DE4238280A1 - Verfahren zur Entölung von Metallschlämmen - Google Patents
Verfahren zur Entölung von MetallschlämmenInfo
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- C22B1/005—Preliminary treatment of scrap
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Ent
ölung von mineral- oder fettölhaltigen Metallschlämmen. Weiterhin
betrifft die Erfindung die Verwendung nichtionischer Tenside bei
der Reinigung von Metallschlämmen als Dispergiermittel für in den
Metallschlämmen haftende Mineral- oder Fettölrückstände sowie
Reinigungsmittel-Formulierungen zur Entölung von Metallschlämmen,
enthaltend mindestens ein nichtionisches Tensid.
Bei der Metallverarbeitung fallen sehr häufig ölhaltige Metall
schlämme in großen Mengen an, die in der Regel wiederverarbeitet
werden. Ein typisches Beispiel hierfür ist der sogenannte
"Walzenzunder", der beim Kaltwalzprozeß von Stahl entsteht.
Dieser Walzenzunder - ein wasserfeuchtes Gemisch aus Eisenpulver
und Eisenoxiden - enthält erhebliche Rückstände an Walzölen
(meist 3 bis 10 Gew.-%), die aus dem Walzvorgang des Stahles
herrühren. Diese Walzöle haben die Aufgabe, die Reibung durch
Kühlung soweit zu senken, daß das Werkstück nicht an den Walzen
anklebt und einwandfreie Bandoberflächen erzielt werden, durch
hohes Lastaufnahmevermögen eine möglichst hohe Verjüngung zu er
möglichen, ausreichenden Korrosionsschutz zu geben und mitgeführ
ten Abrieb schnell abzuscheiden. Die verwendeten Walzöle sind in
der Regel Mineral- oder Fettöle.
Der anfallende Walzenzunder wird normalerweise wieder in einen
Schmelzofen eingebracht und so in den Stahlerzeugungsprozeß zu
rückgeführt. Eine Deponierung des Walzenzunders ist - auch schon
aufgrund der hohen anfallenden Mengen - nicht möglich. Durch die
enthaltenen Ölrückstände resultieren aber beim Schmelzen erheb
liche Abgas- bzw. Umweltprobleme. Eine Folge dieser Umweltproble
matik sind zunehmende gesetzliche Verschärfungen bei der Wieder
verwendung derartiger Metallschlämme. Es entstand daher das Be
dürfnis nach einem effizienten, wirtschaftlichen und ökologisch
unbedenklichen Entölungsverfahren für diese Metallschlämme.
Daher wurde das vorliegende Verfahren zur Entölung von Metall
schlämmen gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man
- a) mineral- oder fettölhaltige Metallschlämme mit Wasser, welches mindestens ein nichtionisches Tensid enthält, mechanisch vermischt,
- b) den gereinigten Metallschlamm von der flüssigen Phase ab trennt und
- c) eine Emulsionsspaltung der flüssigen Phase vornimmt, wobei die erhaltene wäßrige Phase wieder in den Schritt (a) zurück geführt und die erhaltene ölige Phase verbrannt oder einer Wiederverwendung zugeführt werden kann.
Als nichtionische Tenside lassen sich in Schritt (a) z. B. Alkoxy
lierungsprodukte von Fettsäuren oder Fettsäureamiden, Polyglyko
side, Aminoxide oder Fettsäureester von Polyalkoholen einsetzen.
Mit besonders gutem Erfolg verwendet man jedoch Fettalkoholalk
oxylate oder Alkylphenolalkoxylate. Unter Alkoxylierungsprodukten
bzw. Alkoxylaten sind in erster Linie Ethoxylate, daneben aber
auch Propoxylate und Butoxylate zu verstehen.
Gut geeignete Fettalkoholalkoxylate sind vor allem Umsetzungs
produkte von C8- bis C18-Fettalkoholen, insbesondere C10- bis
C16-Fettalkoholen, mit 1 bis 15 mol Ethylenoxid, insbesondere 2
bis 10 mol Ethylenoxid. Als Fettalkoholkomponente können dabei
sowohl natürlich vorkommende oder aus natürlich vorkommenden
Derivaten zugängliche Alkohole als auch synthetisch durch
Oxo- oder Ziegler-Synthese hergestellte Alkohole vorliegen. Die
genannten Fettalkoholalkoxylate sind in der Regel biologisch gut
abbaubar (< 90%).
Gut geeignete Alkylphenolalkoxylate sind vor allem Umsetzungs
produkte von C8- bis C12-Alkylphenolen wie Octyl-, Nonyl- oder
Dodecylphenol mit 1 bis 15 mol Ethylenoxid, insbesondere 2 bis
10 mol Ethylenoxid.
Beim Alkoxylierungsgrad und oft auch bei der C-Atom-Anzahl von
Fettalkoholen handelt es sich um Durchschnittswerte, so daß meist
automatisch ein Gemisch verschiedener Tensid-Species nebeneinan
der vorliegt. Man kann auch willkürliche Mischungen der genannten
nichtionischen Tenside einsetzen.
Die nichtionischen Tenside werden in der Regel in Konzentration
von 2 bis 10 Gew.-% Wirksubstanz, insbesondere 4 bis 7 Gew.-%,
bezogen auf den getrockneten Metallschlamm, eingesetzt, wobei
hierbei von einem Ölrückstand in den Metallschlämmen von etwa 3
bis 8 Gew.-% ausgegangen wird. Sollte der Ölrückstand von größe
rer oder kleinerer Menge sein, kann auch eine etwas größere oder
kleinere Tensidkonzentration angebracht sein. Die Tenside dienen
hauptsächlich als Dispergiermittel für die Ölrückstände, um diese
loszulösen und in die flüssige Phase zu überführen.
Die Wassermenge, die in Schritt (a) verwendet wird, ist ver
gleichsweise unkritisch. Meist beträgt sie das 2 bis 5fache, ins
besondere 3 bis 4fache der Menge an getrocknetem Metallschlamm.
Hierbei ist zu beachten, daß der Metallschlamm meist schon was
serfeucht in den Reinigungsprozeß eingebracht wird.
Die mechanische Vermischung geschieht durch in der Technik
gängige Mischorgane. Dabei können Mischorgane mit geringerer
Effizienz wie Flügelrührer oder Mischorgane mit höherer Effizienz
wie Kugelmühlen verwendet werden. Vom Grad der Effizienz hängt
auch die Vermischungsdauer ab.
Die Vermischung wird in der Regel bei Raumtemperatur, d. h. bei 10
bis 30°C, insbesondere bei 15 bis 25°C vorgenommen. Man kann aber
durchaus auch höhere Temperaturen, etwa bis zu 90°C, einstellen,
was eine Verkürzung der Vermischungsdauer zur Folge haben kann.
Das tensidhaltige Wasser in Schritt (a) kann weitere gängige
Hilfsmittel wie Schaumdämpfer enthalten.
Weiterhin ist für den Erfolg der Reinigung der Metallschlämme der
pH-Wert der flüssigen Phase wichtig. In vielen Fällen hat sich
ein pH-Wert von 7 bis 12, vorzugsweise von 8 bis 11, insbesondere
von 9 bis 10 als günstig herausgestellt. Der optimale pH-Wert
hängt auch etwas von der Art der im Metallschlamm gebundenen Öl
rückstände ab. Der pH-Wert wird durch Zugabe von üblichen Basen
wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Calciumhydroxid oder
Ammoniak eingestellt.
Die Abtrennung der flüssigen Phase vom gereinigten Metallschlamm
gemäß Schritt (b) geschieht nach den in der Technik üblichen Ver
fahren, beispielsweise durch Filtration, Dekantieren oder
Flotation. Es empfiehlt sich, mit Wasser nachzuwaschen.
Zur notwendigen Aufarbeitung und gegebenenfalls Verwertung der
flüssigen Phase wird gemäß Schritt (c) eine Emulsionsspaltung
vorgenommen. Es hat sich als besonders einfach und effizient her
ausgestellt, dies durch Erwärmen der flüssigen Phase ohne
weiteren Hilfsmittelzusatz auf 35 bis 95°C, vorzugsweise 40 bis
80°C, insbesondere 45 bis 60°C vorzunehmen. Die optimale Trenn
temperatur für die Emulsionsspaltung hängt naturgemäß auch vom
Trübungspunkt der verwendeten Tenside ab.
Die erhaltene wäßrige Phase (meist unten) und auch das Wasch
wasser aus Schritt (b) sind nicht salzbelastet, da das erfin
dungsgemäße Verfahren salzfrei arbeitet; somit ist bei Wiederein
satz des abgeschiedenen Wassers und des Waschwasser eine hohe
Rückführungsrate gegeben. Man kann die erhaltene wäßrige Phase
und das Waschwasser aber auch problemlos über eine Kläranlage als
Abwasser entsorgen.
Die erhaltene ölige Phase (meist oben) besteht aus dem aus dem
Metallschlamm abgetrennten Ölrückstand und der überwiegenden
Menge (ca. 90 bis 98%) des eingesetzten Tensids. Der restliche
Anteil (ca. 2 bis 10%) des Tensides findet sich in der wäßrigen
Phase wieder. Diese ölige Phase eignet sich beispielsweise gut
zur Wärmeerzeugung durch Verbrennen. Man kann sie auch einer wie
immer gearteten Wiederverwertung zuführen, mit oder ohne Abtren
nung des Tensidanteils, beispielsweise zum erneuten Einsatz als
Walzöl.
Der gereinigte Metallschlamm enthält nur noch ca. 5 bis 15 Gew.-%
der ursprünglichen Menge an Ölrückständen. Dies bereitet in der
Regel beim Wiedereinschmelzen des Metallschlammes keinerlei Ab
gas- bzw. Umweltprobleme. Ist dennoch ein höherer Abreinigungs
grad erwünscht, kann das erfindungsgemäße Verfahren mehrmals
durchgeführt oder kontinuierlich ausgelegt werden, um den Reini
gungseffekt zu erhöhen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise bei der Entölung
von mineral- oder fettölhaltigen Eisenschlämmen angewandt, insbe
sondere bei der Reinigung von Walzenzunder. Man kann damit natür
lich auch andere Metallschlämme reinigen, beispielsweise Bunt
metallschlämme wie Kupfer-, Cadmium-, Kobalt-, Nickel-, Blei-,
Zinn- oder Zinkschlämme oder Schlämme von Stahlveredlermetallen
wie Chrom-, Mangan-, Molybdän-, Titan-, Vanadin- oder Wolfram
schlämme oder Schlämme aus Legierungen der genannten Metalle.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch die Verwendung von
nichtionischen Tensiden generell bei der Reinigung von Metall
schlämmen als Dispergiermittel für in den Metallschlämmen
haftende Mineral- oder Fettölrückstände zur Ablösung dieser Rück
stände aus den Schlämmen, ohne speziell Bezug auf die Schritte
(a) bis (c) des erfindungsgemäßen Verfahrens zu nehmen.
Weiterhin sind Gegenstand der vorliegenden Erfindung Reinigungs
mittel-Formulierungen zur Entölung von Metallschlämmen, enthal
tend mindestens ein nichtionisches Tensid. Hierbei sind insbeson
dere die gebrauchsfertigen Formulierungen gemeint, die vom Durch
führer des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Einmischen in Wasser
direkt in Schritt (a) eingesetzt werden können. Solche Formulie
rungen können noch weitere übliche Hilfsmittel, z. B. Entschäumer,
enthalten.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, mineral- oder fett
ölhaltige Metallschlämme effizient, wirtschaftlich und ökologisch
unbedenklich derart zu reinigen, daß die Wiederverwertung durch
Einschmelzen keinerlei Abgas- bzw. Umweltprobleme bereitet. Von
besonderer Bedeutung ist hierbei, daß auf die Mitverwendung von
organischen Lösungsmitteln verzichtet werden kann, obwohl ein ge
ringer Anteil an wasserlöslichen oder wassermischbaren organi
schen Lösungsmitteln wie Alkoholen in der wäßrigen Phase nicht
störend wirkt. Hierbei ist es auch eine wesentliche Verfahrens
vereinfachung, daß die normalerweise wasserfeucht anfallenden öl
haltigen Metallschlämme nicht erst energieaufwendig getrocknet
werden müssen, um gereinigt werden zu können.
300 g getrockneter Walzenzunder, der einen Ölgehalt von
5,4 Gew.-% gemäß Kohlenstoff-Analyse aufwies, wurden mit 1015 g
destilliertem Wasser und 15 g einer Mischung aus Ethoxylaten von
C11- bis C15-Fettalkoholen mit einem Ethoxylierungsgrad von 3 bis
5 versetzt. Durch Zugabe von 1,6 g 20 gew.-%iger Natronlauge
wurde der pH-Wert auf 10 eingestellt. Danach wurde mittels eines
Flügelrührers 2 h bei 20°C mit 1000 U/min gerührt.
Der gereinigte Walzenzunder wurde über ein Baumwolltuch im Vakuum
abfiltriert, mit ca. 5 l destilliertem Wasser gewaschen und bei
120°C getrocknet. Er wies einen Ölgehalt von nur noch 0,68 Gew.-%
gemäß Kohlenstoff-Analyse auf, was einem Abreinigungsgrad von
88% entspricht.
Die abgetrennte flüssige Phase wurde auf 45 bis 50°C erwärmt. Da
bei bildeten sich rasch zwei Phasen: die untere wäßrige Phase
enthielt 6%, die obere ölige Phase 94% des eingesetzten Tensid
gemisches.
Eine analoge Durchführung des Verfahrens bei pH 6 in der ersten
Stufe führte nur zu einem Abreinigungsgrad von 52%.
Claims (8)
1. Verfahren zur Entölung von Metallschlämmen, dadurch gekenn
zeichnet, daß man
- a) mineral- oder fettölhaltige Metallschlämme mit Wasser, welches mindestens ein nichtionisches Tensid enthält, mechanisch vermischt,
- b) den gereinigten Metallschlamm von der flüssigen Phase ab trennt und
- c) eine Emulsionsspaltung der flüssigen Phase vornimmt, wo bei die erhaltene wäßrige Phase wieder in den Schritt (a) zurückgeführt und die erhaltene ölige Phase verbrannt oder einer Wiederverwendung zugeführt werden kann.
2. Verfahren zur Entölung von Metallschlämmen nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß man als nichtionische Tenside in
Schritt (a) Fettalkoholalkoxylate oder Alkylphenolalkoholate
einsetzt.
3. Verfahren zur Entölung von Metallschlämmen nach Anspruch 1
oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die mechanische Ver
mischung in Schritt (a) bei einem pH-Wert von 7 bis 12 vor
nimmt.
4. Verfahren zur Entölung von Metallschlämmen nach den An
sprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man es auf
mineral- oder fettölhaltige Eisenschlämme anwendet.
5. Verfahren zur Entölung von Metallschlämmen nach den An
sprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man die
Emulsionsspaltung in Schritt (c) durch Erwärmen der flüssigen
Phase auf 35 bis 95°C durchführt.
6. Verwendung von nichtionischen Tensiden bei der Reinigung von
Metallschlämmen als Dispergiermittel für in den Metall
schlämmen haftende Mineral- oder Fettölrückstände.
7. Verfahren zur Reinigung von Metallschlämmen, dadurch gekenn
zeichnet, daß man hierbei nichtionische Tenside als Disper
giermittel für in den Metallschlämmen haftende Mineral- oder
Fettölrückstände verwendet.
8. Reinigungsmittel-Formulierungen zur Entölung von Metall
schlämmen, enthaltend mindestens ein nichtionisches Tensid.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924238280 DE4238280A1 (de) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | Verfahren zur Entölung von Metallschlämmen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924238280 DE4238280A1 (de) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | Verfahren zur Entölung von Metallschlämmen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4238280A1 true DE4238280A1 (de) | 1994-05-19 |
Family
ID=6472766
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19924238280 Withdrawn DE4238280A1 (de) | 1992-11-13 | 1992-11-13 | Verfahren zur Entölung von Metallschlämmen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4238280A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN108191179A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-22 | 浙江奇彩环境科技股份有限公司 | 一种化工含油污泥土壤的洗涤处理方法 |
-
1992
- 1992-11-13 DE DE19924238280 patent/DE4238280A1/de not_active Withdrawn
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CN108191179A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-06-22 | 浙江奇彩环境科技股份有限公司 | 一种化工含油污泥土壤的洗涤处理方法 |
CN108191179B (zh) * | 2017-12-29 | 2020-07-24 | 浙江奇彩环境科技股份有限公司 | 一种化工含油污泥土壤的洗涤处理方法 |
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