EP3573931A1 - Verfahren zum herstellen eines bindemittels für die konditionierung von schlämmen, wasserhaltigen böden sowie für die neutralisation von säuren - Google Patents

Verfahren zum herstellen eines bindemittels für die konditionierung von schlämmen, wasserhaltigen böden sowie für die neutralisation von säuren

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EP3573931A1
EP3573931A1 EP18704879.8A EP18704879A EP3573931A1 EP 3573931 A1 EP3573931 A1 EP 3573931A1 EP 18704879 A EP18704879 A EP 18704879A EP 3573931 A1 EP3573931 A1 EP 3573931A1
Authority
EP
European Patent Office
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slag
binder
fraction
drying
crushed
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18704879.8A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Claus Gronholz
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Tartech eco Ind AG
Tartech Eco Industries AG
Original Assignee
Tartech eco Ind AG
Tartech Eco Industries AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Tartech eco Ind AG, Tartech Eco Industries AG filed Critical Tartech eco Ind AG
Publication of EP3573931A1 publication Critical patent/EP3573931A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE
    • B09B3/00—Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/20—Agglomeration, binding or encapsulation of solid waste
    • B09B3/25—Agglomeration, binding or encapsulation of solid waste using mineral binders or matrix
    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00—Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/008—Sludge treatment by fixation or solidification
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/0418—Wet materials, e.g. slurries
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/08—Slag cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/24—Cements from oil shales, residues or waste other than slag
    • C04B7/28—Cements from oil shales, residues or waste other than slag from combustion residues, e.g. ashes or slags from waste incineration
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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    • C04B7/00—Hydraulic cements
    • C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/38—Preparing or treating the raw materials individually or as batches, e.g. mixing with fuel
    • C04B7/40—Dehydrating; Forming, e.g. granulating
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    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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    • C04B2111/00767—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for waste stabilisation purposes
    • C04B2111/00784—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for waste stabilisation purposes for disposal only

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a binder of slag from waste incineration plants for the conditioning of sludges, such as. As dredged material / dredging sludge, aqueous soils and for the neutralization of acids.
  • the invention relates to the production of a slag binder from municipal solid waste incinerators, so-called HMVA slag.
  • HMVA slag municipal solid waste incinerators
  • the invention may also relate to slags of other thermal waste utilization.
  • Conditioning is understood to mean a treatment which alters or maintains the properties of the slag.
  • the dredged material is of low strength, so that it can be deposited even in the puncture resistant state only with a low angle of repose. Because of the constant it is also necessary to provide drainage layers of sand between the layers of dredged material, which are also provided with drainage pipes to allow the water to escape. It is known that a layer of dredged material on the landfill can only be about 600 to 800 mm high. In between, there must be an approximately 200 to 300 mm thick drainage layer. There are therefore relatively complex and large-scale landfills required, especially since the water leaks over a very long time.
  • the dumping of dredged material is a problem, for example, for the city of Hamburg, as the port of Hamburg and the Elbe must be dredged continuously so that the ships can reach the port in the port because of their draft.
  • This dredged material is also contaminated.
  • the city of Hamburg has only limited land available, so that the large-scale landfill of the dredged material is not readily possible.
  • the additional drainage layers require a large portion of the landfill volume for inert sand. Overall, therefore, a relatively large area must be provided for relatively little to be dumped dredged material, which is available in the city-state of Hamburg, however, only limited.
  • the invention has for its object to provide an inexpensive binder for the conditioning of the dredged material through which the dredged material is solidified and thus allows a larger slope angle.
  • the slag from a waste incineration plant is crushed, that the crushed slag in a fraction greater than 2.0 or 3, 0 mm and a fraction smaller than 2.0 or 3.0 mm is classified, that the separated smaller fraction 0 / 2.0 or 0 / 3.0 mm dried in a dryer to a final moisture content of less than 1.5 wt .-% - 2.5 wt .-%, whereby the pozzolanic properties of Slag are maintained so that the dryer discharge is further comminuted with a high speed impact mill to form stable cubic shaped particles, and that from this crushed slag the fraction forming the binder is separated from 0/500 to 0/750 ym.
  • HMVA household waste incinerators
  • CaO calcium oxide, quicklime
  • Al 2 03 + Fe 2 03 alumina + iron (111) oxide
  • Si0 2 silicon, quartz
  • fractional limits 0 / 2.0 mm or 0 / 3.0 mm are regarded as limit values for the grain boundary, which is defined by the sieve used.
  • the specified range thus also includes the intermediate values for the grain boundary, for example the fraction 0 / 2.5 mm.
  • metal-containing substances are removed during the treatment process of the slag before drying.
  • recyclable metals are recovered from the otherwise dumped on the landfill slag, whereby the manufacturing process of the binder is also economically favorable.
  • the drying of the separated smaller fraction 0 / 2.0 or 0 / 3.0 mm takes place in a drum dryer.
  • the drying is preferably carried out in the DC method. It has been found that this co-current drying allows the pozzolanic properties to be maintained uniformly and well. It is envisaged that the drying is carried out at a temperature in the drum of 270 ° C to 330 ° C. In particular, it is provided that the temperature in the drum outside the burner zone does not exceed 300 ° C in order to favor the process for the maintenance of the pozzolanic properties of the crushed slag.
  • the metal-containing substances are at least partially further removed from the separated fraction 0 / 2.0 or 0 / 3.0 mm after drying. Thus, the yield from the slag can be further increased by recovered metals, so that the manufacturing cost of the binder can be further reduced.
  • the slag is behind the dryer in the form of irregularly fissured particles. It is useful if the crushing after drying in a High speed impact mill is performed. As a result, the unstable sintered conglomerates are crushed into compact cubic shaped particles. From this mixture, the fraction 0/500 or 0/750 ym is separated as a binder. This can be done with conventional classification methods.
  • the compact cubic shaped particles produced by the high speed impact mill are well miscible so that the binder can be mixed with the dredged material with simple mixing devices.
  • the binder comprises the fraction 0/500 or 0/750 ym, to which the filter dust obtained, whose particles are generally smaller than 50 ⁇ m, also fits.
  • the fraction ⁇ 500 or ⁇ 750 ⁇ m of the slag can therefore be used completely as a binder.
  • the invention also relates to a binder which consists of a fraction ⁇ 500 ym to ⁇ 750 ym of a slag from mill incineration plants, which has been treated by the method described above.
  • the binder is made from a waste product and is thus inexpensive and available in large quantities.
  • the invention relates to a landfillable substance mixture consisting of a wet, puncture resistant dredged to which the binder prepared by the method described above has been added and mixed with this or conditioned. Underneath is understood a state in which the dredged material can be tapped with a shovel and transported. It is provided that the binder content between 10 wt .-% and 40 wt .-% and in particular between 20 wt .-% and 30 wt .-% is.
  • the binder can be produced inexpensively from a waste product, the slag from waste incineration plants. Together with the wet dredged material, a landfillable mixture of sufficient strength is created which allows landfill with a relatively steep slope angle. Furthermore, it has been shown that the swelling behavior of the substance mixture is small, so that the volume remains relatively constant. The landfill is thus easier.
  • Time dredged material 10 wt% + 20 wt% + 30 wt%
  • the tables with the measured values show that the substance mixture to be disposed after 28 days has a high compressive strength and a high wing shear strength, which are sufficient to fill up a landfill with a steeper slope angle. Due to the lower water content, the provision of additional drainage layers is no longer necessary since this water is already bound during conditioning and does not escape. It can therefore be deposited on a smaller area significantly more dredged material.
  • the manufacturing cost of the binder are by the cost savings in the Landfill and compensated by the recoverable from the slag recyclables.
  • the binder is also suitable for the conditioning and solidification of industrial sludges, such as the so-called red sludge from the primary aluminum production. After conditioning the red mud with the binder, this substance mixture can be deposited more efficiently. Also can be conditioned with the binder drilling mud from oil production and thus made landfillable.
  • binder Another use of the binder is to use it as a neutralizing agent for acidic waste from the chemical industry due to the high pH of 10.0 - 11.5 and its fine grain structure and its low residual moisture.
  • the high ph value results from the formation-related contents of the slag and from the hydration of the slag with lime (Ca (OH) 2) r which possesses basic properties. This gives the slag its moisture as well.
  • the slag 11 originating from a waste incineration plant is first stored in a temporary storage facility 12 for a predetermined time of 2.5 to 3.5 months. Subsequently, the slag is comminuted in a first crushing device, for example in an impact mill 13. From the crushed slag 14 metallic components are separated in a known separation device. By magnetic separator Ferrous metals can be separated. These metals 15 are sent for further use.
  • the thus cleaned of metals slag passes into a first classifying station 16, in which the slag is classified into a fraction greater than 3.0 mm and a fraction less than 3.0 mm.
  • the fraction 17 greater than 3.0 mm is discharged for another use.
  • the fraction smaller than 3.0 mm is fed to a drum dryer 18, in which the slag is dried in the DC process to a residual moisture content of ⁇ 1.5 wt .-% to ⁇ 2.0 wt .-%.
  • the temperature at the burner 19 is about 600 ° C, while the temperature in the drum is about 300 ° C.
  • the drying process at these temperatures reactivates the pozzolanic properties of the slag.
  • the water vapor 20 produced during drying is drawn off with a filter system, not shown.
  • the solids discharge of the drying is further comminuted in a second comminution device 21.
  • This can be done, for example, in a high speed impact mill where the fissured unstable sintered conglomerates are comminuted to form stable cubic shaped particles.
  • the particles may be sputtered open releasing the metals contained therein.
  • This thus crushed slag is fed to another Metallabscheidevoriques 22.
  • the non-ferrous metals and the ferrous metals 23 are removed from the slag and sent for further use.
  • the remaining slag is then separated in a second classifier 24 into a fraction greater than 750 ym and a fraction smaller than 750 ym.
  • the fraction 25 greater than 750 ym is discharged for another use.
  • the fraction 0/750 ym has the desired pozzolanic properties and grain structures. This fraction is mixed in a mixing device 26 with the filter dust 27 from the filter unit of the drying device 18. This mixture forms the binder 28.
  • the binder 28 can be mixed in a mixing plant with dredged material and then transferred to a landfill. There, the substance mixture hardens out of dredged material and binder. Due to the setting, there is no longer the risk that water will escape or substances that pollute the environment will be washed out.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bindemittels aus Schlacke für die Konditionierung von Schlämmen/Baggergut, wasserhaltigen Böden und für die Neutralisation von Säuren.Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Schlacke aus einer Müllverbrennungsanlage zerkleinert wird, anschließend Metall entfrachtet und die zerkleinerte Schlacke in eine Fraktion größer 2,0 - 3,0 mm und eine Fraktion kleiner 2,0 - 3,0 mm klassiert wird, dass die Fraktion 0/2,0 – 0/3,0 mm in einem Trockner auf eine Endfeuchte kleiner 1,5 Gew.-% - 2,5 Gew.-% getrocknet wird, wodurch die puzzolanischen Eigenschaften der Schlacke reaktiviert werden, dass der Trockneraustrag weiter mit einer Hochgeschwindigkeits-Prallmühle zu einer stabilen kubischen Kornstruktur zerkleinert und das dabei freigelegte Metall entfrachtet wird, und dass aus dieser zerkleinerten Schlacke die das Bindemittel bildende Fraktion 0/500 - 0/750 µm abgetrennt wird.

Description

Verfahren zum Herstellen eines Bindemittels für die Konditionierung von Schlämmen, wasserhaltigen Böden sowie für die Neutralisation von Säuren.
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bindemittels aus Schlacke aus Müllverbrennungsanlagen für die Konditionierung von Schlämmen, wie z. B. Baggergut/Baggerschlamm, wasserhaltigen Böden sowie für die Neutralisation von Säuren. Insbesondere betrifft die Erfindung die Herstellung eines Bindemittels aus Schlacke von Hausmüllverbrennungsanlagen, sogenannter HMVA-Schlacke . Grundsätzlich kann die Erfindung aber auch Schlacken anderer thermischer Abfallverwertung betreffen. Es wird im Folgenden überwiegend von Schlacke gesprochen, ohne dass damit eine Beschränkung verbunden sein soll. Unter Konditionieren wird eine Behandlung verstanden, durch die die Eigenschaften der Schlacke verändert oder beibehalten werden .
Es ist üblich, bestimmte Gewässer insbesondere in Hafengebieten oder Hafenzuflüssen auszubaggern, um sie für größere Schiffe mit größerem Tiefgang passierbar zu machen. Das Baggergut muss deponiert werden, da es häufig kontaminiert ist und zur Zeit keiner weiteren Verwendung zugänglich ist. Das Baggergut ist nach dem Ausbaggern nass und das austretende Wasser muss ebenfalls aufgefangen werden, da es nicht in das Grundwasser gelangen darf.
Weiterhin ist das Baggergut von geringer Festigkeit, so dass es auch im stichfesten Zustand nur mit einem geringen Böschungswinkel deponiert werden kann. Aufgrund des ständig austretenden Wassers ist es weiterhin erforderlich, zwischen den Schichten aus Baggergut Drainageschichten aus Sand vorzusehen, die zudem mit Drainagerohren versetzt sind, um das Wasser austreten zu lassen. Es ist bekannt, dass eine Schicht aus Baggergut auf der Deponie nur etwa 600 bis 800 mm hoch sein kann. Dazwischen muss sich eine etwa 200 bis 300 mm starke Drainageschicht befinden. Es sind daher relativ aufwändige und großflächige Deponien erforderlich, zumal das Wasser über eine sehr lange Zeit austritt.
Das Deponieren von Baggergut ist beispielsweise für die Stadt Hamburg ein Problem, da der Hamburger Hafen und die Elbe laufend ausgebaggert werden müssen, damit die Schiffe aufgrund ihres Tiefgangs zu den Anlegerplätzen im Hafen gelangen können. Dieses Baggergut ist zudem kontaminiert. Die Stadt Hamburg hat jedoch nur begrenzte Flächen zur Verfügung, so dass die großflächige Deponierung des Baggerguts nicht ohne weiteres möglich ist. Durch die zusätzlichen Drainageschichten wird jedoch ein großer Teil des Deponievolumens für inerten Sand benötigt. Insgesamt muss daher für relativ wenig zu deponierendem Baggergut eine relativ große Fläche bereitgestellt werden, die in dem Stadtstaat Hamburg jedoch nur begrenzt verfügbar ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges Bindemittel für die Konditionierung des Baggerguts bereitzustellen, durch das das Baggergut verfestigt wird und somit einen größeren Böschungswinkel zulässt .
Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Schlacke aus einer Müllverbrennungsanlage zerkleinert wird, dass die zerkleinerte Schlacke in eine Fraktion größer als 2,0 oder 3, 0 mm und eine Fraktion kleiner als 2,0 oder 3,0 mm klassiert wird, dass die abgetrennte kleinere Fraktion 0/2,0 oder 0/3,0 mm in einem Trockner auf eine Endfeuchte kleiner 1,5 Gew.-% - 2,5 Gew.-% getrocknet wird, wodurch die puzzolanischen Eigenschaften der Schlacke aufrechterhalten werden, dass der Trockneraustrag weiter mit einer Hochgeschwindigkeits-Prallmühle zu stabile kubisch geformte Teilchen zerkleinert wird, und dass aus dieser zerkleinerten Schlacke die das Bindemittel bildende Fraktion 0/500 bis 0/750 ym abgetrennt wird. Es hat sich gezeigt, dass die Schlacke aus Hausmüllverbrennungsanlagen (HMVA) unter anderem CaO (Kalziumoxid, Branntkalk) , Al203+Fe203 (Aluminiumoxid + Eisen ( 111 ) Oxid) und Si02 (Siliziumdioxid, Quarz) als Inhaltsstoffe in einer Zusammensetzung aufweist, die derjenigen von Zement entspricht. Es wurde herausgefunden, dass durch die Trocknung diese puzzolanischen Eigenschaften der Schlacke beibehalten oder reaktiviert und somit wieder nutzbar werden können. Die Schlacke weist daher nach der Trocknung puzzolanische Eigenschaften auf, die zum Abbinden/Konditionieren des Baggerguts genutzt werden können. Damit können zwei Abfallstoffe gut und kostengünstig deponiert werden, da sowohl das Baggergut als auch die Schlacke aus einer Hausmüllverbrennungsanlage beispielsweise in Hamburg in ausreichenden Mengen räumlich dicht nebeneinander verfügbar sind.
Die oben genannten Fraktionsgrenzen 0/2,0 mm oder 0/3,0 mm gelten als Grenzwerte für die Korngrenze, die durch das eingesetzte Sieb definiert wird. Der angegebene Bereich schließt somit auch die Zwischenwerte für die Korngrenze mit ein, beispielsweise die Fraktion 0/2,5 mm.
Es ist zweckmäßig, wenn die Schlacke vor der ersten Zerkleinerung/Aufbereitung für etwa 2,5 bis 3,5 Monate zwischengelagert wird. Dieser als Kalzinierung bezeichnete Prozess ist für die Weiterverwendung der Schlacke in der Regel durch gesetzliche Bestimmungen vorgeschrieben.
Besonders zweckmäßig ist, wenn beim Aufbereitungsprozess der Schlacke vor der Trocknung die metallhaltigen Stoffe entfernt werden. Hierdurch werden wiederwendbare Metalle aus der ansonsten auf der Deponie endgelagerten Schlacke gewonnen, wodurch der Herstellungsprozess des Bindemittels auch ökonomisch günstig wird.
Weiterhin ist es günstig, wenn die Trocknung der abgetrennten kleineren Fraktion 0/2,0 oder 0/3,0 mm in einem Trommeltrockner erfolgt. Die Trocknung wird vorzugsweise im Gleichstromverfahren durchgeführt. Es hat sich gezeigt, dass durch diese Trocknung im Gleichstrom die puzzolanischen Eigenschaften gleichmäßig und gut aufrechterhalten werden können. Dabei ist es vorgesehen, dass die Trocknung bei einer Temperatur in der Trommel von 270°C bis 330°C durchgeführt wird. Insbesondere ist vorgesehen das die Temperatur in der Trommel außerhalb der Brennerzone 300°C nicht übersteigt, um den Prozess für die Beibehaltung der puzzolanischen Eigenschaften der zerkleinerten Schlacke zu begünstigen. In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden aus der abgetrennten Fraktion 0/2,0 oder 0/3,0 mm nach der Trocknung die metallhaltigen Stoffe zumindest teilweise weiter entfernt. Damit kann der Ertrag aus der Schlacke durch wiedergewonnene Metalle weiter gesteigert werden, so dass die Herstellungskosten des Bindemittels weiter gesenkt werden können.
Die Schlacke liegt hinter dem Trockner in Form von unregelmäßig zerklüfteten Teilchen vor. Es ist zweckmäßig, wenn die Zerkleinerung nach der Trocknung in einer Hochgeschwindigkeitsprallmühle durchgeführt wird. Dadurch werden die instabilen Sinterkonglomerate zu kompakten kubisch geformten Teilchen zerkleinert. Aus diesem Gemisch wird die Fraktion 0/500 oder 0/750 ym als Bindemittel abgetrennt. Dies kann mit herkömmlichen Klassierverfahren erfolgen. Die durch die Hochgeschwindigkeits-Prallmühle erzeugten kompakten kubisch geformten Teilchen sind gut vermischbar, so dass das Bindemittel mit einfachen Mischvorrichtungen mit dem Baggergut vermischt werden kann.
Bei der Trocknung entstehen zwangsläufig Filterstäube, die mit bekannten Filtereinrichtungen aufgefangen werden. Die Filterstäube weisen die gleiche chemische Zusammensetzung wie die Schlacke auf. Es ist daher vorgesehen, dass dem Bindemittel der Filterstaub aus der Trocknung zugeführt wird. Das Bindemittel umfasst ohnehin die Fraktion 0/500 oder 0/750 ym, zu der auch der gewonnene Filterstaub passt, dessen Teilchen in der Regel kleiner als 50 ym sind. Die Fraktion <500 oder < 750 ym der Schlacke kann daher vollständig als Bindemittel verwendet werden.
Die Erfindung betrifft auch ein Bindemittel, das aus einer Fraktion < 500 ym bis < 750 ym einer Schlacke aus Mühlverbrennungsanlagen besteht, die mit dem eingangs geschilderten Verfahren behandelt worden ist. Das Bindemittel wird aus einem Abfallprodukt hergestellt und ist somit kostengünstig und in großen Mengen verfügbar.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein deponierbares Stoff- Gemisch bestehend aus einem nassen, stichfesten Baggergut, dem das mit dem oben beschriebenen Verfahren hergestellte Bindemittel zugegeben und mit diesem vermischt oder konditioniert worden ist. Unter stichfest wird ein Zustand verstanden, in dem das Baggergut mit einer Schaufel abgestochen und noch transportiert werden kann. Es ist vorgesehen, dass der Bindemittelanteil zwischen 10 Gew.-% und 40 Gew.-% und insbesondere zwischen 20 Gew.-% und 30 Gew.-% beträgt. Das Bindemittel kann aus einem Abfallprodukt, der Schlacke aus Müllverbrennungsanlagen, kostengünstig hergestellt werden. Zusammen mit dem nassen Baggergut entsteht ein deponierbares Stoff-Gemisch ausreichender Festigkeit, das eine Deponierung mit einem relativ steilen Böschungswinkel erlaubt. Weiterhin hat sich gezeigt, dass das Quellverhalten des Stoff-Gemischs klein ist, so dass das Volumen relativ konstant bleibt. Die Deponierung wird somit einfacher.
Durch den erzielbaren steileren Böschungswinkel kann auf einer Fläche deutlich mehr Baggergut deponiert werden. Weiterhin wird das Wasser im Baggergut durch das Bindemittel, welches aufgrund seiner Größe und kubischen Form bis in die kapillaren Hohlräume vordringt, gebunden, so dass es nicht mehr austritt. Es ist daher auch nicht mehr erforderlich, zwischen einzelnen Deponieschichten Drainageschichten mit Drainagerohren vorzusehen. Dadurch können die Deponiekosten deutlich reduziert werden. Weiterhin ist ein Auffangen des Wassers aus dem so konditionierten Baggergut nicht mehr erforderlich, da es gebunden wird.
Weiterhin weist das Gemisch aus Baggergut und dem Bindemittel bereits nach 7 Tagen einen deutlich niedrigeren Wassergehalt auf, als das Baggergut ohne Bindemittel. Der Wassergehalt ist nach 28 Tagen noch weiter gesunken. Die Messwerte sind in der folgenden Tabelle wiedergegeben:
Wassergehalt in Gew.-%
Zeit Baggergut + 10 Gew.-% + 20 Gew.-% + 30 Gew.-%
Bindemittel Bindemittel Bindemittel
0 Tage 86, 3 68, 9 58, 9 53, 8 7 Tage 84,8 63, 8 54, 8 50,1
28 Tage 83,7 58,4 50,5 46, 0
Durch die Zugabe des Bindemittels konnte die Druckfestigkeit des deponierten Baggerguts deutlich erhöht werden, wie nachstehende Tabelle zeigt:
Druckfestigkeit in kN/m2
Weiterhin erhöhte sich die für den Böschungswinkel maßgebliche Flügelscherfestigkeit des deponierten Stoff- Gemischs aus Baggergut und Bindemittel, wie folgende Tabelle zeigt:
Flügelscherfestigkeit in kN/mm2
Die Tabellen mit den Messwerten zeigen, dass das zu deponierende Stoff-Gemisch nach 28 Tagen eine große Druckfestigkeit und eine hohe Flügelscherfestigkeit aufweist, die ausreichend sind, eine Deponie mit steilerem Böschungswinkel aufzuschütten. Durch den geringeren Wassergehalt ist zudem das Vorsehen von zusätzlichen Drainageschichten nicht mehr erforderlich, da dieses Wasser schon beim Konditionieren gebunden ist und nicht mehr austritt. Es kann daher auf einer kleineren Fläche deutlich mehr Baggergut deponiert werden. Die Herstellungskosten des Bindemittels werden durch die Kostenersparnis bei der Deponierung und durch die aus der Schlacke gewonnenen Wertstoffe kompensiert.
Das Bindemittel eignet sich auch zur Konditionierung und Verfestigung von industriellen Schlämmen, wie dem sogenannten Rotschlamm aus der primären Aluminiumgewinnung. Nach der Konditionierung des Rotschlamms mit dem Bindemittel kann auch dieses Stoff-Gemisch effizienter deponiert werden. Auch kann mit dem Bindemittel Bohrschlamm aus der Erdölgewinnung konditioniert und damit deponiefähiger gemacht werden.
Eine weitere Verwendung des Bindemittels besteht darin, es aufgrund des hohen pH-Werts von 10,0 - 11,5 und seiner feinen Kornstruktur sowie seiner geringen Restfeuchte als Neutralisationsmittel für säurehaltige Abfälle aus der chemischen Industrie einzusetzen. Der hohe ph-Wert ergibt sich aus den entstehungsbedingten Inhaltsstoffen der Schlacke und aus der Wässerung der Schlacke mit Kalkmilch (Ca (OH) 2 ) r die basische Eigenschaften besitzt Hierdurch erhält die Schlacke auch ihre Feuchtigkeit.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein Verfahrensschema gemäß der Erfindung.
Die aus einer Müllverbrennungsanlage stammende Schlacke 11 wird zunächst in einem Zwischenlager 12 für eine vorbestimmte Zeit von 2,5 bis 3,5 Monaten gelagert. Anschließend wird die Schlacke in einer ersten Zerkleinerungsvorrichtung, beispielsweise in einer Prallmühle 13 zerkleinert. Aus der zerkleinerten Schlacke werden in einer an sich bekannten Trennvorrichtung 14 metallische Bestandteile abgetrennt. Durch Magnetabscheider können Eisenmetalle abgetrennt werden. Diese Metalle 15 werden einer weiteren Verwendung zugeführt.
Die somit von Metallen gereinigte Schlacke gelangt in eine erste Klassierstation 16, in der die Schlacke in eine Fraktion größer 3,0 mm und eine Fraktion kleiner 3,0 mm klassiert wird. Die Fraktion 17 größer als 3,0 mm wird für eine andere Verwendung ausgeschleust. Die Fraktion kleiner 3,0 mm wird einem Trommeltrockner 18 zugeführt, in dem die Schlacke im Gleichstromverfahren auf einen Restfeuchtegehalt von < 1,5 Gew.-% bis < 2,0 Gew.-% getrocknet wird. Die Temperatur am Brenner 19 beträgt etwa 600°C, während die Temperatur in der Trommel etwa 300°C beträgt. Durch den Trocknungsprozess bei diesen Temperaturen werden die puzzolanischen Eigenschaften der Schlacke reaktiviert. Der bei der Trocknung entstehende Wasserdampf 20 wird mit einer nicht gezeigten Filteranlage abgezogen .
Der Feststoffaustrag der Trocknung wird in einer zweiten Zerkleinerungsvorrichtung 21 weiter zerkleinert. Dies kann beispielsweise in einer Hochgeschwindigkeitsprallmühle erfolgen, in der die zerklüfteten instabilen Sinterkonglomerate zu stabilen kubisch geformten Teilchen zerkleinert werden. Auch kann eine AufSprengung der Teilchen unter Freigabe der darin enthaltenen Metalle erfolgen . Diese so zerkleinerte Schlacke wird einer weiteren Metallabscheidevorrichtung 22 zugeleitet. Hier werden die Nichteisenmetalle und die Eisenmetalle 23 aus der Schlacke entfernt und einer weiteren Verwendung zugeführt. Die restliche Schlacke wird anschließend in einer zweiten Klassiervorrichtung 24 in eine Fraktion größer 750 ym und eine Fraktion kleiner 750 ym aufgetrennt. Die Fraktion 25 größer 750 ym wird für eine andere Verwendung ausgeschleust .
Die Fraktion 0/750 ym weist die gewünschten puzzolanischen Eigenschaften und Kornstrukturen auf. Diese Fraktion wird in einer Mischvorrichtung 26 mit dem Filterstaub 27 aus der Filteranlage der Trocknungseinrichtung 18 vermischt. Diese Mischung bildet das Bindemittel 28.
Das Bindemittel 28 kann in einem Mischwerk mit Baggergut vermischt und anschließend auf eine Deponie verbracht werden. Dort härtet das Stoff-Gemisch aus Baggergut und Bindemittel aus. Es besteht aufgrund des Abbindens nicht mehr die Gefahr, dass Wasser austritt oder umweltbelastende Stoffe ausgewaschen werden.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Herstellen eines Bindemittels aus Schlacken aus Hausmüllverbrennungsanlagen (HMVA-Schlacken) für die Konditionierung von Schlämmen, wasserhaltigen Böden sowie für die Neutralisation von Säuren, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlacke (11) aus einer Müllverbrennungsanlage zerkleinert wird, dass die zerkleinerte Schlacke in eine Fraktion größer 2,0 bis 3,0 mm und eine Fraktion kleiner 2,0 bis 3,0 mm klassiert wird, dass die abgetrennte kleinere Fraktion 0/2,0 oder 0/3,0 mm in einem Trockner (18) auf eine Endfeuchte kleiner 1,5 Gew.-% - 2,5 Gew.-% getrocknet wird, wodurch die puzzolanischen Eigenschaften der Schlacke beibehalten werden, dass der Trockneraustrag weiter zerkleinert wird, und dass aus dieser zerkleinerten Schlacke die das Bindemittel (28) bildende Fraktion 0/500 ym bis 0/750 ym abgetrennt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlacke vor der ersten Zerkleinerung für etwa 2,5 bis 3,5 Monate zwischengelagert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus der zerkleinerten Schlacke vor der Trocknung die metallhaltigen Stoffe durch Aufschluss zumindest teilweise entfernt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung der abgetrennten kleineren Fraktion 0/2,0 mm bis 0/3,0 mm in einem Trommeltrockner (18) erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung im Gleichstromverfahren durchgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung bei einer Temperatur in der Trommel von 270°C bis 330°C durchgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass aus der kleineren Fraktion 0/2,0 bis 0/3,0 mm nach der Trocknung die metallhaltigen Stoffe durch Aufschluss zumindest teilweise weiter entfernt werden
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zerkleinerung nach der Trocknung mit einem Hochgeschwindigkeits-Prallzerkleinerer oder einer Hochgeschwindigkeitsprallmühle (21) zu einer stabilen kubischen Kornstruktur erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Bindemittel der Filterstaub aus der Trocknung zugeführt wird.
10. Bindemittel, das aus einer Fraktion kleiner 500 - 750 ym einer Schlacke aus Müllverbrennungsanlagen besteht und die mit dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 behandelt worden ist.
11. Deponierbares Stoff-Gemisch bestehend aus einem nassen, stichfesten Schlamm/Baggergut, dem das mit dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 hergestellte Bindemittel zugegeben und mit diesem vermischt/konditioniert worden ist .
12. Deponierbares Stoff-Gemisch nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Bindemittelanteil zwischen 10 Gew.-% und 40 Gew.-% und insbesondere zwischen 20 Gew.-% und 30 Gew.-% beträgt.
13. Verwendung des mit dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 hergestellten Bindemittels zur Neutralisation von säurehaltigen Abfällen.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113909261B (zh) * 2021-11-15 2023-06-06 长沙理工大学 一种脱水清淤底泥的资源化利用方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3809938A1 (de) * 1988-03-24 1989-10-05 Metallgesellschaft Ag Verfahren zum erzeugen von flugasche enthaltenden formkoerpern
DE3934085A1 (de) * 1988-10-18 1990-04-19 Salzburger Stadtwerke Ag Verfahren zur einbindung und verfestigung von festen und fluessigen stoffen mit einem gehalt an schwermetallen
DE4123277C1 (en) * 1991-07-13 1993-05-27 Rwe Entsorgung Ag, 4300 Essen, De Handling waste combustion slag allowing removal of valuable materials - by reducing raw slag material and then removing dust components and wet sorting to separate light fraction
CH683676A5 (de) * 1992-05-12 1994-04-29 Holderbank Financ Glarus Verfahren zur Aufbereitung von Kehrichtverbrennungsrückständen zu einem umweltverträglichen und für Bauzwecke verwendbaren Produkt.
CN101049600A (zh) * 2006-04-04 2007-10-10 天津泰达环保有限公司 一种城市垃圾焚烧炉渣资源化利用方法
JP5224692B2 (ja) * 2007-01-26 2013-07-03 株式会社冨士機 浚渫土ブロック施工法
CN101397164A (zh) * 2007-09-24 2009-04-01 宝山钢铁股份有限公司 烧结烟气脱硫过程中烟气冷却废水的处理方法及处理后产物的用途
DE102008004477A1 (de) 2007-10-26 2009-04-30 Scherer & Kohl Gmbh & Co.Kg Verfahren zur Schlackenaufbereitung
DE102008015012A1 (de) 2008-03-19 2009-09-24 Haßlinger, Hans-Günter Verfahren zum Abdichten von Deponien
TW200942338A (en) * 2008-04-08 2009-10-16 Kobin Environmental Entpr Co Ltd Treatment process for incineration fly ash
WO2011108065A1 (ja) * 2010-03-01 2011-09-09 電気化学工業株式会社 セメント混和材及びセメント組成物
CN101941825B (zh) * 2010-09-06 2012-07-04 广东绿由环保科技股份有限公司 一种用含油污泥再生煤燃烧废渣生产的环保砖及制造方法
CN102060426A (zh) * 2010-11-16 2011-05-18 天津泰达环保有限公司 一种利用干燥污泥和焚烧飞灰制备陶粒的方法
BR112015015692A2 (pt) * 2013-01-07 2017-07-11 Sachtleben Chemie Gmbh agregado contendo titânio, processo para sua preparação e sua utilização
EP2903756B1 (de) * 2013-12-13 2016-11-23 Recoval Belgium Verfahren zur herstellung eines wasserdichten material zum überziehen, abdecken oder unterfüttern und oder neben einer deponie und in diesem verfahren hergestelltes wasserdichtes material
CN104878935B (zh) * 2015-04-17 2017-10-10 张彭成 一种可以控制凝结时间的混凝土施工方法及其专用设备

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