DE4416659A1 - Verfahren zur Verminderung der Eluierbarkeit von Sulfaten und Chloriden in Aschen und Schlacken aus Müllverbrennungsanlagen - Google Patents

Verfahren zur Verminderung der Eluierbarkeit von Sulfaten und Chloriden in Aschen und Schlacken aus Müllverbrennungsanlagen

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Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Verminderung der Eluierbarkeit von Sulfaten und Chloriden in als Baustoff verwendbaren Aschen und Schlacken aus Müll­ verbrennungsanlagen.
Es ist bekannt, daß Aschen und Schlacken aus Müllverbren­ nungsanlagen nach entsprechender mechanischer Aufbereitung, bei der Metallreste und unverbrannte organische Stoffe abgetrennt werden, als Straßenbaustoff einsetzbar sind. Die Einsatzmöglichkeiten hängen jedoch neben den bodenphysika­ lischen Eigenschaften im wesentlichen auch vom Auslaugver­ halten ab. Insbesondere können aus den Aschen und Schlacken wasserlösliche Salze wie Chloride und Sulfate ausgewaschen werden. Dies schränkt die Einsetzbarkeit dieser Aschen und Schlacken für den Straßenbau ein. Es ist bereits versucht worden, die Löslichkeit zu verringern und die Eigenschaften zu verbessern, indem bis zu 5% Branntkalk oder Calciumhy­ droxid zugemischt worden sind. Dies führte jedoch nicht zu befriedigenden Ergebnissen.
Es besteht somit noch immer das Bedürfnis, die Eluierbar­ keit von Sulfaten und Chloriden in im übrigen als Baustoff verwendbaren Aschen und Schlacken aus Müllverbrennungsanla­ gen zu vermindern.
Es wurde jetzt gefunden, daß diese Aufgabe dadurch gelöst werden kann, daß diese Aschen und Schlacken nach der Ab­ trennung von Metallresten und unverbrannten organischen Resten mit mindestens 0,5 Gew.-% Aluminiumhydroxid und soviel Calciumoxid und/oder Calciumhydroxid vermischt wer­ den, daß mindestens 1 Gew.-% frei verfügbares Calciumhydro­ xid zur Verfügung steht, wobei eine Wassermenge zugesetzt wird, welche zur Ausbildung eines nicht verklumpenden, aber mindestens erdfeuchten Gemisches führt, woraufhin dieses Gemisch gewünschtenfalls verdichtet wird.
Dieses Ergebnis war überraschend, da der Fachmann erwarten konnte, daß Aluminiumhydroxid zusammen mit vorhandenem oder zugesetztem Calciumhydroxid und Sulfaten zur Bildung von Ettringit führt. Ettringit führt aber bekanntermaßen zu Zersetzungserscheinungen von zementartig abgebundenen Mas­ sen. Weiterhin war nicht zu erwarten, daß durch den Zusatz von Aluminiumhydroxid in Gegenwart von ausreichend vorhan­ denen oder zugesetzten Mengen an Calciumhydroxid auch die in den Aschen und Schlacken vorhandenen löslichen Chloride so gebunden werden, daß sie wesentlich geringer eluierbar werden.
Eine nachträgliche Erklärung für die zunächst nicht vorher­ sehbaren Ergebnisse könnte darin bestehen, daß sich unter den erfindungsgemäßen Bedingungen sehr rasch feinstverteil­ ter Ettringit bildet, der im Gegensatz zu später gebilde­ tem, gröberkristallinem Ettringit nicht zu Treiberscheinun­ gen in dem Material führt. Die geringere Eluierbarkeit der Chloride könnte damit erklärt werden, daß diese teilweise in den feinstteiligen, rasch gebildeten Ettringit miteinge­ baut werden und teilweise zu dem schwer wasserlöslichen Calciumhydroxychlorid umgesetzt werden.
Von entscheidender Bedeutung für die erfindungsgemäß er­ zielbaren Ergebnisse ist vor allem auch der Wassergehalt der Gemische. Diese sollen mindestens erdfeucht sein, aber nicht so viel Wasser enthalten, daß sie bereits verklumpen. Keinesfalls darf die Wassermenge so groß gewählt werden, daß pastöse oder schlammige Gemische entstehen. Wird unter derartigen Bedingungen gearbeitet, steigt die Eluierbarkeit von Sulfat und Chlorid erneut an, so daß das gewünschte Ziel nicht erreicht wird.
Die weiteren Untersuchungen haben ergeben, daß es bei dem Gehalt von Calciumoxid bzw. Calciumhydroxid darauf ankommt, daß diese frei verfügbar sind und nicht erst durch langsame Reaktion im Wasser zur Verfügung gestellt werden. Es muß daher in den eingesetzten Aschen und Schlacken der rasch frei verfügbare Anteil an Calciumhydroxid bestimmt werden. Liegt dieser unter 1%, müssen entsprechende Mengen von frei verfügbarem Calciumoxid und/oder Calciumhydroxid zugesetzt werden. Weiterhin wurde festgestellt, daß Aschen und Schlacken, die zunächst einen ausreichenden Gehalt an frei verfügbarem Calciumhydroxid aufweisen, bei längerer Lage­ rung unter Zutritt von Wasser ihre Eigenschaften verändern durch Verbrauch von Calciumhydroxid mit anderen Komponenten der Aschen und Schlacken. Da die meisten Aschen und Schlacken auch allmählich freigesetzte Aluminate enthalten, entsteht aus diesen zusammen mit den vorhandenen Sulfaten ein gröberkristalliner Ettringit, der die Eigenschaften des Produktes bei der Anwendung für den Straßenbau sehr nach­ teilig beeinflußt. Auch nimmt die Eluierbarkeit von Chlori­ den in solchen Fällen wieder zu. Erstaunlicherweise wird all dies nicht beobachtet, wenn erfindungsgemäß gearbeitet wird und sich von Anfang an rasch ein feinstkristalliner Ettringit bildet.
Dies ist umso erstaunlicher, da der Fachmann eigentlich erwarten konnte, daß aus feinstkristallinem Ettringit viel rascher die Komponenten freigesetzt werden, so daß sie danach sogar in die störende Form des Ettringits übergehen könnten. Es ist deshalb erforderlich, das Aluminiumhydroxid zuzumischen, solange die Asche oder Schlacke noch frisch sind. Sind diese bereits längere Zeit unter Zutritt von Wasser gealtert, muß frisches und frei verfügbares Calcium­ hydroxid zur Verfügung gestellt werden.
Die obigen Ergebnisse gehen aus den nachfolgend zusammen­ gestellten Versuchsdaten hervor, welche gleichzeitig bevor­ zugte Ausführungsformen der Erfindung erläutern.
Beispiele
Müllverbrennungsschlacke wurde unmittelbar nach dem Ab­ schrecken im Naßentschlacker mechanisch aufbereitet, d. h. es wurden Metallreste und unverbrannte organische Stoffe abgetrennt. Nach der Aufbereitung wurde die Versuchsmenge in vier gleiche Teile geteilt. Eine Analyse des Ausgangs­ materials ergab, daß es 0,87 Gew.-% Sulfat und 0,35 Gew.-% Chlorid - bezogen auf die Trockensubstanz - enthielt.
Die Teilmenge A war die Nullprobe. Sie bestand nur aus der Schlacke und wurde nur mit Wasser vermischt (10,48 kg Asche mit 1240 ml Wasser).
Der Teilmenge B, enthaltend 10,90 kg Asche, wurde auf die gleiche Ansatzmenge eine Suspension von 650 g Aluminiumhy­ droxid-Preßkuchen zugegeben, welcher 25 Gew.-% Aluminiumhy­ droxid und 75 Gew.-% Wasser enthielt. Dieser Preßkuchen war zuvor in weiteren 800 ml demineralisiertem Wasser in fein­ ster Verteilung suspendiert worden.
Die Teilmenge C hatte dieselbe Zusammensetzung wie die Teilmenge B, nur wurde zusätzlich 300 g Branntkalk (80 Gew.-% CaO) feinverteilt zugemischt.
Die Teilmenge D entsprach der Zusammensetzung der Teil­ menge C, nur wurde dieses Gemisch nach dem Einfüllen in den Probebehälter intensiv verdichtet.
Die so erhaltenen Teilmengen wurden einer S4-Elution unter­ worfen, und zwar nach entsprechend langer Lagerung.
Die Ergebnisse sind in den nachfolgenden Tabellen 1 und 2 zusammengestellt.
Tabelle 1
Tabelle 2
Die Lagerung erfolgte in nahezu voll gefüllten und ver­ schlossenen Kunststoffgefäßen aus Polyethylen bei Raumtem­ peratur. Die Gefäße wurden regelmäßig auf den Kopf gestellt und - soweit notwendig - ein Überdruck abgelassen. Die Elution wurde sofort nach der Probennahme gemäß DIN 38 414, Teil 4 (S4) ausgeführt, jedoch mit nur jeweils 3 kg Asche (Trockensubstanz). Die Zuschläge wurden rechnerisch berück­ sichtigt.
Die obigen Ergebnisse zeigen, daß durch die Zugabe von Aluminiumhydroxid bzw. durch die Zugabe von Aluminiumhydro­ xid und Branntkalk das Elutionsverhalten in Bezug auf die Löslichkeit von Sulfat und Chlorid gegenüber der Nullprobe deutlich verringert werden konnte. Dieses verbesserte Elu­ tionsverhalten konnte durch Verdichtung beim Einbringen in die Probebehälter nochmals verbessert werden.

Claims (1)

  1. Verfahren zur Verminderung der Eluierbarkeit von Sulfaten und Chloriden in als Baustoff verwendbaren Aschen und Schlacken aus Müllverbrennungsanlagen, dadurch gekennzeich­ net, daß diese Aschen und Schlacken nach der Abtrennung von Metallresten und unverbrannten organischen Resten mit min­ destens 0,5 Gew.-% Aluminiumhydroxid und soviel Calciumoxid und/oder Calciumhydroxid vermischt werden, daß mindestens 1 Gew.-% frei verfügbares Calciumhydroxid zur Verfügung steht, wobei eine Wassermenge zugesetzt wird, welche zur Ausbildung eines nicht verklumpenden, aber mindestens erd­ feuchten Gemisches führt, woraufhin dieses Gemisch ge­ wünschtenfalls verdichtet wird.
DE19944416659 1994-05-11 1994-05-11 Verfahren zur Verminderung der Eluierbarkeit von Sulfaten und Chloriden in Aschen und Schlacken aus Müllverbrennungsanlagen Expired - Lifetime DE4416659C2 (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0778248A1 (de) * 1995-11-28 1997-06-11 RWE Energie Aktiengesellschaft Verwendung eines hydraulisch erhärtenden, feinteiligen Zweikomponentenbinders, für die Immobilisierung der in den Filterstäuben aus der Hausmüllverbrennung enthaltenen Schadstoffe
EP3501678A1 (de) * 2017-09-28 2019-06-26 Mo-Bruk S.A. Verfahren zur reduzierung der chloridauslaugrate aus mineralischen mischungen mit abfällen mit hohen konzentrationen von löslichen chloriden

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3518411C2 (de) * 1985-05-22 1988-02-25 Gebr. Knauf Westdeutsche Gipswerke Kg, 8715 Iphofen, De
DE4040804A1 (de) * 1990-12-14 1992-06-17 Peter Doehler Verfahren zur verwertung mineralischer industriereststoffe, insbesondere zur reduzierung ionisierender strahlung aus unterirdischen hohlraeumen

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