DE3632661C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufbereitung von kon
taminiertem Schlick, auch in Form schlammartiger Stoffe, ins
besondere mit Schwermetallbelastung.
Fener bezieht sich die Erfindung auf eine Anlage zur Durch
führung dieses Verfahrens.
Die Anlage zur Durchführung des Verfahrens hat vorzugsweise
eine Aufbereitungsanlage, beispielsweise nach der DE-OS
34 44 329, für kontaminierten Schlick, enthaltend wenigstens
einen Hydrozyklon und einen Aufstromklassierer und ferner Pum
pen und Funktionsleitungen.
Aus dem Artikel "Zur Aggregatbildung in Mineralschlämmen als
Entwässerungsvorstufe" in der Zeitschrift "Aufbereitungs-
Technik" - Nr. 4/1969, S. 189-196, ist bekannt, Mineralschlämme,
die durch die Bezeichnung "Schlick" erfaßt werden, auch mit
Eisenteilchen zu impfen, so daß damit zur Ausfällung
der Schadstoffe aus Schlamm oder Schlick magnetisierbare
Eisenerzpartikel eingeführt werden.
An sich befaßt sich diese Literaturstelle mit der magneti
schen Flockung von Feststoffen mit magnetisch induzierba
ren Eisenverbindungen. Dabei stellt sich der Agglomerations
vorgang ein, wenn die Trübe das von einem Elektro- oder
Permanentmagneten erzeugte Magnetfeld durchströmt. Die ma
gnetisch leitenden Partikel bilden bei ihrer Induzierung
selbst kleinste Magnete, deren ungleichnamige Pole sich
anziehen und somit größere Aggregate bilden, deren wirksa
me Masse in einem gewissen Verhältnis zur Einwirkzeit des
Feldes steht.
Für Schlämme mit geringem Gehalt an Eisenverbindungen ist
dabei bereits vorgeschlagen, die Suspension derselben in
Natronlauge mit Fe II-Ionen zu impfen. Hierbei sind Zweifel
ausgesprochen, ob dieses Verfahren immer möglich sei. Es
wird aber eingeräumt, daß sich auch Tonschiefer- und Stein
kohlenschlämme mit ca. 40 g/l Feststoffgehalt durch magne
tische Feldeinwirkung zur Koagulierung anregen lassen.
Hierbei handelt es sich um eine andere Anwendung. Es wird
aber unter dem Stichwort "elektrische Flockung" eingeräumt:
Das Anlegen einer elektrischen Ladung an ein disperses
System der in Rede stehenden Art dürfte wohl den stärksten
Eingriff unter allen bisher beschriebenen Methoden dar
stellen. Die magnetische Flockung bildet lediglich einen
Agglomerationsvorgang.
Gerade auch im Zusammenhang mit einem Aufbereitungsverfah
ren nach der DE-OS 34 44 329 kann davon ausgegangen werden,
daß an sich Schlick oder in diesem Zusammenhang auch Schläm
me aus Abwässern so behandelt werden, daß bereits ein Kon
zentrat entsteht, welchem weitestgehend die Flüssigkeit
entzogen ist und das gegebenenfalls auch noch im feuchten
Zustand eine Masse bildet, der Schadstoffe, insbesondere
Schwermetalle, anhaften. Diese Masse kann nach derzeitigen
Gesichtspunkten nicht weiter bearbeitet werden; sie ist
deponiefähig und wird abgelagert. Diese Gesichtspunkte
treffen auch für sogenannten Hafenschlick zu.
Es sind bereits zahlreiche Versuche unternommen worden,
Schadstoffe durch Müllverbrennungsanlagen aufzuschließen
bzw. zu neutralisieren oder zu vernichten. Diese Versuche
haben für viele Schadstoffe nicht ausgereicht, weil keine
genügend hohen Temperaturen erreicht werden konnten, immer
unter der Voraussetzung, daß bei normalem Abfall überhaupt
solche Temperaturen ausreichen würden. Das Temperatur
problem ist außerordentlich gravierend, weil es für die
Schadstoffneutralisierung oder -vernichtung maßgeblich ist.
Alle Versuche, insbesondere Hafenschlick in einen nicht nur
für einen Schadstoffdeponie ausreichenden Zustand zu ver
setzen, sondern ihn so aufzuschließen, daß die Restbestand
teile unbedenklich schadstoff-frei oder mit geringem, zur
Verwendung zulässigem, insbesondere auch neutralisiertem
Schadstoffanteil verwendbar sind, sind bisher fehlgeschla
gen. Das Deponieproblem überläuft aber die Möglichkeiten
einer wirtschaftlichen Beseitigung des kontaminierten
Schlicks.
Zur Ausfällung von Feinstschlämmen ist es im Klärwerkbe
trieb bekannt, Polyelektrolythe einzusetzen, und zwar ins
besondere mit chemischen Stoffen. Eine chemische Einwirkung
wird aber für nachteilig gehalten, weil chemische Prozesse
Folgewirkungen haben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs an
gegebene Verfahren und auch die zur Durchführung desselben
vorgesehene Anlage dahingehend zu verbessern, daß der kon
taminierte Schlick durch eine besondere Behandlung gerei
nigt und dann so mit Temperaturen weiterverarbeitet werden
kann, daß ausgefällte Bestandteile ausgeschieden oder auf
bereitet werden, ohne das Verluststoffe auftreten.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
Schlick durch Wasserzugabe in eine Schlick-Suspension ge
bracht und dieser Schlick-Suspension Eisenerzpartikel zu
geführt werden, die eine Anlagerung und Ausfällung der
Schadstoffe herbeiführen und das so entstandene Gemisch
aus Eisenerzpartikeln und Schadstoffen ausgetragen und ei
nem Verhüttungsverfahren im Hochofe zugeführt wird, in
welchem die Erze erschmolzen und die Schadstoffe durch die
entstehende Hitze unschädlich gemacht werden.
Für die Verhüttung in einem Hochofen ist es bekannt, daß
oben die Zugaben eingeführt und Gichtgase abgenommen wer
den, wobei im unteren Bereich einerseits Schlacke und an
dererseits Roheisen abgeführt werden. Die Gichtgase können
gegebenenfalls nach Reinigung weiter ausgenutzt werden.
Im entscheidenden Verarbeitungsbereich werden Temperaturen
in der Größenordnung von 1600°C erzeugt. Dieses gilt
z. B. oberhalb des Windeintrittes der Hochofenfüllung. Auch
in anderen Bereichen herrschen noch Temperaturen in erheb
lichen Größenordnungen von etwa 1400°C bis 1200°C.
Durch die Verhüttung der Eisenerzpartikel wird in überra
schender Weise eine Schlickverhüttung geschaffen, der eine
Schlammvererzung durch Zusatz der Eisenerzpartikel voraus
geht. Eine solche Schlammvererzung schafft ein völlig neues
Verfahren, in welchem dann allenfalls Schlacke mit geringen
Schadstoffanteilen, soweit sie überhaupt nicht aufgeschlos
sen sind, zur Wiederverwendung, z. B. als Baustoffe, ver
bleibt. Dabei wird auch festgestellt, daß die bei einer Ver
hüttung im Hochofen anfallenden Gichtgase schon aufgrund
der Temperaturen in der Größenordnung von 1600°C an der
Schmelze weitestgehend schadstoff-frei sind. Vor allem wird
aber bei diesem Verfahren und auch in der angeordneten An
lage der zur Ausfällung eingesetzten Zusatzstoff in Form von
Erzpartikeln als Roheisen zurückgewonnen.
Nur eine Zuführung von kleinen kantigen Partikeln, evtl.
von Eisenerz, nur als Ausfällmittel ist insofern anders zu
beurteilen, als dann diese Ausfällmittel verloren sind und
daher nur in bemessener Menge zugegeben werden. Die kan
tigen Konturen nehmen Schadstoffe auf, d. h. diese verlagern
sich von den mineralischen Bestandteilen auf die kantigen,
insbesondere Eisenerzpartikel. Die in diesem Zusammenhang
vorgesehene Ausfällung führt aber zu keinem befriedigenden
Ergebnis, weil eine Masse von Eisenerzpartikeln mit Schad
stoffen und auch begleitenden mineralischen Bestandteilen
verbleiben. Wenn daher mit Eisenerzen Ausfällungen erfolgen
sollen, müssen sehr große Fällungsbecken eingesetzt werden.
Auch dann muß aber der anfallende Schlamm deponiert wer
den, weil seine weitere Verarbeitung bisher nicht möglich
ist.
Dieses gilt auch im Zusammenhang mit bekannten Müllver
brennungsanlagen, deren Wärmeentwicklung beschränkt ist,
zumal Schlamm keinen in solchen Anlagen einsetzbaren wär
mesteigernden Brennstoff darstellt.
Auch unter Einsatz von Eisenerzpartikeln war daher die
Aufbereitung des Schlicks problematisch, weil selbst unter
Verwendung von Eisenerz ein ausgefällter Schlammanteil in
langer Zeit, und zwar in der Größenordnung über ein Jahr,
entwässert werden mußte. Dieses setzt bei ständig anfallen
den kontaminiertem Schlick großflächige Deponien voraus,
die nicht immer zur Verfügung stehen.
In der erfindungsgemäßen Schlamm- bzw. Schlickverhüttung
wird bevorzugt, daß Eisenerzpartikel in einer Raummenge
über ein Drittel der Raummenge des Schlicks zugesetzt
werden. Hierin liegt in einer vorteilhaften Ausgestaltung
nur eine untere Grenze, die einbezieht, daß zweckmäßig
Eisenerzpartikel in der Größenordnung der fünffachen Raum
menge bezüglich des Schlicks zugesetzt werden. Größere
Mengen werden einbezogen. Dieses ergibt sich aus dem über
raschenden Merkmal des Verfahrens, daß eine an sich be
kannte Verhüttung im Hochofen mit den dafür an sich be
kannten Zusätzen und Eigenschaften vorgenommen wird, wobei
der zu verhüttende Erzanteil maßgeblich ist, aber aufgrund
seines vorhergehenden Zusatzes zum kontaminierten Schlick
diesen mitnimmt und bei der Verhüttung die Schadstoffe
unschädlich gemacht werden.
Hinsichtlich der angegebenen Mengen kann auch davon ausge
gangen werden, daß auf eine bestimmte Korngröße zerkleiner
tes Eisenerz mit verunreinigtem Schlick oder Schlamm in
relativ geringen Mengen versehen und der Verhüttung zuge
führt wird.
Wenn oben von kantigen Eisenerzpartikeln die Rede ist, wer
den zweckmäßig solche mit einer Korngröße in der Größenord
nung von <50 µm verwendet. Dieses hat sich als günstig er
wiesen.
Es wird das Problem gelöst, eine vorher nicht für erzielbar
gehaltene Temperatur zur Unschädlichmachung der Schadstoffe
dadurch zu erreichen, daß eine Weiterverarbeitung der Zu
satzstoffe in bekannter Weise, d. h. durch Verhüttung, er
folgt und dabei auch diese Zusatzstoffe in ihren wesentli
chen Materialien für eine Weiterverarbeitung gewonnen wer
den. Selbst verbleibende Rückstände an den Schlacken sind
im Zusammenhang mit einem Hochofen so gering von Schadstof
fen durchsetzt, daß ihre Weiterverwendung als Baustoff ohne
weiteres möglich ist.
Bei den im Hochofen herrschenden Temperaturen werden alle
organischen Bestandteile des Schlicks vollständig zersetzt
und damit vernichtet. Die Schwermetalle gehen teils in die
Schlacke, teils in das Roheisen, teils lagern sie sich un
terhalb der Abstichzone des Hochofens in flüssiger Form
ab und teils gehen sie in den Staub des Gichtgases. In der
Schlacke und im Roheisen sind die Schwermetalle so sehr
verdünnt, daß sie unschädlich und nicht störend sind.
Vorteilhaft wird durch die Wasserzugabe eine Suspension mit
einem Feststoffanteil in der Größenordnung von 10-18, vor
teilhaft 12-18 Volumenprozent, eingestellt. Die Wasserzu
gabe erfolgt mit hoher Geschwindigkeit, so daß dadurch ein
zusätzlicher Wascheffekt entsteht. Dieses auch als Trans
portwasser zu bezeichnende Medium fließt anschließend ab.
Vorteilhaft werden somit die Schadstoffe praktisch verlust
frei unschädlich gemacht, und zwar ohne Notwendigkeit einer
Deponierung eines Restbestandteils.
Hierbei ist davon auszugehen, daß sich der überwiegende
Schadstoffanteil in Schlämmen im Feinstbereich mit hohem
Organikanteil, und zwar in einer Größenordnung unter <50 µm
befindet. Dieser Schadstoffanteil kann durch die Schlamm
vererzung günstig ausgeschieden und verarbeitet werden.
Das Verfahren wird in einer besonderen Ausgestaltung weiter
dadurch verbessert, daß die Masse des Schlicks mit den an
die Eisenerzpartikel angelagerten Schadstoffen durch ein
magnetisches Feld geführt wird, in welchem die magnetisier
baren Eisenerzpartikel mit den Schadstoffen herausgezogen
werden. Dadurch wird die Ausfällung aus den mineralischen
Bestandteilen maßgeblich verbessert. Hierbei liegt ein be
sonderes Merkmal darin, daß die mit den Eisenerzpartikeln
versetzte Schlickmasse einem magnetischen Feld in einem la
minaren Fließbett ausgesetzt wird. Allenfalls verbleibt die
Notwendigkeit einer Reinigung. Das laminare Fließbett stört
nicht den aufgeschlossenen Zustand der Masse.
In einer Anlage zur Durchführung des Verfahrens ist eine
Aufbereitungsanlage für kontaminierten Schlick mit Hilfe
einer Einführungsvorrichtung zur Zuführung von Eisenerzpar
tikeln in ein Eisenhüttenwerk mit wenigstens einem Hochofen
integriert.
Hierdurch ergibt sich im Rahmen des geschilderten Verfah
rens eine völlig neue Anlage mit Auswirkungen nicht nur im
Bereich der Schlick- oder Schlammverwertung, sondern auch
mit Einflüssen auf die Verhüttung von Eisenerzen.
In diesem Zusammenhang wird die Anlage nur beispielsweise
in einer vorteilhaften Ausgestaltung auf die hydraulische
Maschinen-Ausführung nach der oben erwähnten DE-OS
34 44 329 bezogen.
Die Anordnung eines oben erwähnten magnetischen Feldes kann
in Form von Permanentmagneten oder mit Elektromagneten vor
gesehen sein oder auch in Form einer Spule oder dergleichen,
was jeweils für den Regelbedarf oder eine erforderliche An
passung für einen Dauerbetrieb zweckmäßig bzw. günstig ist.
Dabei wird für die Anlage als vorteilhafte Ausführungsform
vorgesehen, daß mindestens zwei laminare Fließbetten für
die Schlickmassen vorgesehen und durch eine einstellbare
Schleuse, insbesondere an einen Durchgang für die Schlick
masse, wechselweise anschließbar sind. Hierdurch ist es
möglich, einen jeweils ausgeschalteten Zweig mit einem
Fließbett von magnetisch ausgefällten Massen zu reinigen.
In einer anderen zweckmäßigem Ausführung ist die das ma
gnetische Feld herstellende Magnetanordnung bandförmig und
umlaufend im Sinne der Fließrichtung ausgebildet und so an
geordnet, daß im Zusammenhang mit eingebauten Ein- und Aus
gangs-Stauvorrichtungen die ausgefällten Massen fortlaufend
abtransportierbar sind.
Im Zusammenhang mit einer umlaufen
den Ausführung wird beispielsweise auf die DE-OS 33 13 997
verwiesen.
Die Ein- und Ausgangs-Stauvorrichtungen sind praktisch nach
giebig gelagerte Sperren, durch welche fest an die Magnetan
ordnung gebundenes Material mitgezogen wird, während locker
darauf befindliches anderes Material in einem Fließbett wei
tergeführt wird. Dazu ist zweckmäßig auch ein entgegen der
Fließrichtung in Höhe der Sperren in das Material ein
stechendes Abscheidungsmesser vorgesehen, das in seiner
Neigung und Höhenlage einstellbar ist und dafür sorgt, daß
die mit den Magnetpartikeln vererzte Masse mit der Magnet
anordnung ausgetragen wird, während der Rest des Schlickes
im Fließbett weiterläuft. Vorteilhaft befindet sich daher
diese Magnetanordnung am Boden einer Grube des Fließbettes.
Hierin liegen spezielle Ausgestaltungen der erfindungsge
mäßen Anlage zur Durchführung des Verfahrens. Wesentlich
für die Anlage ist aber, daß sie zusätzlich zu obigen
Merkmalen eine Einführungsvorrichtung zur Zuführung von
Eisenerzpartikeln und wenigstens einen Hochofen hat und
eine Transportanordnung zwischen der Aufbereitungsanlage
und dem Hochofen vorgesehen ist. Für das Verfahren wird,
besonders unter obigen Gesichtspunkten, einbezogen, daß
die Eisenerzpartikel mit den Schadstoffen im Verhüttungs
verfahren Temperaturen über 1600°C ausgesetzt werden.
Dieses wird für wesentlich gehalten, weil hier ein Tempera
turbereich erreicht wird, in dem praktisch alle Schadstoffe
aufbrechen oder unschädlich gemacht werden.
Falls Schwermetalle in irgendeiner Verbindung diesem Vor
gang widerstehen, werden sie in der Aufschmelzung unter
höchsten Temperaturen ausgesetzt, so daß sie wenigstens
unschädlich gemacht und so in feiner Verteilung mit der
Schlacke dem Hochofen entnommen werden, zumal die Schwer
metalle schwerer als das Erz sind.
Überraschend ergibt sich daher ein Verfahren und eine An
lage, welche für eine Schlickaufbereitung einerseits bisher
nicht für möglich gehaltene Temperaturen erreichen und an
dererseits mit physikalischen, d. h. nicht chemisch wirken
den Zusatzstoffen, arbeiten, die nicht verloren sind, son
dern in ihrer normalen Verarbeitung die verunreinigenden
Schlicke durch Einspeisung in eine Schlickaufbereitungsanla
ge zu ihrer Vernichtung oder Neutralisierung mitnehmen.
Claims (10)
1. Verfahren zur Aufbereitung von kontaminiertem Schlick,
auch in Form schlammartiger Stoffe, insbesondere mit
Schwermetallbelastung, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schlick durch Wasserzugabe in eine Schlick-Suspension
gebracht und dieser Schlick-Suspension Eisenerzpartikel
zugeführt werden, die eine Anlagerung und Ausfällung
der Schadstoffe herbeiführen und das so entstehende Ge
misch aus Eisenerzpartikeln und Schadstoffen ausgetra
gen und einem Verhüttungsverfahren im Hochofen zuge
führt wird, in welchem die Erze erschmolzen und die
Schadstoffe durch die entstehende Hitze unschädlich ge
macht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
Eisenerzpartikel in einer Raummenge über ein Drittel
der Raummenge des Schlicks zugesetzt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
Eisenerzpartikel in der Größenordnung der fünffachen
Raummenge bezüglich des Schlicks zugesetzt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß durch die Wasserzugabe eine Suspension
mit einem Feststoffanteil in der Größenordnung von 10-
18, vorteilhaft 12-18 Volumenprozent, eingestellt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Masse des Schlicks mit den an die
Eisenerzpartikel angelagerten Schadstoffen durch ein
magnetisches Feld geführt wird, in welchem die magneti
sierbaren Eisenerzpartikel mit den Schadstoffen heraus
gezogen werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die mit den Eisenerzpartikeln versetzte Schlickmasse
einem magnetischen Feld in einem laminaren Fließbett
ausgesetzt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Eisenerzpartikel mit den Schad
stoffen im Verhüttungsverfahren Temperaturen über
1600°C ausgesetzt werden.
8. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Aufbereitungsanlage für kontaminierten Schlick mit Hilfe
einer Einführungsvorrichtung zur Zuführung von Eisenerz
partikeln in ein Eisenhüttenwerk mit wenigstens einem
Hochofen integriert ist.
9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die
Einführungsvorrichtung mindestens zwei laminare Fließ
betten für die Schlickmassen aufweist, die durch eine
einstellbare Schleuse an einen Durchgang für den Schlick
wechselweise anschließbar sind, und daß an den Fließbetten
eine Magnetanordnung vorgesehen ist.
10. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine
an der Einführungsvorrichtung ein magnetisches Feld her
stellende Magnetanordnung bandförmig und umlaufend im
Sinne der Fließrichtung ausgeführt ist und an der umlau
fenden Magnetanordnung Ein- und Ausgangs-Stauvorrichtun
gen angeordnet sind, durch welche an die Magnetanordnung
gebundenes Material austragbar ist.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE19863632661 DE3632661A1 (de) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | Verfahren zur aufbereitung von kontaminiertem schlick und anlage zur durchfuehrung dieses verfahrens |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19863632661 DE3632661A1 (de) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | Verfahren zur aufbereitung von kontaminiertem schlick und anlage zur durchfuehrung dieses verfahrens |
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1986
- 1986-09-26 DE DE19863632661 patent/DE3632661A1/de active Granted
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DE3632661A1 (de) | 1988-04-07 |
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