EP0691160A1 - Verfahren zum Rückgewinnen von Wertstoffen aus Müllverbrennungsschlacke - Google Patents
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
- B03B9/00—General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets
- B03B9/04—General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets specially adapted for furnace residues, smeltings, or foundry slags
Definitions
- the invention relates to a method for recovering valuable materials from waste incineration slag according to the preamble of claim 1.
- the slag is quenched in a wet deslagger immediately after it leaves the furnace. This lowers the heavy metal content in the slag. However, this is insufficient and considerable amounts of toxins remain in the slag.
- EP Patent 0 372 039 now shows for the first time a way of treating slag from waste and incineration furnaces, the slag after the furnace being cleaned directly and without prior quenching in a water bath for rough cleaning (removal of unburned coarse material and magnetic Parts) is supplied. The roughly cleaned slag is then separated into at least two fractions and all particles that are smaller than 2 mm are assigned to one fraction.
- the invention is based on the object of specifying a method of the type mentioned at the outset which is optimally adapted to the starting material of dry discharged slag and in which the recovery of valuable materials is in the foreground.
- the advantage of the invention can be seen in particular in that, in addition to inert substances, e.g. Building material quality slag, iron, non-ferrous metals, especially aluminum and copper, can be separated from the finer material contaminated with heavy metals. The latter material, which only makes up around 30% of the total weight, can then be sent for special treatment.
- inert substances e.g. Building material quality slag, iron, non-ferrous metals, especially aluminum and copper
- the valuable materials are largely free from adherence of mineral material. This also avoids chemical reaction processes between the alkaline slag - it typically contains 10-15% CaO - and water, for example the oxidation of metallic aluminum.
- the slag discharged dry from the incineration plant is transferred to the slag processing plant shown schematically in the figure and there it first arrives in a bar screen where the oversize (material larger than 300 mm) is mechanically separated. This can reduce the load and wear on the subsequent screens.
- the coarse fraction> 2 mm is fed to a perforated sieve, preferably a vibrating sieve, with a typical 32 mm hole diameter.
- a perforated sieve preferably a vibrating sieve, with a typical 32 mm hole diameter.
- the screen overflow is passed through a reading level, where unburned material (wood, paper) as well as contaminants such as electric motors, small transformers, electromagnets, coils, etc. are separated.
- unburned material wood, paper
- contaminants such as electric motors, small transformers, electromagnets, coils, etc.
- the material is then crushed in a hammer mill.
- Another iron separation follows with an overband magnet. Due to the dry discharge of the slag and the processing in the hammer mill, the iron is largely free of adhering dust particles and thus of high quality.
- the shredded and now practically iron-free material is returned to the 32mm perforated screen.
- the sieve run of this 32 mm perforated sieve is carried out in a mill, e.g. a ball mill or an oscillator crusher, selectively divided into two fractions.
- a mill e.g. a ball mill or an oscillator crusher
- the ash-like, heavy metal contaminated material is crushed, but inert materials such as glass, ceramics, clay, stones etc. leave this stage essentially uncrushed.
- the material flow runs after the mill through a magnetic separator, where iron is separated again with high efficiency.
- the two grain fractions are then separated behind the magnetic separator on a strainer screen.
- the contaminated fine fraction with grain sizes smaller than 2 mm is preferably further processed together with the fine fraction from the first perforated screen, e.g. by solidification or melting.
- Non-ferrous metals Al, Cu, etc.
- the quality of the separated metals is very good due to the dry slag discharge of the raw slag. What remains is inert material, e.g. can be reused in road construction.
Abstract
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Rückgewinnen von Wertstoffen aus Müllverbrennungsschlacke gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Bei der Verbrennung von Siedlungsabfällen fallen etwa 250 kg Schlacke pro Tonne Müll als Reststoff an. Die anfallende Schlacke weist direkt nach dem Ofen Gehalte an Schadstoffen auf, welche ihre weitere Verwendung, z.B. als Baustoff, verhindern. Die Ablagerung der Schlacke in Deponien führt zu einer Gefährdung der Umwelt, wenn nicht besondere Vorkehrungen getroffen werden, z.B. das Auffangen des Sickerwassers.
- Normalerweise wird die Schlacke unmittelbar nach dem Ofenaustritt in einem Nassentschlacker abgeschreckt. Dabei erfolgt eine Absenkung des Schwermetallgehalts in der Schlacke. Diese ist jedoch ungenügend, und es verbleiben erhebliche Anteile von Giftstoffen in der Schlacke.
- In der EP-Patentschrift 0 372 039 wird nun erstmals ein Weg zur Aufbereitung von Schlacke aus Kehricht- und Abfallverbrennungsöfen aufgezeigt, wobei die Schlacke nach dem Ofen direkt und ohne vorherige Abschreckung in einem Wasserbad der Grobreinigung (Entfernen unverbrannten Grobgutes und magnetischer Teile) zugeführt wird. Dananch wird die grob gereinigte Schlacke in mindestens zwei Fraktionen getrennt und einer Fraktion alle Partikel, welche kleiner als 2 mm sind, zugewiesen.
- Diesem bekannten Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Feinfraktion den grössten Teil der ursprünglich in der Schlacke beim Schlackenaustritt enthaltenen Schadstoffe enthält. Sie ist mengenmässig gering im Vergleich zur Grobfraktion und muss einer Sonderbehandlung zugeführt werden. Die Grobfraktion hingegen ist für die direkte Verwendung als Baustoff oder zur Ablagerung in Deponien geeignet. Anregungen zum Wiedergewinnen von anderen Wertstoffen als Schlacke Wertstoffen sind der EP- 0 372 039 B1 nicht zu entnehmen.
- Der Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung anzugeben, das auf das Ausgangsmaterial trocken ausgetragene Schlacke optimal angepasst ist und bei dem das Rückgewinnen von Wertstoffen im Vordergrund steht.
- Der Vorteil der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, dass neben Inertstoffen, z.B. Schlacke in Baustoffqualität, Eisen, Nichteisenmetalle, vor allem Aluminium und Kupfer, vom schwermetallbelasteten feineren Material getrennt werden können. Letzteres Material, das nur etwa 30% des Gesamtgewichts ausmacht, kann dann der Sonderbehandlung zugeführt werden.
- Durch den trockenen Austrag der Schlacke aus dem Verbrennungsofen sind die Wertstoffe weitgehend frei von Anhaftungen mineralischen Materials. Auch werden dadurch chemische Reaktionsvorgänge zwischen der alkalischen Schlacke - sie enthält typisch 10 - 15% CaO - und Wasser vermieden, z.B. die Oxidation von metallischem Aluminium.
- Die Erfindung und die mit ihr erzielbaren Vorteile werden nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
- In der einzigen Figur der Zeichnung ist eine aus einzelnen Baugruppen zusammengestellten Anlage zum Rückgewinnen von Wertstoffen aus trockenausgetragener Müllverbrennungsschlacke schematisch dargestellt.
- Die aus der Verbrennungsanlage trocken ausgetragene Schlacke wird in die in der Figur schematisch dargestellte Schlackenaufbereitsanlage übergeführt und gelangt dort zunächst in ein Stangensieb, wo das Ueberkorn (Material grösser 300 mm) mechanisch abgtrennt wird. Dadurch kann die Belastung und der Verschleiss der nachfolgenden Siebe vermindert werden.
- Das grob gesichtete Material läuft dann über ein elektromagnetisch angtriebenes 2mm-Sieb. Auf diese Weise wird der Feinanteil abgetrennt und somit die Staubfracht für die nachfolgenden Verfahrensschritte vermindert. Dieser Feinanteil enthält nach der Lehre der eingangs zitierten EP 0372 039 B1 einen bis 90% betragenden Teil der in der Rohschlacke enthaltenen Schadstoffe. Er wird einer Sonderbehandlung zugeführt.
- Im nächsten Schritt wird der Grobanteil > 2mm einem Lochsieb, vorzugsweise ein Schwingsieb, mit typisch 32 mm Lochdurchmesser zugeführt. Der Siebüberlauf wird durch eine Leseebene geführt, wo Unverbranntes (Holz, Papier) sowie Störstoffe wie Elektromotoren, Kleintransformatoren, Elektromagnete, Spulen, etc. abgetrennt werden. Gerade die Entfernung von Störstoffen, die neben Eisen andere Metalle, insbesondere Kupfer, enthalten ist dabei von besonderer Bedeutung, weil derartige Objekte bei der späteren magnetischen Trennung sonst der Eisenfraktion zugewiesen werden, was die Qualität der Eisenfraktion herabsetzt.
- Anschliessend wird das Material in einer Hammermühle zertrümmert. Es folgt eine weitere Eisenabtrennung mit einem Ueberbandmagneten. Durch den trockenen Austrag der Schlacke und die Bearbeitung in der Hammermühle ist das Eisen weitgehend von anhaftenden Staubpartikeln befreit und somit qualitativ hochwertig. Das zerkleinerte und nunmehr praktisch eisenfrei Material wird auf das 32mm-Lochsieb zurückgeführt.
- Der Siebdurchlauf dieses 32mm-Lochsiebes wird in einer Mühle, z.B. einer Kugelmühle oder einem Oszillatorbrecher, selektiv in zwei Fraktionen aufgeteilt. Dabei wird das ascheartige, schwermetallbelastete Material zertrümmert, Inertstoffe wie Glas, Keramik, Ton, Steine etc. verlassen diese Stufe jedoch im wesentlichen unzerkleinert.
- Der Stoffstrom läuft nach der Mühle durch einen Magnetabscheider, wo nochmals mit hohem Wirkungsgrad Eisen abgetrennt wird.
- Die beiden Kornfraktionen werden dann hinter dem Magnetabscheider auf einem Spannwellensieb getrennt. Der belastete Feinanteil mit Korngrössen kleiner 2 mm wird vorzugsweise zusammen mit dem Feinanteil aus dem ersten Lochsieb weiterbearbeitet, z.B. durch Verfestigen oder Einschmelzen. Von der Grobfraktion werden Nichteisenmetalle (Al, Cu, etc.) als Wertstoffe abgetrennt, zum Beispiel mit einem Wirbelstrom-Separator. Die Qualität der abgetrennten Metalle ist wegen des trockenen Schlackenaustrags der Rohschlacke sehr gut. Zurück bleibt inertes Material, das z.B. im Strassenbau wiederverwendet werden kann.
Claims (4)
- Verfahren zum Rückgewinnen von Wertstoffen aus Müllverbrennungsschlacke, bei welchem die Rohschlacke nach dem Austritt aus dem Ofen direkt und ohne vorheriges Abschrecken in einem Wasserbad der Grobreinigung zugeführt wird, die trockene und grob gereinigte Schlacke in mindestens zwei Fraktionen getrennt wird, und alle Partikel, welche kleiner sind als 2 mm, einer ersten Fraktion zugewiesen, und die restlichen Partikel einer zweiten Fraktion zugewiesen werden, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Fraktion ihrerseits in einer Siebstufe in mindestens zwei Fraktionen getrennt wird, und alle Partikel, welche kleiner sind als 25 bis 35 mm, einer dritten Fraktion zugewiesen, und die restlichen Partikel einer vierten Fraktion zugewiesen werden.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Zuge der Verarbeitung der dritten Fraktion nach durchgeführter Eisenabtrennung eine erneute Siebung erfolgt, bei welcher der Feinanteil < 2 mm abgetrennt und zusammen mit den Partikeln der ersten Fraktion weiterverabeitet, vorzugsweise verfestigt oder eingeschmolzen wird.
- Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Wirbelstromseparator der Ueberlauf von Nichteisenmetallen befreit wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Fraktion durch eine Leseebene geleitet wird, wo Unverbranntes und andere Störstoffe ausgeschieden werden, danach das Material mechanisch zerkleinert, noch vorhandene Eisenteile ausgesondert werden, und das auf diese Weise von Störstoffen und Eisenteilen freie Material in die Siebstufe zurückgeführt wird.
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