WO1992014850A1 - Verfahren und einrichtung zum abtrennen von metall aus flugstaub - Google Patents

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extraction container
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Rudolf Ahrens-Botzong
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • C22B7/02—Working-up flue dust
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Definitions

  • the invention relates to a method for separating metal from flying dust, which in particular has at least one metal connection.
  • the invention also relates to a device for separating metal from flying dust, which in particular has at least one metal connection, with an extraction container which has a feed for flying dust and for a solution.
  • metal here is intended to encompass metals in the strict sense and beyond metal compounds, but also metal-like elements such as arsenic, selenium and tellurium and their compounds.
  • the metal compounds e.g. Contains metal salts.
  • Many metals form volatile compounds in a combustion chamber, which leave the combustion chamber with the flue gas. When the flue gas cools down, these compounds are deposited on the particles of the dust contained in the flue gas.
  • This dust which is called flying dust, is usually removed from the flue gas.
  • filter systems are used, for example, or the flying dust is separated in a boiler. The metal content of the separated flying dust makes special disposal necessary.
  • fly dust Another possibility for the disposal of fly dust is seen in removing the fly dust from the metals.
  • fly dust is extracted with a mineral acid and that the metal compounds are precipitated from the solution.
  • the disadvantage of this solution is that many fly dust components have only a low solubility in a mineral acid.
  • Airborne dust also occurs in the smoldering-burning method known from EP-PS 0 303 310. This dust can also contain metal compounds because it comes from high-temperature combustion.
  • a device for treating fly ash containing heavy metals from the flue gas of incineration plants is described in DE 39 18 292 A1.
  • This device has an extraction container which has at least one feed connector for flying dust and for a solution.
  • a solid-liquid separation device can be connected downstream of the extraction container. The liquid and solid components can then be treated separately.
  • the invention is based on the object of specifying a method for separating metal from flying dust which, with a comparatively low use of chemicals and low energy requirement, ensures high reliability of the separation.
  • the invention is also based on the object of specifying a device for separating metal from flying dust, which ensures high reliability with a comparatively low use of chemicals and low energy consumption.
  • the facility should also be controllable.
  • the first object is achieved according to the invention in that the flying dust is introduced into a solution which contains a chelating agent and in that the metal chelations formed from the metal in the solution are removed from the solution.
  • the solution mentioned can be an aqueous solution of one or more chelating agents into which the fly dust is introduced.
  • a metal chelate complex is formed in the solution. There are therefore no free metal ions in the solution.
  • the metal is masked in the chelate complex. This masking causes the solution to appear to be constantly free of metal ions, so that metal can continuously be taken up in the solution from the flying dust. Due to the consistently high dissolution rate, even poorly soluble metal compounds can be absorbed into the solution. The dust is thus freed from the metal.
  • the solution is purified by removing the metal chelations.
  • a chelating agent With the use of a chelating agent according to the invention, the advantage is achieved that a small amount of chemicals is used. Because the chelating agent is multidentate, a single chelating agent molecule can form multiple bonds with a central atom. Consequently, only a few chelating agent molecules are necessary for the integration of a metal central atom. A single chelating molecule can be sufficient. This means that there is only a low energy requirement with high reliability.
  • a mixture of chelating agents can also be used.
  • a suitable chelating agent is nitrilotriacetic acid or ethylenedia intetraacetic acid or a mixture of these acids.
  • the stability of a chelate complex in aqueous solution strongly depends on the pH of the solution.
  • the use of a chelating agent according to the invention therefore has the advantage that the attachment of ligands to a metal central atom can be controlled by changing the pH of the solution.
  • a controlled, graded destruction of the Chelt .. complexes that are no longer required can advantageously be carried out by changing the pH value.
  • the pH of the solution is adjusted with an acidic or alkaline solution.
  • a chelating agent in accordance with the invention can the formation or destruction of chelate complexes be controlled by the addition of the acidic or alkaline solution via the pH change.
  • the process of metal separation from flying dust can advantageously be controlled.
  • the non-removable dust is separated from the solution, for example. This dust is then largely free of metals and, at the same time, of soluble salts that have dissolved, and can be further processed without any problems.
  • the separation can e.g. by filtering or decanting.
  • the solution containing metal chelations is fed, for example, to an electrolysis cell to which an electrolysis voltage is applied. There the metal chelations in the solution are broken up and metal is deposited elementarily at the cathode of the electrolysis cell.
  • the metal originally in the fly dust is recovered elementarily and can thus be used again as a raw material. If this is not provided, the metal can be disposed of easily since it is concentrated in a small volume.
  • the deposited elemental metal is free from polychlorinated aromatics, in particular PCDD / F.
  • the recovered metal can consequently be used since it is free of polychlorinated aromatics.
  • different metals can be separated because of their different deposition voltages. This requires e.g. the use of different electrolysis voltages. This has the further advantage that the metals are present separately for reuse.
  • the pH in the electrolysis cell is adjusted with an acidic or alkaline solution. This ensures optimal separation.
  • An acidic and an alkaline solution can also be used in succession if a certain pH is to be set. Use in reverse order is also possible.
  • the acidic or the alkaline solution for adjusting the pH in the electrolysis cell, but also in the solution that absorbs the flying dust, can be removed, for example, from an existing flue gas scrubbing system.
  • the acidic or alkaline solution consequently does not have to be stored separately.
  • the remaining solution which is largely free of metal complex ions and, if necessary, of the non-removable dust, can be used again to absorb flying dust. If necessary, fresh chelating agent solution can be added before reuse. By reusing the solution in this way, the necessary amount of chelating agent is advantageously kept low.
  • the flying dust is introduced into a solution which had already taken up flying dust and was then cleaned.
  • salts can be removed from the solution freed from metal chelations. This can be done, for example, by draining off the salts.
  • the solution freed from metal chelations is divided into two partial streams.
  • the first partial flow leads back to the described separation process and is therefore reused.
  • the second partial flow is derived.
  • the amount of liquid drained off and the portion of chelating agent derived are replaced by feeding water and chelating agent into the extraction tank in addition to the first partial stream.
  • the liquid of the first partial stream is diluted with regard to its salt content. This prevents the solution from concentrating when reused with salts, which could lead to the crystals crystallizing out.
  • the chelating agent can be recovered from the second partial stream. This makes sense because it saves chelating agents.
  • the dust from which metal is to be separated can be, for example, dust from the flue gas of a smoldering plant known as such. Then the advantage is achieved that metals are separated from the waste fed to the smoldering furnace, even if they are in finely divided form. Not only are the remaining residues of the smoldering process and the exhaust gases largely free of metals, but the metals can also be recovered as raw materials according to the type of metal.
  • the advantage is achieved in particular that flying dust is freed of metals and that the metals themselves can be recovered as raw materials in a separate form. Only a small amount of chemicals is required for separating the metal from flying dust, since in a chelating agent used according to the invention one molecule can form several bonds with a metal central atom and, in addition, in a chelating agent the ability to
  • Chelation is easy to control by changing the pH.
  • the second object is achieved according to the invention in that a metal separator is connected downstream of the extraction container, and in that a supply of the extraction container is connected to a system containing a chelating agent and is intended for receiving a chelating agent solution.
  • the solution in the extraction container contains at least one chelating agent.
  • the metal is masked in a chelating complex.
  • a solution that is free of metal ions then always appears to be present in the extraction container.
  • Metal from the flying dust is then continuously taken up into the solution.
  • the metal is separated from the solution in the metal separator.
  • the use of the metal separator has the advantage that the metal-free solution can be used again.
  • the deposited metal can advantageously be obtained and used as a raw material.
  • the metal separator is, for example, an electrolysis cell. There, the metal originally in the dust is recovered elementarily. It can be used as a raw material.
  • the extraction container is, for example, through lines for acidic and / or alkaline solution with a flue gas washing system connected. This takes advantage of the fact that an acidic or an alkaline solution is produced in the flue gas scrubbing system anyway.
  • the solution in question is used to adjust the pH in the extraction container.
  • the stability of a chelate complex in aqueous solution can be controlled via the pH.
  • the metal separator can also be connected to a flue gas scrubbing system by lines for acidic and / or alkaline solution.
  • the pH can be changed to control the stability of a chelate complex.
  • the device according to the invention is advantageously controllable.
  • Said output of the metal separator can also be connected to a separating device for chelating agents.
  • Chelating agents to be reused can advantageously be obtained there.
  • the separation device for chelating agents can be arranged in a branch line which leads away from the metal separator.
  • a solid-liquid separating device can be arranged downstream of the extraction container and upstream of the metal separator. Insoluble dust can be separated there.
  • a supply of the extraction container is connected to a smoldering-burning system.
  • the flying dust accumulating in the recycling of waste is advantageously freed of heavy metal, and the heavy metal is also recovered as a raw material.
  • the device according to the invention can be controlled in a simple manner via a change in pH.
  • An extraction container 1 has a first feed 2 or a first feed nozzle for the supply of flying dust f, a second feed 3 or a second feed nozzle for a chelating agent c and a third feed 32 or a feed nozzle for water w.
  • the airborne dust f can originate from a smoldering furnace 40.
  • the feed 3 is connected to a system 30 containing the chelating agent c.
  • a solution L which contains a chelating agent. It is usually an aqueous solution L.
  • the water reaches the extraction container 1 via the feed 3 for chelating agents or via the feed 32 from a system 31 containing water.
  • a discharge line 4 or a discharge pipe of the extraction container 1 is connected to a solid-liquid separation device 5. There, dust s is separated off and released via a discharge line 6.
  • a discharge line 7 for the liquid phase is connected to a metal separator 8, which can be an electrolysis cell to which a voltage U is applied.
  • the metal chelate complexes formed in the extraction container 1 are broken up in the metal separator 8, and metals m, which can serve as raw materials, are released via a line 9.
  • the remaining, metal-free solution 1 can be fed via a return line 10 from the metal separator 8 into the extraction container 1 are fed back.
  • the fed-back solution 1 can be used in the extraction container 1 for the renewed absorption of flight dust f.
  • the recirculated solution 1, chelating agent c and / or water w can be added.
  • a solution L for taking up flight dust f is formed.
  • the addition of chelating agents and water c w is in particular required if the entire separator 8 from Metallab ⁇ given Solution 1 or a portion of this solution 1 2 1 is derived via a branch line. 11
  • the solution entering the extraction container 1 is relatively low in salt, since a salt-containing volume fraction derived via the branch line 11 is replaced by a salt-free volume fraction, chelating agent c and water w.
  • the derived solution part 1 2 arrives via the branch line 11 in a separating device 12 for the chelating agent c.
  • the chelating agent c released by the separating device 12 via a discharge line 13 can be used in the extraction container 1.
  • the separating device 12 is connected to a feed 14 for a precipitant fm.
  • it has a discharge line 15 for the residual solution 1 *, which leads to a neutralization unit 16.
  • Their output is labeled 15 A.
  • valves or fittings 10a and 11a or 3a and 32a are arranged in the return line 10 and in the branch line 11 as well as in the feed lines 3 and 32 of the extraction container 1.
  • a line 17 for the supply of acidic solution p and a line 18 for the supply of alkaline solution q are connected to the extraction container 1 and also to the metal separator 8 for pH value control via valves or fittings 17a, 17b, 18a, 18b.
  • the solutions p, q make only an insignificant contribution to the dilution of the solution L.
  • Both lines 17 and 18 are fed by a flue gas scrubbing system, line 17 being connected to a device 19 for acid laundry and line 18 being connected to a device 20 for alkaline laundry.
  • a flue gas line 21 runs through these two devices 19 and 20, in which flue gas r, which comes from the
  • Smoldering plant 40 can originate. Deriving the two Devices 19 and 20 is designated 21 A.
  • the device 19 for the acid laundry and the device 20 for the alkaline laundry can be connected to the neutralization unit 16 via feeds 22 and 23, respectively.
  • metal can be removed quickly and completely from flying dust.
  • the metal m can be recovered from the flying dust f as a raw material.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Abtrennen von Metall (m) aus Flugstaub (f). Es ist vorgesehen, daß der Flugstaub (f) in eine Lösung (L) eingebracht wird, die einen Chelatbildner (c) enthält, und daß die in der Lösung (L) aus dem Metall gebildeten Metallchelationen aus der Lösung entfernt werden. Dazu wird beispielsweise eine Elektrolysezelle eingesetzt, an deren Kathode Metall (m) elementar abgeschieden wird. Der Flugstaub (f) kann Flugstaub (f) aus dem Rauchgas (r) einer Schwel-Brenn-Anlage (40) sein.

Description

Verfahren und Einrichtung zum Abtrennen von Metall aus Flugstaub
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen von Metall aus Flugstaub, der insbesondere mindestens eine Metallverbin¬ dung aufweist.
Die Erfindung betrifft auch eine Einrichtung zum Abtrennen von Metall aus Flugstaub, der insbesondere mindestens eine Metall- Verbindung aufweist, mit einem Extraktionsbehälter, der eine Zuführung für Flugstaub und für eine Lösung aufweist.
Der Begriff "Metall" soll hier Metalle im eigentlichen Sinn und darüber hinaus Metallverbindugen, aber auch metallähnliche Elemente wie Arsen, Selen und Tellur und deren Verbindungen umfassen.
Bei der Verbrennung feststoffhaltiger Brennstoffe, insbeson¬ dere bei der Verbrennung von Abfällen, entsteht Flugstaub, der Metallverbindungen, z.B. Metall-Salze, enthält. Viele Metalle bilden in einer Brennkammer flüchtige Verbindungen, die die Brennkammer mit dem Rauchgas verlassen. Bei Abkühlung des Rauchgases schlagen sich diese Verbindungen auf den Partikeln des im Rauchgas enthaltenen Staubes nieder. Dieser Staub, der Flugstaub genannt wird, wird in der Regel aus dem Rauchgas entfernt. Dazu werden beispielsweise Filteranlagen eingesetzt, oder der Flugstaub wird in einem Kessel abgeschieden. Der Me¬ tallgehalt des abgetrennten Flugstaubes macht eine besondere Entsorgung notwendig.
Nimmt man eine Rückführung des Flugstaubes in die Brennkammer vor, so werden die Metalle dort nur teilweise in die Schlacke eingebunden. Der Rest gelangt wieder in das Rauchgas und damit in den Flugstaub.
Eine weitere Möglichkeit für die Entsorgung von Flugstaub wird darin gesehen, den Flugstaub von den Metallen zu befreien.
Dazu ist bereits vorgeschlagen worden, die Metallverbindungen im Flugstaub in einem besonderen Ofen bei hoher Temperatur zu verdampfen und dann durch Kondensation abzutrennen. Der Nach- teil dieses Verfahrens ist in dem sehr hohen Energiebedarf zu sehen.
Eine andere Möglichkeit ist bereits darin gesehen worden, daß der Flugstaub mit einer Mineralsäure extrahiert wird, und daß aus der Lösung die Metallverbindungen gefällt werden. Der Nach¬ teil dieser Lösung besteht darin, daß viele Flugstaubbestand¬ teile in einer Mineralsäure nur eine geringe Löslichkeit auf¬ weisen.
Aus dem Aufsatz "Zink-Blei-Rückgewinnung aus Stahlwerksflug- stäuben" von Ekkehard Greinacher in " Erzmetair1 42 (1989) Nr. 7-8, Seiten 306 bis 311, ist es bekannt, daß Metalle aus Stahl- werksflugstäuben unter Einsatz eines einfachen Komplexbildners als komplexe Metallverbindung in Lösung gebracht werden können. Als Komplexbildner wird dazu beispielsweise Ammoniak ein¬ gesetzt.
Bei dem bekannten Verfahren benötigt man eine sehr hohe Kon¬ zentration des Komplexbildners. Außerdem ist die Komplexbildung nur schwer zu steuern. Hinzu kommt, daß bei der späteren Auf¬ arbeitung der Lösung, die die Metalle als Komplexverbindung enthält, eine abgestufte Zerstörung der Komplexverbindung kaum möglich ist.
In "Enzyklopädie Naturwissenschaft und Technik", 1979, Verlag
Moderne Industrie, Seiten 662 und 663, werden Chelatko plexe beschrieben. Ein Chelatbildner ist im Vergleich zu einem üblichen Komplexbildner "mehrzähnig". Er kann also mehrere Bindungen eingehen.
Flugstaub fällt auch bei dem aus der EP-PS 0 303 310 bekannten Schwel-Brenn-Verfahren an. Auch dieser Flugstaub kann, da er einer Hochtemperaturverbrennung entstammt, Metallverbindungen enthalten.
Eine Einrichtung zur Behandlung schwermetallhaltiger Flug- asche aus dem Rauchgas von Verbrennungsanlagen ist in der DE 39 18 292 AI beschrieben. Diese Einrichtung weist einen Extraktionsbehälter auf, der mindestens einen Zuführstutzen für Flugstaub und für eine Lösung aufweist. Dem Extraktions¬ behälter kann eine Fest-Flüssig-Trennvorrichtung nachge- schaltet sein. Die flüssigen und die festen Bestandteile können danach getrennt weiterbehandelt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Abtrennen von Metall aus Flugstaub anzugeben, das mit ver- gleichsweise geringem Chemikalieneinsatz und geringem Energie¬ bedarf eine hohe Zuverlässigkeit der Abtrennung gewährleistet.
Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, eine Ein¬ richtung zum Abtrennen von Metall aus Flugstaub anzugeben, die mit vergleichsweise geringem Chemikalieneinsatz und geringem Energiebedarf eine hohe Zuverlässigkeit gewährleistet. Die Einrichtung soll darüber hinaus steuerbar sein.
Die erste Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Flugstaub in eine Lösung eingebracht wird, die einen Che¬ latbildner enthält, und daß die in der Lösung aus dem Metall gebildeten Metallchelationen aus der Lösung entfernt werden.
Die genannte Lösung kann eine wäßrige Lösung von einem oder mehreren Chelatbildnern sein, in die der Flugstaub eingebracht wird. Mit diesem Verfahren wird in der Lösung ein Metallchelat- komplex gebildet. Es liegen daher keine freien Metallionen in der Lösung vor. Das Metall ist im Chelatkomplex maskiert. Durch diese Maskierung wird bewirkt, daß die Lösung ständig frei von Metallionen zu sein scheint, so daß ständig unvermin¬ dert Metall aus dem Flugstaub in der Lösung aufgenommen werden kann. Durch die gleichbleibend hohe Lösungsgeschwindigkeit können auch schwer lösliche Metallverbindungen in die Lösung aufgenommen werden. Der Flugstaub wird so von dem Metall be- freit.
Nach der Aufnahme des Metalls in der Form von Metallchelat- ionen in die Lösung wird die Lösung gereinigt, indem die Metallchelationen entfernt werden.
Mit dem Einsatz eines Chelatbildners gemäß der Erfindung wird der Vorteil erzielt, daß man mit einem geringen Chemikalien¬ einsatz auskommt. Da der Chelatbildner mehrzähnig ist, kann ein einziges Chelatbildner-Molekül mehrere Bindungen mit einem Zentralatom eingehen. Für die Einbindung eines Metall-Zentral¬ atoms sind folglich nur wenige Chelatbildner-Moleküle not¬ wendig. Es kann sogar ein einziges Chelatbildner-Molelkül genügen. Damit ist nur ein geringer Energiebedarf bei hoher Zuverlässigkeit gegeben.
Statt eines einzigen Chelatbildners kann auch eine Mischung von Chelatbildnern eingesetzt werden. Ein geeigneter Chelat¬ bildner ist Nitrilotriessigsäure oder Ethylendia intetraessig- säure oder eine Mischung dieser Säuren.
Die Stabilität eines Chelatkomplexes in wäßriger Lösung hängt stark vom pH-Wert der Lösung ab. Mit dem Einsatz eines Chelat¬ bildners gemäß der Erfindung wird daher der Vorteil erzielt, daß die Anlagerung von Liganden an ein Metall-Zentralatom durch Änderung des pH-Werts der Lösung gesteuert werden kann. Vorteilhafterweise kann eine gesteuerte, abgestufte Zerstörung der nicht mehr benötigten Chelt ..komplexe durch eine pH-Wert- Änderung vorgenommen werden.
Der pH-Wert der Lösung wird mit einer sauren oder alkalischen Lösung eingestellt. Nur dadurch, daß gemäß der Erfindung ein Chelatbildner eingesetzt wird, kann durch die Zugabe der sauren oder alkalischen Lösung über die pH-Wert-Änderung die Bildung oder Zerstörung von Chelatkomplexen gesteuert werden. Folg- lieh ist vorteilhafterweise der Prozeß der Metallabtrennung aus Flugstaub steuerbar.
Mit einer solchen Steuerung des Verfahrens wird der Vorteil erzielt, daß keine überschüssigen Chemikalien benötigt werden.
Nachdem das Metallchelat gebildet ist, wird beispielsweise der nicht lösbare Staub aus der Lösung abgetrennt. Dieser Staub ist dann weitgehend frei von Metallen und zugleich auch von löslichen Salzen, die sich gelöst haben, und kann problem- los weiterbehandelt werden. Die Abtrennung kann z.B. durch Filtern oder Dekantieren erfolgen.
Die Metallchelationen enthaltende Lösung wird beispielsweise einer Elektrolysezelle, an der eine Elektrolysespannung an- liegt, zugeführt. Dort werden die Metallchelationen in der Lösung aufgebrochen, und an der Kathode der Elektrolysezelle wird Metall elementar abgeschieden.
Damit wird der Vorteil erzielt, daß das ursprünglich im Flug- staub befindliche Metall elementar wiedergewonnen wird und damit wieder als Rohstoff eingesetzt werden kann. Wenn das nicht vorgesehen ist, kann das Metall leicht entsorgt werden, da es in einem kleinen Volumen konzentriert vorliegt. Darüber hinaus ist beim Einsatz einer Elektrolysezelle das abgeschie- dene elementare Metall frei von polychlorierten Aromaten, ins¬ besondere PCDD/F. Das zurückgewonnene Metall kann folglich, da es frei von polychlorierten Aromaten ist, weiterverwendet werden.
Beispielsweise können verschiedene Metalle wegen ihrer ver- schiedenen Abscheidespannungen getrennt abgeschieden werden. Dazu bedarf es z.B. der Anwendung unterschiedlicher Elektro¬ lysespannungen.. Damit wird der weitere Vorteil erzielt, daß die Metalle getrennt zur Wiederverwendung vorliegen.
Der pH-Wert in der Elektrolysezelle wird mit saurer oder al¬ kalischer Lösung eingestellt. Dadurch wird eine optimale Ab¬ scheidung gewährleistet. Es können auch nacheinander eine saure und eine alkalische Lösung eingesetzt werden, wenn ein bestimmter pH-Wert eingestellt werden soll. Auch ein Einsatz in umgekehrter Reihenfolge ist möglich.
Die saure oder die alkalische Lösung zum Einstellen des pH- Wertes in der Elektrolysezelle, aber auch in der Lösung, die den Flugstaub aufnimmt, kann beispielsweise einem vorhandenen Rauchgaswaschsystem entnommen werden. Die saure oder alka¬ lische Lösung muß folglich nicht gesondert bevorratet werden.
Die verbleibende Lösung, die weitgehend von Metallkomplexionen und gegebenenfalls vom nicht lösbaren Staub befreit ist, kann zur Aufnahme von Flugstaub wieder verwendet werden. Vor der Wiederverwendung kann, falls erforderlich, frische Lösung des Chelatbildners zugegeben werden. Durch eine solche Wiederver¬ wendung der Lösung wird vorteilhafterweise die notwendige Chelatbildnermenge gering gehalten.
Falls dieser Verfahrensschritt eingesetzt wird, wird der Flug¬ staub in eine Lösung eingebracht, die bereits Flugstaub auf¬ genommen hatte und dann gereinigt wurde. Beispielsweise können aus der von Metallchelationen befreiten Lösung Salze entfernt werden. Das kann z.B. durch Abschlämmen der Salze geschehen.
Beispielsweise wird die von Metallchelationen befreite Lösung in zwei Teilströme aufgeteilt. Der erste Teilstrom führt zu¬ rück zum beschriebenen Abtrennprozeß und wird somit wiederver¬ wendet. Der zweite Teilstrom wird abgeleitet. Die abgeleitete Flüssigkeitsmenge sowie der abgeleitete Chelatbildneranteil werden ersetzt, indem in den Extraktionsbehälter neben dem ersten Teilstrom Wasser und Chelatbildner eingespeist werden. Dadurch wird die Flüssigkeit des ersten Teilstromes hinsicht¬ lich ihres Salzgehaltes verdünnt. Damit wird verhindert, daß sich die Lösung bei einer Wiederverwendung mit Salzen aufkon- zentriert, was zu einem Auskristallisieren der Salze führen könnte.
Beispielsweise kann der Chelatbildner aus dem zweiten Teil¬ strom zurückgewonnen werden. Das ist sinnvoll, da dadurch Chelatbildner eingespart wird.
Der Flugstaub, von dem Metall abgetrennt werden soll, kann beispielsweise Flugstaub aus dem Rauchgas einer als solche bekannten Schwel-Brenn-Anlage sein. Dann wird der Vorteil er- zielt, daß aus dem der Schwel-Brenn-Anlage zugeführten Abfall Metalle, selbst wenn sie fein verteilt vorliegen, abgetrennt werden. Es sind nicht nur die verbleibenden Rückstände des Schwel-Brenn-Verfahrens und die Abgase weitgehend frei von Metallen, es können darüber hinaus die Metalle getrennt nach Metallart als Rohstoffe wiedergewonnen werden.
Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung wird insbesondere der Vorteil erzielt, daß Flugstaub von Metallen befreit wird und daß die Metalle selbst in separierter Form als Rohstoffe wiedergewonnen werden können. Für das Abtrennen des Metalls aus Flugstaub wird nur eine geringe Chemikalienmenge benötigt, da bei einem gemäß der Erfindung eingesetzten Chelatbildner ein Molekül mehrere Bindungen mit einem Metallzentralatom eingehen kann und weil darüber hinaus bei einem Chelatbildner die Fähigkeit zur
Chelatbildung über eine pH-Wertänderung in einfacher Weise zu steuern ist.
Die zweite Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß dem Extraktionsbehälter ein Metallabscheider nachge¬ schaltet ist, und daß eine Zuführung des Extraktionsbehälters mit einem einen Chelatbildner enthaltenden System verbunden und zur Aufnahme einer Chelatbildnerlösung bestimmt ist.
Daher ist es möglich, daß die Lösung im Extraktionsbehälter mindestens einen Chelatbildner enthält.
Durch den Einsatz des Chelatbildners wird das Metall in einem Chelatkomplex maskiert. Im Extraktionsbehälter scheint dann stets eine Lösung vorzuliegen, die frei von Metallionen ist. Es wird dann ständig Metall aus dem Flugstaub in die Lö¬ sung aufgenommen. Im Metallabscheider wird das Metall aus der Lösung abgetrennt. Durch den Einsatz des Metallabscheiders wird der Vorteil erzielt, daß die von Metall befreite Lösung wieder verwendet werden kann. Darüber hinaus kann vorteil¬ hafterweise das abgeschiedene Metall als Rohstoff gewonnen und eingesetzt werden.
Der Metallabscheider ist beispielsweise eine Elektrolyse- zelle. Dort wird das ursprünglich im Flugstaub befindliche Metall elementar wiedergewonnen. Es kann als Rohstoff einge¬ setzt werden.
Der Extraktionsbehälter ist beispielsweise durch Leitungen für saure und/oder alkalische Lösung mit einem Rauchgas- waschsystem verbunden. Dabei wird ausgenützt, daß im Rauch- gaswaschsystem ohnehin eine saure oder eine alkalische Lösung anfällt. Die betreffende Lösung dient zum Einstellen des pH-Wertes im Extraktionsbehälter. Über den pH-Wert kann die Stabilität eines Chelatkomplexes in wäßriger Lösung gesteuert werden.
Auch der Metallabscheider kann durch Leitungen für saure und/ oder alkalische Lösung mit einem Rauchgaswaschsystem verbunden sein. Auch dort kann zum Steuern der Stabilität eines Chelat¬ komplexes der pH-Wert geändert werden. Die Einrichtung gemäß der Erfindung ist vorteilhafterweise steuerbar.
Beispielsweise ist ein Ausgang für von Metall befreite Lösung am Metallabscheider mit dem Extraktionsbehälter über eine
Rückführleitung verbunden. Über diese Leitung kann von Metall¬ komplexionen weitgehend befreite Lösung einer Wiederverwendung zugeführt werden.
Der genannte Ausgang des Metallabscheiders kann auch mit einer Abscheidevorrichtung für Chelatbildner verbunden sein. Dort kann vorteilhafterweise wieder zu verwendender Chelatbildner gewonnen werden. Die Abscheidevorrichtung für Chelatbildner kann in einer Zweigleitung angeordnet sein, die vom Metallab- scheider weg führt.
Dem Extraktionsbehälter nachgeschaltet und dem Metallab¬ scheider vorgeschaltet kann eine Fest-Flüssig-Trennvorrich- tung angeordnet sein. Dort kann nicht löslicher Staub abge- trennt werden.
Beispielsweise ist eine Zuführung des Extraktionsbehälters mit einer Schwel-Brenn-Anlage verbunden. Dabei wird vorteil¬ hafterweise bei der Müllverwertung anfallender Flugstaub von Schwermetall befreit, und darüber hinaus wird das Schwer¬ metall als Rohstoff wiedergewonnen. Die Einrichtung gemäß der Erfindung ist über eine pH-Wert¬ änderung in einfacher Weise zu steuern.
Ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens und der Einrichtung zum Abtrennen von Metall aus Flugstaub werden anhand der Zeichnung näher erläutert.
Ein Extraktionsbehälter 1 weist eine erste Zuführung 2 oder einen ersten Zuführstutzen für die Zufuhr von Flugstaub f, eine zweite Zuführung 3 oder einem zweiten Zuführstutzen für einen Chelatbildner c und eine dritte Zuführung 32 oder einen Zuführstutzen für Wasser w auf. In den Zuführungen 3 und 32 befinden sich regelbare Armaturen 3a und 32a. Der Flugstaub f kann von einer Schwel-Brenn-Anlage 40 herrühren. Die Zuführung 3 ist mit einem den Chelatbildner c enthaltenden System 30 ver¬ bunden. Wenn erstmals Flugstaub f in den Extraktionsbehälter 1 eingebracht wird, befindet sich dort bereits eine Lösung L, die einen Chelatbildner enthält. Es handelt sich dabei in der Regel um eine wäßrige Lösung L. Das Wasser gelangt über die Zuführung 3 für Chelatbildner oder über die Zuführung 32 aus einem Wasser enthaltenden System 31 in den Extraktionsbehälter 1.
Eine Ableitung 4 oder ein Ableitungsstutzen des Extraktionsbe¬ hälters 1 ist mit einer Fest-Flüssig-Trennvorrichtung 5 ver- bunden. Dort wird Staub s abgetrennt und über eine Ableitung 6 abgegeben. Eine Ableitung 7 für die flüssige Phase steht mit einem Metallabscheider 8 in Verbindung, der eine Elektrolyse¬ zelle sein kann, an der eine Spannung U anliegt. Im Metallab¬ scheider 8 werden die im Extraktionsbehälter 1 gebildeten Metallchelatkomplexe aufgebrochen, und es werden Metalle m, die als Rohstoffe dienen können, über eine Leitung 9 abgegeben. Die verbleibende, von Metall befreite Lösung 1 kann über eine Rückführleitung 10 vom Metallabscheider 8 in den Extraktions- behälter 1 zurückgespeist werden. Die zurückgespeiste Lösung 1, kann im Extraktionsbehälter 1 zur erneuten Aufnahme von Flugstaub f dienen. Falls erforderlich, kann der zurückge¬ speisten Lösung 1, Chelatbildner c und/oder Wasser w zuge- führt werden. Es wird eine Lösung L zur Aufnahme von Flug¬ staub f gebildet. Das Zufügen von Chelatbildner c und Wasser w ist insbesondere erforderlich, falls die gesamte vom Metallab¬ scheider 8 abgegebene Lösung 1 oder ein Teil 12 dieser Lösung 1 über eine Zweigleitung 11 abgeleitet wird. Die in den Ex- traktionsbehälter 1 gelangende Lösung ist relativ salzarm, da ein salzhaltiger über die Zweigleitung 11 abgeleiteter Volumen¬ anteil durch einen salzlosen Volumenanteil, Chelatbildner c und Wasser w, ersetzt wird. Der abgeleitete Lösungsteil 12 gelangt über die Zweigleitung 11 in eine Abscheidevorrich- tung 12 für den Chelatbildner c. Der von der Abscheidevor¬ richtung 12 über eine Ableitung 13 abgegebene Chelatbildner c kann im Extraktionsbehälter 1 eingesetzt werden. Die Abschei¬ devorrichtung 12 ist mit einer Zuführung 14 für ein Fällungs¬ mittel fm verbunden. Außerdem weist sie eine Ableitung 15 für die Restlösung 1* auf, die zu einer Neutralisationseinheit 16 führt. Deren Ausgang ist mit 15 A bezeichnet. Zur Steuerung sind in der Rückführleitung 10 und in der Zweigleitung 11 sowie in den Zuführungen 3 und 32 des Extraktionsbehälters 1 Ven¬ tile oder Armaturen 10a und 11a bzw. 3a und 32a angeordnet. Mit dem Extraktionsbehälter 1 und auch mit dem Metallabscheider 8 sind zur pH-Wertsteuerung jeweils eine Leitung 17 für die Zufuhr saurer Lösung p und eine Leitung 18 für die Zufuhr alkalischer Lösung q über Ventile oder Armaturen 17a, 17b, 18a, 18b verbunden. Die Lösungen p, q tragen nur unwesentlich zur Verdünnung der Lösung L bei. Beide Leitungen 17 und 18 werden von einem Rauchgaswaschsystem gespeist, wobei die Leitung 17 mit einer Vorrichtung 19 für saure Wäsche und die Leitung 18 mit einer Vorrichtung 20 für alkalische Wäsche verbunden ist. Durch diese beiden Vorrichtungen 19 und 20 verläuft eine Rauch- gasleitung 21, in der Rauchgas r geführt wird, das aus der
Schwel-Brenn-Anlage 40 stammen kann. Die Ableitung der beiden Vorrichtungen 19 und 20 ist mit 21 A bezeichnet. Die Vorrich¬ tung 19 für die saure Wäsche und die Vorrichtung 20 für die alkalische Wäsche können über Zuführungen 22 bzw. 23 mit der Neutralisationseinheit 16 verbunden sein.
Mit der geschilderten Einrichtung kann Metall schnell und vollständig aus Flugstaub f entfernt werden. Darüber hinaus kann das Metall m aus dem Flugstaub f als Rohstoff wieder¬ gewonnen werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Abtrennen von Metall (m) aus Flugstaub (f), der insbesondere mindestens eine Metallverbindung aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Flug¬ staub (f) in eine Lösung (L) eingebracht wird, die einen Chelatbildner (c) enthält, und daß die in der Lösung aus dem Metall gebildeten Metallchelationen aus der Lösung entfernt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Chelatbildner (c) Nitrilotriessigsäure und/oder Ethylendiamin- tetraessigsäure ist.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der pH-Wert der Lösung (L) mit saurer und/oder alkalischer Lösung (p, q) eingestellt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in der Lösung (L) nicht lösbarer Staub (s) aus der Lösung abgetrennt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Metallchelationen enthaltende Lösung einer Elektrolysezelle (8) zugeführt wird, an der eine Elektrolysespannung (U) anliegt, und daß dort die Metallchelationen aus der Lösung entfernt werden, indem an der Kathode der Elektrolysezelle (8) Metall (m) elementar abgeschieden wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß verschiedene Metalle durch unterschiedliche Elektrolysespannungen (U) getrennt abgeschieden werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der pH-Wert in der Elektrolysezelle (8) mit saurer und/oder alkalischer Lösung (p, q) eingestellt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die saure und/oder alkalische Lösung (p, q) aus einem vorhandenen Rauchgaswaschsystem (19,20) entnommen wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die von Metallchelationen befreite Lösung (1) zur Aufnahme von Flug¬ staub (f) wiederverwendet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß aus der von Metallchelationen befreiten Lösung (1) Salze entfernt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die von Metallchelationen befreite Lösung (1) in zwei Teilströme aufgeteilt wird, daß der erste Teilstrom (1,) zusammen mit Chelatbildner (c) und Wasser (w) die Lösung (L) zur Aufnahme von Flugstaub (f) bildet, und daß der zweite Teilstrom (12) abgeleitet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, - d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß aus dem abgeleiteten zweiten Teilstrom (l2x der Chelatbildner (c) zurückgewonnen wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Flug¬ staub (f) aus dem Rauchgas (r) einer Schwel-Brenn-Anlage (40) stammt .
14. Einrichtung zum Abtrennen von Metall (m) aus Flugstaub (f), der insbesondere mindestens eine Metallverbindung aufweist, mit einem Extraktionsbehälter (1), der eine Zuführung (2) für Flugstaub (f) und für eine Lösung aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß dem Ex¬ traktionsbehälter (1) ein Metallabscheider (8) nachgeschaltet ist, und daß eine Zuführung (3) des Extraktionsbehälters (1) mit einem einen Chelatbildner (c) enthaltenden System (30) verbunden und zur Aufnahme einer Chelatbildnerlösung bestimmt ist.
15. Einrichtung nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Metall¬ abscheider (8) eine Elektrolysezelle ist.
16. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 oder 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Extrak¬ tionsbehälter (1) durch mindestens eine Leitung (17,18) für saure und/oder alkalische Lösung (p, q) mit einem Rauchgas- waschsystem (19,20) verbunden ist.
17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Metall¬ abscheider (8) durch mindestens eine Leitung (17,18) für saure und/oder alkalische Lösung (p, q) mit einem Rauchgas- waschsystem (19,20) verbunden ist.
18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Ausgang für vom Metall befreite Lösung (1) am Metallabscheider (8) mit dem Extraktionsbehälter (1) verbunden ist.
19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Ausgang für vom Metall befreite Lösung (1) am Metallabscheider (8) mit einer Abscheidevorrichtung (12) für den Chelatbildner (c) ver- bunden ist.
20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß dem Ex¬ traktionsbehälter (1) nachgeschaltet und dem Metallabscheider (8) vorgeschaltet eine Fest-Flüssig-Trennvorrichtung (5) an¬ geordnet ist.
21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Zu- führung (2) des Extraktionsbehälters (1) mit einer Schwel- Brenn-Anlage (40) verbunden ist.
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