DE3212120A1

DE3212120A1 - Verfahren zum aufbereiten oelhaltiger schlaemme

Info

Publication number: DE3212120A1
Application number: DE19823212120
Authority: DE
Inventors: Werner Hartmann
Original assignee: HARTMANN WERNER G
Current assignee: Cronimet Ferrolegierungen Handelsgesellschaft Mbh
Priority date: 1982-04-01
Filing date: 1982-04-01
Publication date: 1983-10-06

Description

Verfahren zum Aufbereiten ölhaltiger Schlämme
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbereiten ölhaltiger Schlämme und insbesondere hochverölter metallischer Schlämme, bei dem das aufzubereitende Material unter ständiger Bewegung mit einer variablen überschüssigen Menge Lösungsmittel und Wasser bei erhöhter Temperatur zu einer dünnflüssigen Masse aufgelöst wird, von der die flüchtigen und die fließfähigen Bestandteile abgeschieden und dann die Lösungsmittel vom abgeschiedenen Wasser und Öl getrennt werden, während man die zurückbehaltenen Feststoffe gesondert trocknet und ggfs. einschmilzt. Dieses Verfahren ist insbesondere zum Rückgewinnen von Stahlveredlern aus ölhaltigen Schleif- und Fabrikationsabfällen bestimmt.
Bei einem bekannten Verfahren der eingangs genannten Art (DE-OS 30 11 782) wird das Wasser in Dampfform zugegeben.
Mit diesem bekannten Verfahren werden recht brauchbare Ergebnisse für eine umweltfreundliche und weitgehend rückstandsfreie Aufbereitung ölhaltiger metallischer Schlämme erzielt, so daß sowohl die Feststoffe als auch der Ölbestandteil ohne große Umweltbelastung voneinander getrennt wiederverwendbar sind. Die zum Aufbereiten benutzten Mittel und insbesondere das Wasser können aber aus Gründen der Umweltbelastung nicht einfach abgelassen werden. Vielmehr ist wenigstens eine Neutralisierung des Abwassers erforderlich. Ferner sind die verwendeten Lösungsmittel aufzubereiten, bevor sie erneut benutzt werden können. Dieses bekannte Verfahren ist daher verhältnismäßig kostspielig, wenn man Umweltbelastungen durch verschmutztes Abwasser und dergleichen verhindern will.
Ein weiterer Kostenfaktor ergibt sich aus dem verhältnismäßig hohen Lösungsmittelverbrauch.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein preiswert es Verfahren zur umweltneutralen Aufbereitung ölhaltiger Schlämme und insbesondere hochverölter metallischer Schlämme und dergleichen zu schaffen, mit dem man rückstandsfrei die in derartigen Schlämmen enthaltenen Feststoffe und öle rückgewinnen und einer erneuten Venvendung zuführen kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung mit den Merlunalen des kennzeichnenden Teiles des Hauptanspruches gelöst. Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung ist Gegenstand der Unteransprüche.
Durch die Erfindung ist es möglich, sogar stark verölte Schlämme rückstandsfrei und umweltfreundlich bzw. sogar umweltneutral so aufzuarbeiten, daß die in ihnen ent- haltenen Metallebeispielsweise als Rohstoff für die Herstellung von Vorlegierungen für Edelstähle zu gebrauchen sind. Da die Feststoffe durch das erfindungsgemäße Verfahren nahezu vollständig vom Öl getrennt werden, entwickelt sich beim Einschmelzen der Feststoffe praktisch kein rußhaltiger Rauch, der bei dem bekannten Rösten oder Kalzinieren von ölhaltigem Metallschlamm auftritt und durch Filter gereinigt werden muß. Derartige Filter entfallen bei der Weiterverarbeitung der durch das erfindungsgemäße Verfahren rückgewonnenen Stoffe.
Es ist bekannt, Metallteile und dergleichen mit Chlorkohlenwasserstoffen zu entfetten oder zu entölen. Vor allem bei kleineren Metallteilen, bei zu entfettenden Oberflächen und bei Metallspänen und Metallstücken ist dies deshalb möglich, weil in der Regel der Ölanteil nur etwa 3 bis 5% beträgt. Dabei hat man jedoch weitgehend auf den Einsatz wässeriger Lösungsmittel (alkalisch oder sauer) verzichtet, da man mit der anschließenden chemischen Umsetzung (Verseifung, Beizen) nicht fertig wurde und eine Rückgewinnung des eingesetzten Lösungsmittels entweder nicht möglich oder unwirtschaftlich war. Hinzu traten Abwasserprobleme, die sich nur durch hohen Aufwand oder eine große Umweltbelastung lösen lassen. Bisher bekannte Verfahren dieser Art sind beschrieben bei H. J. Seng u.a.
in Band 42 "Entsorgung durch Reststoffverwertung" -~Recycling in der metallverarbeitenden Industrie", Expert-Verlag, Seiten 89 bis 109. Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden die Nachteile der bekannten Verfahren zur Aufbereitung ölhaltiger Schlämme in einfacher und wirtschaftlich vertretbarer Weise überwunden.
Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet dreistufig. Der zu entölende Schlamm wird zunächst mit einer alkalischen Entölungslauge (nachstehend auch als "Spaltwasser" bezeichnet) vermischt, und zwar vorzugsweise in einer Mischtrommel, die um ihre horizontal liegende Längsachse gedreht wird.
Das Gemisch aus zu entölendem Schlamm und Entölungslauge wird auf etwa 4000 (311 K) erhitzt, woraufhin man Spaltmittel zugibt. In der dadurch ausgelösten Demulgierungsphase werden Spaltmittel und Öl abgetrennt, d.h. bei einer Gesamttemperatur von über 40°C lösen sich die als Spaltmittel zugegebenen Silikat-Phosphattenside, die vorzugsweise öllöslich sind. Das Spaltwasser wird vom abgetrennten Öl abgeschieden und in der nächsten Verfahrensstufe dem weiter zu entölenden Schlamm wieder zugeführt. In dieser Verfahrensstufe erfolgt wiederum eine Demulgierung bei einer Temperatur von wenigstens 4000 (311 K), wobei wiederum Spaltmittel und Öl abgetrennt werden. In diesem Falle werden die in der zweiten Stufe zugegebenen nicht- iono genen phosphatfreien Netzmittelkombinationen und phosphatfreien Silikatkombinationen gelöst. In der dritten Verfahrensstufe wird das aus der zweiten Verfahrensstufe abgezogene und vom abgespaltenen Öl getrennte Spaltwasser zur Korrektur bei der Restentölung des ölhaltigen Schlammes diesem zusammen mit einem H20-Zusatz bei wiederum erhöhter Temperatur von wenigstens evwa 4000 zugeführt. Das nunmehr abgetrennte Spaltwasser wird in den Kreislauf zurückgeleitet, während das abgespaltene Öl einer erneuten Verwendung zugeführt werden kann, ggfs. nach einer zusätzlichen Aufbereitung.
Bei Temperaturen ab ca. 600C (231 K) tritt die gewünschte Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein, d.h. in der ersten Verfahrensstufe erfolgt eine Spaltung von Material (Feststoffen) und Öl sowie eine anschließende Demulgierung, während in der zweiten Verfahrensstufe eine Entölung mit anschließender Demulgierung stattfindet und in der dritten Verfahrensstufe die Restentölung. Es ergibt sich eine chemische und eine verfahrensmäßige Reaktion. Der Inhalt der sich drehenden Trommel wird aufgespalten in eine trübe Ölphase, eine Zwischenschicht (instabile Emulsion), eine trübe Lauge (Spaltwasser) und in rückzugewinnenden Feststoff (Rückstoff).
Nach einer kurzen Ruhepause des behandelten Materials schwimmt die trübe Ölphase auf und kann entfernt werden.
Die instabile Emulsion und das Spaltwasser (trübe Lauge) holen diese Reaktion in etwa 24 Stunden nach. Voraussetzung dafür ist, daß in allen drei Verfahrensstufen Spaltmittel zugegeben wird. Nachdem sich die instabile Emulsion aufgelöst hat und das dabei freigewordene öl ebenfalls entfernt wurde, bleibt lediglich ölfreie Lauge zurück, die in den Kreislauf zurückgeführt werden kann.
Nachdem durch Titration die Konzentration dieser rückzuführenden Lauge festgestellt worden ist, wird dieselbe in einem entsprechenden Verhältnis ergänzt, so daß sich das Laugenbad nicht erschöpft und dementsprechend eine Badentsorgung überflüssig wird.
Da die Emulsion instabil ist, kann sie auch mit einem speziellen Separator aufbereitet werden, wenn nicht genügend Platz für den etwa 24 Stunden benötigenden Absetzvorgang vorhanden ist.
Am Ende der Aufbereitung erhält man ein Spaltöl mit maximal 1% Wassergehalt nach Xylol in der ölphase, das in besonders genehmigten Anlagen direkt als Heizöl verbrannt werden kann oder aber für eine Zweitraffinerie problemlos geeignet ist.
Die Spalt lauge (Spaltwasser) mit Lösungsmittelanteilen aller drei Verfahrens stufen kann in einem geschlossenen Kreislauf wiederverwendet werden und wird zur Ergänzung der aus dem Bad ausgetragenen Lösungsmittelanteile benutzt. Mit dem Spaltöl werden so gut wie keine Lösungsmittelanteile ausgetragen, ebensowenig wie mit den aufbereiteten Feststoffen. Der überwiegende Anteil der Lösungsmittel verbleibt im Spaltwasser, so daß nur der mit dem Spaltöl und dem Rückstoff ausgetragene Trocknungsverlust des Bades ergänzt werden muß, und zwar in einem Verhältnis, das eine Baderschöpfung ausschließt. Die außerordentlich geringe erforderliche Konzentration der Lauge fördert das erfindungsgemäß im geschlossenen Kreislauf geführte Verfahren.
Das erfindungsgemäße Verfahren läuft also in drei Stufen ab, und zwar zunächst in einer mechanischen Stufe, dann in einer chemisch-verfahrens technischen Reaktionsstufe mit Trennung in trübe Ölphase, Zwischenschicht mit instabiler Emulsion, trübe Lauge (Spaltwasser) und Feststoff (Rückstoff). Im Gegensatz zu bekannten Verfahren wie Ultrafiltration, Umkehrosmose, Sedimentation, Flotation, Rauchbegasung und dergleichen arbeitet das erfindungsgemäße Verfahren nur mit Spaltwasser statt mit reinem oder reinstem Wasser, weil die Flüssigkeit ja wieder in den Kreislauf zurückgeht und lediglich eine Transportfunktion zum Einbringen der Lösungsmittel und Ausbringen von Ölanteilen hat. Das gewonnene Spaltöl ist dabei hochwertiger als bei. allen bekannten Verfahren erreichbar.
Selbst so aufwendige Verfahren wie die Ultrafiltration arbeiten noch mit Wasser/Ölemulsionen von bis zu 50:50, wobei meistens dieser Extrakt noch entsorgt werden muß.
Der durch die Erfindung vorgeschlagene absolut geschlossene Kreislauf vermeidet Abwasser, Deponie, Abfall, Abluft, Neutralisation und ein Ausfällen von Metallen in der Lauge, Filterkuchen, Sedimentationsreste, Emulsionsentsorgung, Baderschöpfung und periodische Entsorgung. Das Verfahren arbeitet wirtschaftlich und läuft unproblematisch ab.
Die Entölung erfolgt mit bisher nicht erzielbarem Wirkungsgrad und ist rückstandsfrei. Behördliche Vorschriften und Bestimmungen über Abwasser und Abfallbeseitigung brauchen nicht beachtet zu werden, da das Verfahren im Kreislauf rückstandsfrei arbeitet und dementsprechend keine Abwässer und Abfälle anfallen. Es wird lediglich das extrahierte Öl und der gereinigte Feststoff abgeführt, während die verwendete Lauge (Spaltwasser) immer wieder benutzt werden kann.
Der Ölanteil des mit dem erfindungsgemäßen Verfahren aufzubereitenden Ausgangsmaterials ist nicht begrenzt.
Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet besonders wirtschaftlich bei Ölgehalten des Ausgangsmaterials zwischen 50 und 60%. In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrensablaufes dargestellt.
Aus der Zeichnung geht hervor, daß nach der Restentölung (dritte Verfahrensstufe) ein rieselfähiger Rückstoff, d.h. also Feststoffe in rieselfähiger Konsistenz, anfällt, von dem Abluft durch einen Zyklon abgeführt werden kann. Es kann sich eine Trocknung anschließen, wodurch man einen trockenen und ölfreien Rückstoff erhält. Dieser kann zu Formlingen wie Pellets umgeschmolzen werden.
Durch die Behandlung im geschlossenen Kreislauf kann der Lösungsmitteleinsatz etwa halbiert werden. Bei alkalischem Betrieb entfällt sowohl eine Destillation als auch eine Neutralisation, was zu einer weiteren Kostensenkung beiträgt.
Soweit in der Lauge sich noch Feststoffe befinden (es wurde ein Anteil von etwa 0,2 Volumenprozent ermittelt), werden diese mit der Lauge bzw. dem Spaltwasser in den Verfahrensablauf zurückgeführt.
Der nach der Restentölung gewonnene rieselfähige Rückstoff hat quantitativ einen Ölanteil von nicht mehr als 0,5% und qualitativ einen Ölanteil von praktisch Null. Dieser Rückstoff kann dann eingetrocknet und beispielsweise zu Pellets verpreßt werden.

Claims

Patentansrgehe: 1. Verfahren zum Aufbereiten ölhaltiges und insbesondere hochverölter metallischer Schlänsume und dergleichen, bei dem das aufzubereitende Material unter ständiger Bewegung mit einer variablen überschüssigen Menge Lösungsmittel und Wasser bei erhöhter Temperatur zu einer dünnflüssigen Masse aufgelöst wird, von der die flüchtigen und die fließfähigen Bestandteile abge schieden und dann die Lösungsmittel vom abgeschiedenen Wasser und Öl getrennt werden, während man die zurückbleibenden Feststoffe gesondert trocT=net, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß dreistufig aufbereitet wird, daß alkalische Lösungsmittel verwendet werden und daß das Wasser mit dem Lösungsmittel insgesamt in einem geschlossenen Crei.s lauf geführt und dementsprechend stets wiedervenvendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem ölhaltigen Schlamm in einer ersten, mechanischen Behandlungsstufe mit variabler Temperatureinstellung von wenigstens 40°C Spaltwasser (Lauge) und eine vorzugsweise öllösliche Spaltwasserkombination zugegeben und dabei eine Demulgierung zum Abspalten von Öl erreicht und Öl und Spaltwasser abgeführt wird, daß das Material dann in einer zweiten, chemisch- verfahrens- technischen Stufe erneut von mit Spaltwasser sowie mit einer wasserlöslichen Spaltwasserkombination und einer dreistufigen Netzmittelkombination bei variabler Temperatureinstellung von wenigstens 40°C entölt und das Ganze wieder demulgiert wird, so daß wiederum öl und Spaltwasser abgetrennt werden, und daß dem Material schließlich in einer dritten Stufe zur Restentölung H 20 bei variabler Temperatureinstellung von wenigstens 400C und vorzugsweise wenigstens 60 0C und zur Korrektur erneut Spaltwasser zugegeben wird und Spaltwasser und Öl abgeführt werden, bevor das so entölte rieselfähige Material getrocknet und ggfs. zu Formkörpern wie Pellets geformt, beispielsweise umgeschmolzen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufbereitung ohne organische Substanzen (alkalisch) bei vollständig geschlossenem Lösungsmittel kreislauf rückstandsfrei durchgeführt wird.