WO1987006163A1 - Process for preparing filter dust, dredging sludge (harbour sludge) and similar waste matter for final disposal - Google Patents

Process for preparing filter dust, dredging sludge (harbour sludge) and similar waste matter for final disposal Download PDF

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Definitions

  • the invention consists in that the waste materials are mixed with a cohesive material, in particular clay or loam, and this mixture is mixed with an additional material which reduces the capillarity and, through catalytic ion exchange, the water-binding forces of the cohesive material, whereupon the mixture formed forms a shaped body - Any form and size that can be deposited are pressed.
  • the invention provides a method by means of which the moldings of safety level 1, which are toxicologically harmless from toxic, highly polluted dust and sludge waste, can be produced by incorporating them into a matrix made of a cohesive material and then the water binding forces of the matrix material is reduced as much as possible by catalytic ion exchange. In this way, water absorption of the molded body, which would form the basis for the washing out of the pollutants, is absolutely prevented, sulfonated water-soluble oil (product "CBV 75" from Zel-Chemie from Elverfeldt KG or "RRP” advantageously being used as an additional material). from Reynolds) Is used.
  • Binding materials that are used as matrix material are available in nature in the form of clay and loam in practically unlimited quantities, so that their production does not require a substantial cost.
  • Another significant advantage 5 of the method of the invention is also the fact that - compared to a cement matrix - according to the method of the invention a significantly higher proportion of dust or dust. Waste material - up to 70 wt .-%, based on the total amount - can be bound in the matrix material.
  • Waste material - up to 70 wt .-%, based on the total amount - can be bound in the matrix material.
  • the moldings can be deposited in compressed and air-dried form (with dry storage), but they are expediently heat-treated, preferably for the purpose of further improving the physical and chemical strength, at a temperature between 400 ° C. and 1400 ° C.
  • the breaking strength after firing is 20 kg / cm °. After a brief immersion in water, the weight is again approx. 150 g. A change in the pH of water does not occur, neither in standing nor in flowing (circulated) water, from which it can be seen that soluble constituents are not released from the molded body.
  • dredging sludge (harbor sludge) with a solids content of (30)%, corresponding to 900 kg, 2200 kg of dry clay are stirred in and 1.41 sulfonated water-soluble oil (CBV-75) is stirred into the slurry formed.
  • CBV-75 sulfonated water-soluble oil
  • the sulfonated oil is added immediately Deionization of the ionized constituents with the effect that the solid constituents settle in layers within a period of about 12 hours with expulsion of the water, the lower layer being formed by the sandy and the layer above it being formed by the remaining constituents Heavy metals, which in this case are formed in particular by cadmium, quantitatively on the clay particles.
  • the di Clay layer containing pollutants is pressed into shaped bodies in the manner described in Example 1 and then hard-fired at a temperature of 700 ° C.
  • the breaking strength of the shaped bodies formed in this way is 25 kg / mm 3 in this case.

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Description

- 1 -
Verfahren zur Aufbereitung von Filterstäu ben, Baggerschläπraien (Hafenschlamm) und dergl. Abfallmaterialien für di Endlagerung.
Die Entsorgung von Staubmaterialien und Schlämmen, beispielsweise Fil terstäuben und Baggerschlämmen aus Wasserbauanlagen (Seehäfen) stellt ei erhebliches Problem dar im Hinblick darauf, daß diese Materialien in grö ßeren Anteilen Schadstoffe, insbesondere Schwermetalle (Sn, Pb, Zn, Fe un Cd) enthalten und in die Gruppen "belastete Industrieabfälle" (Stufe 3 oder "Sondermüll" (Stufe 4) klassifiziert und damit zur Ablagerung eine Sonderbehandlung unterworfen werden müssen. Bisher erfolgt die Entsorgun derartiger Abfälle in der Weise, daß sie - soweit sie nicht auf ent sprechend vorbereiteten und/oder ausgewählten Deponien abgelagert werden was in der Regel große Vorbereitungs- und Transportkosten verursacht u.a. mit Zement zu Betonklötzen vergossen werden. Der Nachteil dieser Be handlung liegt einerseits darin, daß der Anteil von Staub- bezw. Abfallma terial im Formkörper auf einen Gehalt von nur maximal 28 Gew.-% de beschränkt bleiben muß und daß andererseits trotz des erhebliche Kostenaufwandes der Einsiegelung der Abfälle in einem Zementkörper ein unbedenkliche Endlagerung nicht möglich ist, weil die Schadmaterialie bezw. Giftstoffe witterungsbedingt aus dem Körper ausgelaugt werden. Auc diese Körper sind daher für die Ablagerung als belastete Industrieabfälle (Stufe 3) zu behandlen, was eine Ablagerung auf Spezialdeponien mit den eingangs dargestellten Nachteilen erforderlich macht.
Der vorliegenden Erfindung liegt als Aufgabe die Schaffung eines Ver¬ fahrens zugrunde, durch das Giftstoffe enthaltende Materialien der genann¬ ten Art auf einfache und kostengünstige Weise derart aufbereitet werden können, daß sie als Abfälle der Bedenklichkeitsstufe 1 (Hausmüll) bewertet und demgemäß auf einfachen Hausmülldeponien dauerhaft abgelagert werden können. Die Erfindung besteht darin, daß die Abfallmaterialien mit einem bindigen Material, insbesondere Ton oder Lehm, gemischt und diese Mischung mit einem die Kapillarität sowie durch katalytischen Ionenaustaustausch die Wasserbindungskräfte des bindigen Materials herabsetzenden Zusatzmate¬ rial versetzt wird, worauf die gebildete Mischung zu Formkörpern einer be- liebigen ablagerungsfähigen Form und Größe gepreßt werden.
Durch die Erfindung ist ein Verfahren geschaffen, mit dessen Hilfe die aus toxisch hochbelasteten Staub- und Schlamm-Abfällen toxisch unbe¬ denkliche Formkörper der Bedenklichkeitsstufe 1 hergestellt werden können dadurch, daß sie in eine Matrix aus einem bindigen Material eingebunden und die Wasserbindungskräfte des Matrixmaterials anschließend durch kata- lyischen Ionenaustausch so weit wie möglich verringert wird. Es wird auf diese Weise eine Wasseraufnahme des Formkörpers, die die Grundlage für das Auswaschen der Schadstoffe darstellen würde, absolut verhindert, wobei als Zusatzmaterial vorteilhaft sulfoniertes wasserlösliches Öl (Produkt "CBV 75" der Firma Zel-Chemie von Elverfeldt KG bezw. "RRP" der Firma Reynolds) Verwendung findet. Bindige Materialien, die als Matrixmaterial eingesetzt werden, stehen in Form von Ton und Lehm in der Natur in praktisch unbe- grenzter Menge zur Verfügung, so daß zu deren Herstellung ein wesentlicher Kostenaufwand nicht erforderlich ist. Ein weiterer wesentlicher Vorteil 5 des Verfahrens der Erfindung ist auch darin zu sehen, daß - im Vergleich zu einer Zementmatrix - nach dem Verfahren der Erfindung ein wesentlich höherer Anteil an Staub- bezw. Abfallmaterial - bis zu 70 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge - im Matrixmaterial gebunden werden kann. Darüber- hinaus entfallen im Hinblick auf die Ablagerungsfähigkeit des Materials in
10 einer einfachen Hausmülldeponie die bisher erforderlichen großen Trans¬ portwege und damit Kosten für den Transport zur Sonderdeponie. Alles in allem ergeben sich - ohne Berücksichtigung von Transportkosten - nach dem Verfahren der Erfindung Einsparungen von mehr als 20% der nach der bisherigen Arbeitsweise erforderlichen Kosten.
15
Die Formkörper können in gepreßter und luftgetrockneter Form (bei trockener Lagerung) abgelagert werden, sie werden jedoch zweckmäßig zur weiteren Verbesserung der physikalischen und chemischen Festigkeit bei einer Temperatur zwischen 400° C und 1400° C hitzebehandelt, vorzugsweise
20 zwischen 600° C und 800° C hartgebrannt oder zwischen 1100° C und 1200° C gesintert werden. Die so entstehenden Formkörper können ohne weiteres in 'v jeder Atmosphäre abgelagert werden.
_
Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier Ausführungsbeispiele 25 erläutert. Beispiel 1
Es werden 1000 kg Filterstaub aus einer Kupolofen-Rauchgasreinigung mit 500 kg trockenem Lehm gemischt und mit wenig Wasser, in dem vor der Zugabe 300 cl sulfoniertes wasserlösliches Öl (CBV-75 der Firma Zel-Chemie Elverfeldt KG) gelöst worden waren, zu einer homogenen angeteigten Masse gemischt. Die Masse wird anschließend in entsprechenden Formen unter einem Druck von 70 kg/cm2 zu beispielsweise zylindrischen Formkörpern mit einem Durchmesser sowie einer Höhe von jeweils 50 mm verpreßt. Die Form¬ körper haben nach dem Pressen eine Bruchfestigkeit von 15 kg/cm2 , die zur Ablagerung in einer Deponie ausreicht. Ihr Gewicht beträgt ca. 150 g. Es erfolgt anschließend ein Brennvorgang bei einer Temperatur von 1300° C während einer Zeit von 5 Min. Die Bruchfestigkeit nach dem Brennen beträgt 20 kg/cm°. Nach kurzzeitigem Eintauchen in Wasser beträgt das Gewicht wie- derum ca 150 g. Eine Veränderung des pH-Wertes von Wasser tritt nicht ein, und zwar weder in stehendem noch in fließendem (im Umlauf umgewälztem) Wasser, woraus erkennbar wird, daß ein Auslösen von löslichen Bestand¬ teilen aus dem Formkörper nicht erfolgt.
Beispiel 2
Es werden 1000 kg Filterstaub aus einer Kupolofen-Rauchgasreinigung mit 1000 kg trockenem Lehm gemischt und mit wenig Wasser, in dem vor der
Zugabe 500 cl sulfoniertes wasserlösliches Öl (CBV-75 der Firma Zel-Chemie Elverfeldt KG) gelöst worden waren, zu einer homogenen angeteigten Masse gemischt. Die Masse wird anschließend in entsprechenden Formen unter einem Druck von 75 kg/cm2 zu beispielsweise zylindrischen Formkörpern mit einem Durchmesser sowie einer Höhe von jeweils 50 mm verpreßt. Die Form¬ körper haben nach dem Pressen eine Bruchfestigkeit von 20 kg/cm3 , die zur Ablagerung in einer Deponie ausreicht. Ihr Gewicht beträgt ca. 200 g. Es erfolgt anschließend ein Brennvorgang bei einer Temperatur von 1300° C während einer Zeit von 5 Min. Die Bruchfestigkeit nach dem Brennen beträgt 30 kg/cm°. Nach kurzzeitigem Eintauchen in Wasser beträgt das Gewicht wie¬ derum ca 200 g. Eine Veränderung des pH-Wertes von Wasser tritt nicht ein, und zwar weder in stehendem noch in fließendem (im Umlauf umgewälztem) Wasser, woraus erkennbar wird, daß ein Auslösen von löslichen Bestand teilen aus dem Formkörper nicht erfolgt.
Beispiel 3.
3000 kg Baggerschlamm (Hafenschlamm) mit einem Feststoffanteil vo (30) %, entsprechend 900 kg werden 2200 kg trockener Ton eingerührt un in die gebildete Slurry 1,41 sulfoniertes wasserlösliches Öl (CBV-75 eingerührt. Durch die Zugabe des sulfonierten Öls tritt unmittelbar ein Entionisierung der ionisierten Bestandteile ein mit der Wirkung, daß sic die Feststoffbestandteile innerhalb einer Zeit von etwa 12 Stunden schich tenweise unter Austreibung des Wassers absetzen, wobei die unterst Schicht von den sandigen und die darüberlagernde Schicht von den übrige Bestandteilen gebildet ist. Hierbei lagern sich die Schwermetalle, die i diesem Falle insbesondere von Cadmium gebildet sind, quantitativ an de Lehmpartikeln an. Nach dekantieren bezw. Abpumpen des Wassers wird die di Schadstoffe enthaltende Lehmschicht in der in Beispiel 1 beschriebene Weise zu Formkörpern verpreßt und anschließend bei einer Temperatur vo 700° C hartgebrannt. Die Bruchfestigkeit der auf diese Weise gebildete Formkörper beträgt in diesem Falle 25 kg/mm3.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Aufbereitung von Filterstäuben, Baggerschlämmen (Ha¬ fenschlamm) und dergl. Abfallmaterialien für die Endlagerung, dadurch ge-
]0 kennzeichnet, daß die Abfallmaterialien mit einem bindigen Matrixmaterial, insbesondere Ton oder Lehm, gemischt und diese Mischung mit einem die Ka¬ pillarität sowie durch katalytischen Ionenaustausch die Wasserbindungs¬ kräfte des bindigen Materials herabsetzenden Zusatzmaterial versetzt wird, worauf die gebildete Mischung zu Formkörpern einer beliebigen ablagerungs-
15 fähigen Größe gepreßt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formkör¬ per bei einer Temperatur zwischen 400° C und 1400° C hitzebehandelt, vor¬ zugsweise zwischen 600° C und 900° C hartgebrannt oder zwischen 1100°
20 und 1200° C gesintert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß al Zusatzmaterial Sulfoniertes wasserlösliches Öl (Produkt CBV der Firm Zel-Chemie von Elverfeldt KG) Verwendung findet.
25
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Abfallmaterial das bindige Material in einer Menge zwischen 30 und 60 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge und der Mischung das Zusatzmaterial in einer Menge zwischen 0,4 und 1,01 je to, bezogen auf den bindigen Anteil in der Mischung, zugesetzt wird.
PCT/EP1987/000190 1986-04-12 1987-04-08 Process for preparing filter dust, dredging sludge (harbour sludge) and similar waste matter for final disposal WO1987006163A1 (en)

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