen.

Dieser Wert kann aber auch bis zum Zehnfachen der Fest­ stoffmischung reichen.

Besonders bevorzugt ist die Verwendung von Zement als anorganisches Bindemittel, wobei sich vor allem Portland­ zement und Hochofenzement anbieten.

Die Ton- beziehungsweise Tonmineralkonponente sollte auf jeden Fall ein Tonmineral aus der Gruppe der Bentonite (Montmorillonit) enthalten, da diese besonders hohe Zeta- Potentiale aufweisen, die die Adsorptionsfähigkeit des Mittels verbessern.

Zusatzmittel, die das Ionenaustauschvermögen insbesondere der Tonmineralkomponente erhöhen, können bei Bedarf eben­ falls Verwendung finden. Kaliumhydroxid und Salzsäure wirken in diesem Sinne.

Die Mengenanteile der einzelnen Komponenten der Feststoff­ mischung werden von Fall zu Fall empirisch festgelegt. Üblicherweise wird die Feststoffmischung jedoch aus 40 bis 60 Gew.-% zumindest teilweise hydratisiertem anorga­ nischen Bindemittel und 60 bis 40 Gew.-% eines oder mehrerer Tone und/oder Tonminerale bestehen.

Die Wirkungen des Adsorptionsmittels werden nicht dadurch reduziert, daß das anorganische Bindemittel vollständig hydratisiert ist. Im Gegenteil: die Wirksamkeit des Ad­ sorptionsmittels erhöht sich mit zunehmendem Hydratations­ grad.

Claims (12)

1. Adsorptionsmittel für Schadstoffe, insbesondere in flüssigen Medien, enthaltend eine wäßrige Auf­ schlämmung einer Feststoffmischung, die 20 bis 80 Gew.-% eines zumindest teilweise hydratisierten anor­ ganischen Bindemittels und 80 bis 20 Gew.-% eines oder mehrerer Tone und/oder Tonminerale enthält.

2. Adsorptionsmittel nach Anspruch 1, bei dem der Wasser­ gehalt mindestens das Doppelte der Menge der Feststoff­ mischung beträgt.

3. Adsorptionsmittel nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Wassergehalt mindestens das Fünffache der Menge der Feststoffmischung beträgt.

4. Adsorptionsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das anorganische Bindemittel aus Zement besteht.

5. Adsorptionsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Tonmineral-Komponente Montmorillonit enthält.

6. Adsorptionsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einem Zusatz eines, das Ionenaustauschvermögen der Feststoffteilchen aktivierenden Zusatzmittels.

7. Adsorptionsmittel nach Anspruch 6, bei dem das Zusatz­ mittel aus Kaliumhydroxid oder Salzsäure besteht.

8. Adsorptionsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem das anorganische Bindemittel aus einem Ausgangs­ material mit einer Korngröße kleiner 100 µm besteht.

9. Adsorptionsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die aus Ton und/oder Tonmineralen bestehende Feststoffkomponente aus einem Ausgangsmaterial mit einer Korngröße kleiner 10 µm besteht.

10. Adsorptionsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Feststoffmischung aus 40 bis 60 Gew.-% zumindest teilweise hydratisiertem anorganischen Binde­ mittel und 60 bis 40 Gew.-% eines oder mehrerer Tone und/oder Tonminerale besteht.

11. Adsorptionsmittel nach Anspruch 10, bei dem das anorga­ nische Bindemittel vollständig hydratisiert ist.

12. Adsorptionsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem die Bestandteile der Feststoffmischung in fein­ verteilter Form in der wäßrigen Aufschlämmung vorliegen.