DE4300805A1 - Verfahren und Mittel zur Umwandlung von Asbest und asbestähnlichen Faserstoffen sowie von anorganischen Verbundwerkstoffen mit derartigen Faserarmierungen - Google Patents
Verfahren und Mittel zur Umwandlung von Asbest und asbestähnlichen Faserstoffen sowie von anorganischen Verbundwerkstoffen mit derartigen FaserarmierungenInfo
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Description
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren
zur Umwandlung von Asbest und anderen anorganische
nichtmetallischen Faserstoffen.
Zur Vermeidung der Freisetzung von
gesundheitsgefährdenden Asbestfasern und zur Beseitigung
von Asbesten und asbesthaltigen Abfällen sind eine Reihe
von Arbeiten durchgeführt worden, was mit den nachfolgend
aufgeführten Veröffentlichungen belegt werden kann.
Zur Behandlung von asbesthaltigen Baustoffen wird gemäß
der DE-PS 38 29 328 die Verwendung von Alginsäure und/oder
deren wasserlöslicher Salze in Verbindung mit organischen
und/oder anorganischen Polymerdispersionen, Faserstoffen
und Brandschutzmitteln empfohlen.
Eine chemische Umwandlung von Asbestfasern ist Gegenstand
der DE-OS 29 14 662, wonach aus magnesiumsilivathaltigem
Ausgangsmaterial (Serpentinasbeste) oder derartigen
Asbestabfällen schließlich im Ergebnis der Reaktion
MgCO3·3 H2O ausgefällt wird.
Ein Trockenverfahren zur Gewinnung von MgSO4 durch
Reaktion von Asbestabfällen mit Ammoniumsulfat bei
Temperaturen bis zu 400°C ist in der DE-OS 30 06 050
mitgeteilt.
Gemäß dem Patent wo 88/10234 wird eine chemische
Umsetzung von Chrysotil-Asbest mit einer Säurekomponente,
wie z. B. Schwefelsäure, bei einem pH von niedriger als 5
und einer Reaktionsdauer von mehreren Wochen oder Monaten
vorgenommen. Die Reaktion kann beschleunigt werden durch
Erhöhung der Reaktionstemperatur und/oder Anwendung einer
physikalischen Behandlung. Gemäß dieser
Erfindungsbeschreibung kann das im Ergebnis der
Behandlung aus dem Asbestmaterial freigesetzte
Magnesiumsalz wiederverwendet werden.
In der japanischen Anmeldung WO 89/10338 ist die
Anwendung von starken Mineralsäuren und anorganischen
Verbindungen mit hoher Molmasse zum Beschichten der
Oberflächen asbesthaltiger Materialien aufgezeigt.
Die chemische Wechselwirkung der Amphibol- und
Serpentinasbeste mit Mineralsäuren hat auch die Arbeit
von A.K. GUPTA und R.W. SMITH: ("Kinetic study of the
reaction of acids with asbestos minerals", Proc. Int.
Symp. Water-Rock Interact., Meeting Date 1974, p. 417 -
425. Edited by CADEK, J.; PACES, T. - Ustred Ustav Geol.:
Prague) zum Gegenstand.
Ein Hinweis darauf, daß Amphibolasbeste gegen den Angriff
von Säuren eine gewisse Widerstandsfähigkeit zeigen,
wogegen durch eine Säurebehandlung der Chrysotilasbest in
ein noch faserförmig aussehendes, jedoch amorphes
Kieselsäuregel umgewandelt wird, ist in W. HINZ: Silicat-
Lexikon. Akademie-Verlag, Berlin 1985, S. 53, zu finden.
Die Reaktivität der Asbeste bei Einwirkung von Säuren ist
darauf zurückzuführen, daß die verschiedenen
Asbestmineralien durch hydrothermale Umwandlung von
basischen und ultrabasischen Gesteinen entstanden sind
und dadurch trotz der eingetretenen morphologischen
Veränderungen einem chemischen Angriff durch Säuren noch
verhältnismäßig leicht zugänglich sind.
Stoffwandlungsprozesse mit Asbestfasern hat auch die
Erfindungsbeschreibung WO 90/15642 zum Gegenstand. Danach
werden Chrysotil-Asbestfasern mit einer wäßrigen Lösung,
die 1 bis 25 Masse-% schwacher organischer Säuren
enthält, behandelt. Wahlweise enthält die Lösung auch 1
bis 10 Masse-% einer Quelle von Fluoridionen (z. B. NH4F).
Die mit der Chrysotil-Asbestfaser ablaufenden chemischen
Vorgänge werden folgendermaßen gedeutet: Die Lösung
schwacher Säuren hydrolysiert die MgO-haltigen
Baueinheiten der Asbestfaser und die Fluoridionen greifen
die SiO2-Zwischenschichten der Kristallgefüges an, so daß
schließlich der Asbest hinsichtlich seiner faserförmigen
Struktur zerstört wird.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren
zur Umwandlung von Asbest und anderen anorganisch
nichtmetallischen Faserstoffen zum Zwecke der Beseitigung
der von Asbest und diesen lungengängigen und in der
Körperflüssigkeit widerstandsfähigen Faserstoffen
ausgehenden Gesundheitsrisiken in Verbindung mit einer
Wiederverwendbarkeit der im Ergebnis der vorgenommenen
Stoffwandlungsprozesse anfallenden festen Materialien.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die dazu verwendeten
Mittel sind dadurch gekennzeichnet, daß durch Behandlung
dieser Faserstoffe mit Salzschmelzen oder wäßrigen
Lösungen von sauren Salzen und/oder von Salzen, die aus
starken Säuren und schwachen Basen gebildet wurden, der
Abbau der Asbeststruktur mit einem gleichzeitigen Einbau
und/oder Chemisorption der kationischen Komponenten in
bzw. an die ursprüngliche Asbeststruktur und/oder in das
als Reaktionsprodukt entstehende SiO2-Material verbunden
wird. Im Sinne einer Verwertung des aus der
Asbestumwandlung anfallenden festen Rückstandes wird der
umgewandelte Asbest als SiO2-Quelle hydraulisch
erhärtenden Bindemitteln zugesetzt. Bei der Herstellung
von Glasfaserbeton schützt dieser Rückstand aus der
Asbestumwandlung als zementreaktive Komponente die in der
Bindemittelmatrix eingelagerten silicatischen Glasfasern
vor dem Angriff einer ansonsten hoch basischen
Zementporenflüssigkeit.
25 g Chrysotil-Asbest werden in 300 ml einer wäßrigen
FeOl3-Lösung (einen pH von ca. 1 aufweisende Ätzlösung,
wie sie nach der Behandlung von Leiterplatten anfällt)
bei 80°C für die Dauer von zwei Wochen gelagert. Nach
Auswaschen und Trocknen des Rückstandes konnte im
Feststoff kein Magnesium nachgewiesen werden, jedoch sind
in dem festen Rückstand in Form von amorphem SiO2
Eisenionen eingebaut worden.
25 g Chrysotil-Asbest werden in 300 ml einer gesättigten
Lösung von AlCl3·6H2O mit einem pH-Wert von 1 bei 25°C
für die Dauer von 5 Wochen gelagert. Nach Auswaschen und
Trocknen des verbliebenen Rückstandes konnten im
Feststoff keine Magnesiumverbindungen nachgewiesen
werden.
25 g Chrysotil-Asbest und 250 g Ammoniumdi
hydrogenphosphat werden bei 200°C während einer
Behandlungszeit von 30 Minuten in einem Glasgefäß zur
Reaktion gebracht. Der nach dem Auswaschen mit
destilliertem Wasser untersuchte feste Rückstand konnte
als reines SiO2 identifiziert werden.
Der Einfluß der Zementmatrix auf die Haltbarkeit der in
ihr eingebauten Glasfasern wird mittels SIC-Test messend
verfolgt.
Beim Strand-in-Cement-Test wird ein Abschnitt eines
Glasseidenspinnfadens in ein Zementprisma definierter
Abmessungen eingelagert, und nach bestimmten Zeiten und
definierten Lagerungsbedingungen wird die Grenzkraft der
Zugfestigkeit der Glasseidenstränge nach ihrer
Wechselwirkung mit dem (modifizierten) Zement registriert
(vgl. Vorschrift der Glassfibre Reinforced Cement
Association S 0104/0184: Method of test for strenth
retention of glassfibre in cement and mortars.
Bucks/Großbritannien 1984). Nach der Herstellung der SIC-
Probekörper werden diese 24 Stunden bei 20°C und 100%
relativer Feuchte gelagert und danach einer
beschleunigten Alterung (gewählte Bedingungen: 60°C,
100% relat. Feuchte) unterworfen, bevor die Grenzkraft
der Zugfestigkeit an Segmenten von Glasseidenspinnfäden
mit einer Werkstoffprüfmaschine ermittelt wird. Die
Glasseidenspinnfäden wurden aus einem
Na2O-CaO-Al2O3-ZrO2-SiO2-Glas hergestellt.
Variante 1: 150 g Portlandzement PZ 45 W-MS, 60 g Wasser.
Variante 2: 150 g PZ 45 W-MS, 46 g Wasser, 15 g Rückstand
aus der Asbestumwandlung nach Beispiel 1.
Die Auswertung der mit der SIC-Methode erhaltenen
Ergebnisse erfolgte nach dem vereinfachten
Korrosionsmodell von KNEZEK (Stavivo 65 (1987) 17-22).
Danach ändert sich die auf die Ausgangsfestigkeit
bezogene Zugfestigkeit der im Zement eingebetteten
Glasfäden bis zu einem bestimmten Zeitpunkt nicht
signifikant, um anschließend nach der Beziehung
log P = a0 + a1 · log t
kontinuierlich abzusinken. Aus den Parametern der
Geradengleichung a0 und a1 ergeben sich die theoretischen
Zeitpunkte t100 bzw. t33 für den Beginn der
Festigkeitsverringerung (100%) bzw. für das Erreichen
von 33% der Ausgangsfestigkeit. Insbesondere der Wert
von t33 ist ein Maß für die Langzeitstabilität der
Glasfäden in der Zementmatrix.
| Variante | |
| t₃₃ [d] | |
| 1 | |
| 11 | |
| 2 | 83 |
Die Versuchsdauer bei der beschleunigten Alterung der
SIC-Probekörper bei 60°C belief sich auf maximal 35
Tage. Mit dieser Probenbehandlung bei erhöhter Temperatur
werden nach A.A. PASHCHENKO u. a. [Armierung anorganischer
Bindemittel durch Mineralfasern (russ.). Strojizdat,
Moskva 1988] Alterungsbedingungen simuliert, die eine
Standzeit des Verbundmaterials bei Normalbewitterung von
7,5 Jahren repräsentieren. Der errechnete Wert für t33
der Variante 2 besagt, daß durch den Einfluß des
verwendeten Rückstandes aus der Asbestumwandlung unter
den gewählten Versuchsbedingungen gegenüber der
Ausgangsvariante ein Rückgang Korrosion der Glasfaser in
der Matrix stattgefunden hat.
Claims (5)
1. Verfahren und Mittel zur Umwandlung von Asbest und
asbestähnlichen Faserstoffen sowie von anorganischen
Verbundwerkstoffen mit derartigen Faserarmierungen zum
Zwecke der Vermeidung der von Asbest, vergleichbaren
Faserstoffen sowie diesen faserstoffhaltigen Werkstoffen
ausgehenden Gesundheitsrisiken, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Behandlung dieser Materialien mit Schmelzen oder
wäßrigen Lösungen von sauren Salzen und/oder von Salzen,
die aus starken Säuren und schwachen Basen gebildet
wurden, erfolgt.
2. Verfahren und Mittel nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß durch die Behandlung der Abbau der
Asbeststruktur mit einem gleichzeitigen Einbau und/oder
einer Chemisorption der kationischen Komponenten in bzw.
an die ursprüngliche Asbeststruktur und/oder in den als
Reaktionsprodukt sich bildenden Feststoff verbunden wird,
wobei durch eine derartige Behandlung auch
gesundheitsgefährdende Faser-Bindemittel-
Kombinationswerkstoffe auf chemischen Wege entsorgt
werden.
3. Verfahren und Mittel nach Anspruch 1 bis 2, dadurch
gekennzeichnet, daß für die chemische Umsetzung der
Faserstoffe oder faserstoffhaltigen Werkstoffe
salzhaltige saure wäßrige Lösungen, wie sie im Ergebnis
von industriellen Stoffwandlungsprozessen als
Nebenprodukte oder Reststoffe anfallen und als solche
einer Entsorgung und insbesondere einer Verwertung
bedürfen, verwendet werden.
4. Verfahren und Mittel nach Anspruch 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der umgewandelte Faserstoff oder der
umgewandelte Werkstoff als zementreaktive Komponente
hydraulisch erhärtenden Bindemitteln zugesetzt wird.
5. Verfahren und Mittel nach Anspruch 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der die zementreaktive Komponente
enthaltende, hydraulisch erhärtete Werkstoff mit
Glasfasern armiert ist.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19934300805 DE4300805A1 (de) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | Verfahren und Mittel zur Umwandlung von Asbest und asbestähnlichen Faserstoffen sowie von anorganischen Verbundwerkstoffen mit derartigen Faserarmierungen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19934300805 DE4300805A1 (de) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | Verfahren und Mittel zur Umwandlung von Asbest und asbestähnlichen Faserstoffen sowie von anorganischen Verbundwerkstoffen mit derartigen Faserarmierungen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4300805A1 true DE4300805A1 (de) | 1994-07-14 |
Family
ID=6478186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19934300805 Withdrawn DE4300805A1 (de) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | Verfahren und Mittel zur Umwandlung von Asbest und asbestähnlichen Faserstoffen sowie von anorganischen Verbundwerkstoffen mit derartigen Faserarmierungen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4300805A1 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0693305A1 (de) * | 1994-07-21 | 1996-01-24 | Rockwell International Corporation | Zerstörung von Verbundwerkstoffen in einer Salzschmelze |
| WO1997027902A1 (en) * | 1996-02-01 | 1997-08-07 | Hja-Engineering Oy | Method of decomposing asbestos-containing wastes |
-
1993
- 1993-01-11 DE DE19934300805 patent/DE4300805A1/de not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0693305A1 (de) * | 1994-07-21 | 1996-01-24 | Rockwell International Corporation | Zerstörung von Verbundwerkstoffen in einer Salzschmelze |
| WO1997027902A1 (en) * | 1996-02-01 | 1997-08-07 | Hja-Engineering Oy | Method of decomposing asbestos-containing wastes |
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