DE3743130A1 - Verfahren zur extraktion von schwermetallen aus belasteten boeden und vorrichtung zur gegenstrom-extraktion bei einem solchen verfahren - Google Patents
Verfahren zur extraktion von schwermetallen aus belasteten boeden und vorrichtung zur gegenstrom-extraktion bei einem solchen verfahrenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Extraktion
von Schwermetallen aus belasteten Böden. Sie bezieht sich
ferner auf eine Vorrichtung zur Gegenstrom-Extraktion der
Schwermetalle aus zu reinigenden, schwermetall-kontaminierten
Erden bei einem solchen Verfahren.
Durch Ablagerungen kommunaler oder gewerblicher Abfälle oder
durch Immissionen an Industriestandorten sind sogenannte Alt
lasten entstanden. Häufig ist dabei eine Gefährdung des Grund
wassers durch schwermetall-kontaminierte Böden gegeben. Dies
wird verstärkt durch eine pH-Wert-Absenkung in den Böden durch
saure Niederschläge und der dadurch verstärkten Mobilität der
Schwermetalle.
Die Erfassung der Altlasten und die Abschätzung des jeweiligen
Gefährdungspotentials stehen noch am Anfang. Die Techniken und
Verfahren zur Sanierung der Altlasten sind in den meisten
Fällen noch zu entwickeln.
Bisher beschränken sich die Maßnahmen überwiegend auf die Über
wachung der Sickerwässer und des Grundwassers. Vereinzelt
werden die Ablagerungen, von denen eine akute Gefährdung aus
geht, durch Dichtungswände eingekapselt oder abgeräumt und in
Abfallbeseitigungsanlagen entsorgt.
Durch die EP-B1-00 72 885 ist ein Verfahren zur Dekontaminierung
von natürlichen und technischen Schlämmen durch Behandlung der
Schlämme mit Mineralsäure bekannt, mit den weiteren Schritten:
Abtrennung des Feststoffanteils und Ausfällung der im Filtrat
gelösten Metalle mittels Calcium-Hydroxid. Im besonderen werden
bei diesem Verfahren die in der wässrigen Phase des gebildeten
Hydroxid-Niederschlages noch vorhandenen Cadmium-Spuren durch
Einleiten von CO2 und damit durch Einbau in das bei der Kohlen
säure-Einleitung entstehende Calcium-Karbonat (Calcit) elimi
niert. Dieses bekannte Verfahren ist auch beschrieben in der
Arbeit von G. Müller und S. Riethmeyer: "Chemische Entgiftung:
Das alternative Konzept zur problemlosen und endgültigen Ent
sorgung schwermetall-belasteter Baggerschlämme", veröffentlicht
in "Chemiker-Zeitung, 106. Jahrgang (1982) Nr. 7/8, Seiten 289
bis 292".
Bei diesem bekannten Verfahren sind die besonderen Eigenschaften
schwermetall-kontaminierter Böden nicht berücksichtigt.
Die wesentlichen Unterschiede zwischen Schlämmen und Böden sind
neben stark unterschiedlichen Partikelgrößenverteilungen die
Art des Schadstoffeintrags. Während bei Schlämmen die Schwer
metalle überwiegend aus der gelösten Phase sich fein verteilt
an die mineralischen und organischen Sedimente anlagern, wurden
in die Böden die Schadstoffe direkt über zum Teil wilde Indu
strieablagerungen oder über Immissionen in Form feinster Stäube
eingebracht.
Die Tatsache, daß die Schwermetalle bei Schlämmen auf die
Feinstfraktion konzentriert sind, geht beispielsweise hervor
aus der Arbeit von J. Werther, H.Träuscher und R. Hilligardt:
"Aufstromklassierung und maschinelle Entwässerung des Hamburger
Hafenschlicks", veröffentlicht in "Fachseminar Baggergut",
Hamburg 1984, Seiten 183 bis 202, ISSN 0177 bis 1191, siehe
insbesondere die Darstellung der Abbildungen 1 und 2 auf
Seite 185.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes
Verfahren anzugeben, mit welchem im kontinuierlichen Verfahren
eine Intensivreinigung kontaminierter Böden durchgeführt werden
kann und durch welches ein kompakter Aufbau der Behandlungssta
tionen ohne allzu großen Volumenbedarf und ein hoher Reinigungs
effekt erreichbar sind.
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe bei einem gattungs
gemäßen Verfahren durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1
angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
dieses Verfahrens sind in den Patentansprüchen 2 bis 8 ange
geben.
Gegenstand der Erfindung ist auch, wie eingangs angedeutet,
eine Vorrichtung zur Gegenstrom-Extraktion der Schwermetalle
aus zu reinigenden, schwermetall-kontaminierten Erden gemäß
Oberbegriff des Anspruchs 9 zur Durchführung des Verfahrens
nach Patentanspruch 1, mit welcher die Aufgabe der möglichst
intensiven kontinuierlichen Schwermetall-Extraktion bei spar
samem Säure- und Wasserverbrauch durch die im Kennzeichen des
Anspruchs 9 angegebenen Merkmale gelöst wird. Eine vorteilhafte
Weiterbildung dieser Vorrichtung nach Anspruch 9 ist im
Anspruch 10 angegeben.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile sind vor allem darin
zu sehen, daß sich, wie weiter unten noch erläutert, bereits
labormäßig hohe Reinigungsgrade erzielen lassen, die weit unter
halb der von der Klärschlammverordnung vorgegebenen Werte
liegen, und daß sich das neue Verfahren mit seiner Gegenstrom-
Extraktionsvorrichtung durch eine hohe Prozeßökonomie, d.h.
gute Ausnutzung der einzuspeisenden Säure- und Wassermengen,
auszeichnet.
Im folgenden werden das Verfahren nach der Erfindung sowie
seine Schwermetall-Extraktionsvorrichtung anhand der Zeichnung
noch näher erläutert, in welcher ein Ausführungsbeispiel und
zwei Diagramme dargestellt sind. Es zeigt:
Fig. 1 ein Diagrammfeld, in welchem anhand von neun kleinen
Einzeldiagrammen die Massen- und Schwermetallverteilung
für eine Bodenprobe aus Rodgau für Blei, Cadmium, Chrom,
Kupfer, Nickel, Quecksilber, Zinn und Eisen (in g/kg
bzw. mg/kg auf der Ordinatenachse) in Abhängigkeit von
der Partikelgröße (in µm auf der Abszissenachse)
aufgetragen sind;
Fig. 2 schematisch die vier aufeinander folgenden Verfahrens
stufen A "Magnetische Vorreinigung", B "Gegenstrom-
Extraktion", C "Hydroxidfällung und Entwässerung mit S/L-
Magneten" und schließlich D "Entsalzung mittels umge
kehrter Osmose". Es handelt sich dabei also um ein
Verfahrensschema der magnetisch-chemischen Schwermetall-
Extraktion aus mit Altlasten belasteten Böden;
Fig. 3 die Vorrichtung zur Durchführung der Verfahrensstufe B
nach Fig. 2 vergrößert im Detail sowie im Ausschnitt, und
Fig. 4 eine Tabelle aus welcher die Schwermetallgehalte in mg/kg
der noch unbehandelten Böden (erste Zeile) und der
gereinigten Erde (zweite Zeile) für die Metalle Cadmium,
Kupfer, Blei und Zink hervorgehen. Die dritte Zeile
zeigt die nach der Klärschlammverordnung zulässigen
Werte. Die Tabelle ist eine Grobdarstellung des im Labor
versuch erzielten Reinigungserfolges mit dem magnetisch-
chemischen Extraktionsverfahren nach der Erfindung.
Aus dem Diagrammfeld nach Fig. 1 erkennt man, daß die aus dem
belasteten Boden zu extrahierenden Schwermetalle auf alle Korn
größen des Bodens verteilt sind mit Häufungspunkten bei den
Fraktionen 25 µm und 1000 µm im Gegensatz zu den bei
Schlämmen gefundenen Kontenrationen bzw. Häufungen der Schad
stoffe bei der Feinstfraktion.
Anhand von Fig. 2 werden im folgenden die einzelnen Verfahrens
stufen A bis D des Verfahrens nach der Erfindung erläutert.
Magnetische Vorabscheidung des ferro- oder stark paramagneti
schen Anteils.
Je nach Verteilung der separierbaren Schadstoffe wird vor der
magnetischen Vorreinigung eine Klassierung in günstige Größen
fraktionen durchgeführt. Dabei sind die schematisch dargestell
ten Magnetscheider a 1 an die zu behandelnden Korngrößen anzu
passen. Die Magnetscheidung wird vorteilhaft naß durchgeführt,
da dann eine Trocknung des Bodens entfallen kann, die nach
folgenden Prozeßstufen (B, C, D) ebenfalls naß arbeiten und der
erzielbare Trenneffekt insbesondere bei Behandlung der Fein
fraktion größer ist. Der Hauptvorteil der magnetischen Vorrei
nigung ist im reduzierten Säureverbrauch bei der nachfolgenden
Extraktion und der damit verbundenen entsprechend geringeren
Salzlast im Boden und im Abwasser nach der Anwendung des
Gesamtverfahrens zu sehen.
Im einzelnen ist in Fig. 2, Teil A, ein Magnetscheider a 1 durch
eine rechteckige Umrißlinie angedeutet, und zwar handelt es
sich um einen Trommelscheider, der z.B. aus Hohlzylindern a 2
aufgebaut ist, welche abwechselnd aus Neodym-Eisen-Bor und
Weicheisen bestehen. Um die Hohlzylinder a 2 ist das Förderband
a 3 geschlungen, welches nur im Ausschnitt dargestellt ist. Der
von oben auf das Förderband gerichtete Zufuhrstutzen a E dient
zur Zuführung der kontaminierten Erde E 1, welche durch den Magnet
scheider a 1 in zwei Fraktionen aufgeteilt wird, das Schwermetall
konzentrat E 11, welches zum Abfuhrstutzen a A gelangt und die
andere Fraktion E 12, welche man als vorgereinigte Erde bezeich
nen kann und welche durch den Transferkanal a 4 der zur Durch
führung der Verfahrensstufe B dienenden, nachgeschalteten Vor
richtung zugeführt wird. Es ist zweckmäßig eine Klassierung der
kontaminierten Erde in mehr als zwei Fraktionen vorzunehmen. Im
labormäßigen Maßstab wurden nach Klassierung in drei Fraktionen
eine Grobfraktion mit Partikeln größer als 1 mm und die mitt
lere Fraktion mit Partikeln größer als 0,1 mm sowie kleiner als
1 mm behandelt. Der Reinigungserfolg war dabei erwartungsgemäß
beim Eisen am größten. Ausgehend von einem Eisengehalt von etwa
20 g/kg Erde bei der untersuchten Bodenprobe wurde der Eisen
gehalt in beiden Fraktionen auf etwa 3 g Eisen/kg Erde
reduziert. Die Aufkonzentrierung in der Fraktion mit einer
Korngröße größer als 1 mm auf etwa 150 g Eisen /kg Erde ist
recht gut. In der mittleren Fraktion wurde auf einen Eisen
gehalt von etwa 40 g Eisen/kg Erde aufkonzentriert.
Zusammenfassend ergibt sich für die Verfahrensstufe A nach
Fig. 2, daß vor der eigentlichen magnetischen Vorreinigung eine
Aufteilung in grob- bis feinkörnige Erdpartikel-Fraktionen
vorgenommen und erst dann die Magnetscheidung des ferro- oder
stark paramagnetischen Anteils der jeweiligen Fraktion durch
geführt wird, wobei es vorteilhaft ist, die Magnetscheider an
die Korngrößen der Erdpartikel-Fraktionen anzupassen.
Schwermetall-Extraktion mittels Mineralsäuren, bevorzugt
technischer Salzsäure
Hauptmerkmal dieses Verfahrensschrittes ist das Führen des
Säureflusses und der zu reinigenden Erde im Gegenstrom, wobei
die Säure zunehmend mit Schwermetallen beladen wird, die im
engen Kontakt mit dem Boden diesem entzogen werden. Diese
Verfahrensweise ermöglicht eine Minimierung des Wasser- und
Säureverbrauchs. Integriert in diese Verfahrensstufe ist auch
das Austreiben der Säure mittels Wasser, wobei das Waschwasser
mit konzentrierter Säure versetzt in dieser Stufe weiterver
wendet wird. Produkte der Gegenstrom-Extraktionsstufe sind die
gereinigte Erde und eine saure Flüssigkeit, die die Schwer
metalle in gelöster Form enthält.
Zur Erläuterung des Verfahrens im einzelnen sei zunächst auf
die Gegenstrom-Extraktionsvorrichtung nach Fig. 3 eingegangen.
Die schwermetall-kontaminierte Erde 1 wird über ein Förderband
2 dem Bandfilter 3 zugeführt. Das Bandfilter 3 wird über Stütz
rollen 4 im Kreis geführt. Der motorische Antrieb ist nicht
eingezeichnet. Durch eine Vielzahl von Sprühdüsen 5 in mehreren
Stufen I bis V wird die Erde in engen Kontakt zu dem Extrak
tionsmittel gebracht, das durch die Rohrleitung 9 zugeführt und
mit dem aus der Rohrleitung 8 stammenden Waschwasser gemischt
wird. Als Extraktionsmittel kommt z.B. Salzsäure HCl in
Betracht. In jeder Stufe I bis V wird nach dem Einwirken auf
die Erde die Flüssigkeit mittels Trichter 6 aufgefangen und
über Pumpen 7 der jeweils vorhergehenden Stufe zugeführt. In
der bezogen auf die Erde ersten Stufe I und bezogen auf die
Flüssigkeit letzten Stufe wird die mit Schwermetallen stark
angereicherte Säure über die Rohrleitung 10 abgezogen. Die
durch die Säurebehandlung von Schwermetallen weitgehend
befreite Erde 11 wird nach dem Auswaschen der Säure mittels
Waschwasser innerhalb der Stufe VI über ein Förderband 12 aus
getragen. Die Vorrichtung nach Fig. 3 weist mithin die folgenden
strukturellen bzw. konstruktiven Merkmale auf:
- - Ein umlaufendes Bandfilter 3 ist über Stützrollen 4 im Kreis geführt, wobei zumindest ein Teil der Stützrollen 4 als Antriebsrollen mit motorischem Antrieb ausgebildet ist.
- - Auf der Eintragsseite des Bandfilters 3 ist ein Förderband 2 für die kontaminierte Erde 1 mit seiner Austragsseite mündend angeordnet.
- - In Förderrichtung f 1 der auf dem Bandfilter 3 verteilten Erde 1 gesehen folgt eine Mehrzahl von Säurebehandlungsstationen I bis V aufeinander. Jede davon ist ausgerüstet mit mindestens einem oberhalb des Bandfilters angeordneten Sprühdüsenkopf 5 für die Säure, einer an den Sprühdüsenkopf 5 jweils ange schlossenen Säurezufuhrleitung und - unterhalb des Band filters 3 - mit Auffangtrichtern 6 für die durch die Erde 1 und das Bandfilter 3 nach unten tropfenden sauren Schwer metall-Lösung. Dabei sind die Auffangtrichter 6 über entspre chende Rohrleitungen 10.1 an die Saugseite von Förderpumpen 7 angeschlossen, deren Druckleitungen 10.2 jeweils Säurezufuhr leitungen für die vorhergehende Säurebehandlungsstation bilden. Die vom Auffangtrichter 6 der ersten Säurebehandlungs station I abgehende Rohrleitung 10 bildet die Austragleitung für die mit dem höchsten Gehalt an Schwermetallen beladene Säure.
- - An die in Bandförderrichtung f 1 gesehen letzte Säurebehand lungsstation schließt sich eine Spülstation VI an. Diese weist einen oberhalb des Bandfilters 3 angeordneten Sprü düsenkopf 5.1 auf und eine daran angeschlossene Spülwasser zufuhrleitung 8.
- - Ein unterhalb des Bandfilters 3 angeordneter Auffangtrichter 6 der Spülstation VI ist mit einer Förderpumpe 7 sowie Saug und Druckleitungen 10.1, 10.2 zur Rückführung des Säure- und schwermetall-beladenen Spülwassers zum Sprühdüsenkopf 5 der vorhergehenden Säurebehandlungsstation versehen.
In Verbindung mit Fig. 3 kann nun die Verfahrensstufe B nach
Fig. 2 erläutert werden: Die zu reinigende Erde 1 durchläuft
auf dem flüssigkeitsdurchlässigen, aber Partikel undurchlässigen
Förderband in Form eines Bandfilters 3 nacheinander mehrere
Säurebehandlungsstationen I bis V. In Fig. 2, Teil B ist aus
Platzgründen die Behandlungsstation II weggelassen. Innerhalb
dieser Säurebehandlungsstationen I bis V wird jeweils nach dem
Verfahren der Gegenstrom-Extraktion die durchlaufende Erdportion
von der Säure, z.B. 30%ige Salzsäure HCl durchtränkt. Dabei
werden die in der Erdportion enthaltenen Schwermetalle von der
Säure weitgehend aufgelöst, wobei die Schwermetall-Lösung von
den unterhalb des Förderbandes bzw. Bandfilters 3 angeordneten
Auffangbehältern 6 aufgefangen und im Gegenstrom zur Förder
richtung f 1 der Erde 1 in die jeweils vorhergehende Säure
behandlungsstation eingespeist wird bzw. dem Auffangbehälter 6
der ersten Säurebehandlungsstation I zur Weiterverarbeitung
entnommen wird. Dabei wird innerhalb oder benachbart zur
letzten Säurebehandlungsstation V die saure Schwermetall-Lösung
aus den Erdportionen mittels Spülwassers W ausgetrieben. Nach
dieser Säurewäsche (Stufe VI) wird dann die gereinigte Erde
durch den Auslaßstutzen b 3 nach unten ausgetragen. Mit b 1 und
b 2 sind die Zufuhrstutzen für Säure bzw. Wasser bezeichnet,
welche in den Behandlungsraum durch die Deckwand eines bei b 4
schematisch angedeuteten Gehäuses münden. Innerhalb der
Behandlungsstufen V und VI wird das Spül- bzw. Waschwasser W,
mit welchem die säure-behandelten Erdportionen zum Austreiben
der Säure gespült werden, mit der Säure der vorhergehenden
Behandlungsstation V versetzt und so den durch die vorher
gehende Behandlungsstation V durchlaufenden Erdportionen
zugeführt. Als Schwermetall-Lösungsmittel wird vorteilhafter
Weise, wie bereits angedeutet, technische Salzsäure verwendet.
Die Fällung der Schwermetalle aus der sauren Lösung erfolgt
durch die Zugabe von Lauge, bevorzugt von Kalkmilch. Die ent
stehenden eisenhydroxidhaltigen Schwermetallhydroxide sind
schwer zu entwässern. Die Entwässerung kann beispielsweise
mittels Plattenabscheidern und Kammerfilterpressen erfolgen,
als bevorzugte Technik wird hier aber die magnetische Ent
wässerung eingesetzt. Dabei kann die Zusammenführung von
schwermetallhaltiger Säure und Lauge im für die Flocculation
vorgesehenen Volumen der magnetischen Entwässerungsanlage
erfolgen.
Die schwermetallhaltige saure Lösung gelangt nach der Verfah
rensstufe B aus der entsprechenden Behandlungsstation über
einen Transferkanal b 5 zur magnetischen Entwässerungsstation c 1,
deren Gehäuse wieder schematisch als Rechteck bei c 2 angedeutet
ist, mit einem Laugen-Zufuhrstutzen c 3 an der Gehäuseoberseite
und mit einem Abfuhrstutzen c 4 für das Schwermetallkonzentrat IIC
(das Schwermetall-Konzentrat IA wurde durch den Stutzen a A der
Behandlungsstufe A abgeführt). Innerhalb der Verfahrensstufe
bzw. Behandlungsstation C wird der die gefällten Schwermetalle
enthaltenden Schlamm c 5, welcher durch Mischung der Schwer
metall-Lösung und der Lauge entstanden ist, bevorzugt konti
nuierlich einer Sedimentationszone c 6 zugeführt, innerhalb
welcher auf ihn außer den Gravitationskräften die magnetischen
Kräfte eines starken Gradienten-Magnetfeldes c 7 einwirken, so
daß die im Schlamm c 5 enthaltenen magnetisierbaren Partikel in
Richtung steigender magnetischer Feldstärke getrieben und zu
einem Sedimentkuchen c 8 verdichtet werden, welcher über eine
Austragzone c 9 aus dem Bereich des Gradienten-Magnetfeldes c 7
heraus nach außen gefördert wird. Im einzelnen erkennt man, daß
das Gemisch aus Schwermetall-Lösung und Lauge über die schema
tisch angedeutete Rohrleitung c 10 von unten und zentral über
entsprechende Leitvorrichtungen in die Sedimentationszone c 6
geleitet wird. Die zentrale Zufuhrzone wird konzentrisch und
koaxial umfaßt von mehreren, hier drei, Magnetspulen c 11, die
insbesondere zu supraleitenden Magneten gehören können. Im
einzelnen ist dieses Entwässerungsverfahren zusammen mit einer
geeigneten Durchführungs-Einrichtung in der älteren Anmeldung
P 37 03 777.3 vom 07.02.1987 desselben Anmelders erläutert.
Durch den Stutzen c 4 gelangt der entwässerte Schwermetallkuchen
nach außen, über den Transferkanal c 12 fließt das sich im
oberen Bereich der Sedimentationszone c 6 absetzende Salzwasser
mit Gefälle in die Verfahrensstufe bzw. Behandlungsstation D,
wo eine Entsalzung mittels umgekehrter Osmose durchgeführt
wird.
An Sanierungsorten, bei denen keine Einleitungsmöglichkeit für
salzhaltige Abwässer gegeben sind, ist eine Entsalzung des
Abwassers vorgesehen. Hierfür bietet sich das Verfahren der
umgekehrten Osmose mittels Membranen an. Die Aufkonzentrie
rung des Salzes soll dabei so hoch sein, daß sich ein Einsatz
des Salzkonzentrats als Auftaumittel lohnt. Außerdem wird der
Salzgehalt im Abwasser so weit verringert, daß dieses entsalzte
Wasser zur Spülung der Erde in der Prozeßstufe Gegenstrom-
Extraktion und zur nassen magnetischen Vorreinigung verwendet
werden kann. Damit ist ein nahezu geschlossener Wasserkreis
lauf möglich, so daß für das Gesamtverfahren kein zusätzliches
Wasser benötigt wird. Der Wassereintrag durch die anfänglich
feuchte Erde und durch die Säure und die Lauge ist dann gleich
dem Wasseraustrag durch die gereinigte Erde, die Schwermetall
konzentrate und das Salzkonzentrat.
Im einzelnen ist mit d 1 die Entsalzungsstation als Ganzes
bezeichnet, mit d 2 ihr Abfuhrstutzen am Gehäuseboden für das
Salzkonzentrat, mit d 3 die Membraneinrichtung im Inneren des
Gehäuses d 11 zur Durchführung der Osmose, an welcher eine
Leitung d 4 mit Pumpe d 41 eingangsseitig angeschlossen ist,
wobei auf der Druckseite der Pumpe d 41 noch mittels Leitung d 5
und Pumpe d 51 eine Rückspeisung des Salzkonzentrats erfolgt.
Diagonal-gestrichelt ist eine Membran d 31 symbolisiert; d 6 ist
der Abfuhrstutzen für das entsalzte Abwasser.
Im Labormaßstab wurde die Extraktion der Schwermetalle mittels
Salzsäure anschließend an die magnetische Vorreinigung (A) für
die einzelnen Fraktionen getrennt durchgeführt. Zusammen mit
der magnetischen Vorreinigung wurden 98% des Bleis und des
Cadmiums, 83% des Kupfers und 95% des Zinks extrahiert. Dadurch
wurden für alle Schwermetalle die Bodengrenzwerte nach der
Klärschlammverordnung unterschritten. Die Zahlenwerte sind in
Fig. 4 zusammengefaßt dargestellt. Die Ergebnisse zur magneti
schen Entwässerung sind in der vorerwähnten älteren Anmeldung
P 37 03 777.3 für die Entwässerung von Eisenhydroxid näher
beschrieben. Dabei wurde eine Erhöhung der anfänglichen Sedimen
tationsgeschwindigkeit für die Extraktion von Schwermetall
hydroxiden aus belasteter Erde um den Faktor 50 gefunden.
Claims (10)
1. Verfahren zur Extraktion von Schwermetallen aus belasteten
Böden, gekennzeichnet durch die folgenden
Schritte:
- a) Vor der magnetischen Vorreinigung der zu reinigenden Erde wird eine Aufteilung in grob- bis feinkörnige Erdpartikel- Fraktionen und sodann die Magnetscheidung des ferro- oder stark paramagnetischen Anteils der jeweiligen Fraktion durch geführt, wobei die Magnetscheider an die Korngrößen der Erd partikel-Fraktionen angepaßt werden;
- b) die zu reinigende Erde (1) durchläuft auf einem flüssig keitsdurchlässigen, aber partikel-undurchlässigen Förderband in Form eines Bandfilters (3) nacheinander mehrere Säure behandlungsstationen (I-V), innerhalb welcher nach dem Verfahren der Gegenstrom-Extraktion jeweils die durchlaufen de Erdportion von der Säure durchtränkt wird und die in ihr enthaltenen Schwermetalle von der Säure weitgehend aufgelöst werden, wobei die Schwermetall-Lösung von unterhalb des Förderbandes angeordneten Auffangbehältern (6) aufgefangen und im Gegenstrom zur Förderrichtung (f 1) der Erde in die jeweils vorhergehende Säurebehandlungsstation eingespeist bzw. dem Auffangbehälter (6) der ersten Säurebehandlungs station (I) zur Weiterverarbeitung entnommen wird und wobei innerhalb der oder benachbart zur letzten Säurebehandlungs station (V) die saure Schwermetall-Lösung aus den Erd portionen mittels Spülwassers (W) ausgetrieben und nach dieser Säurewäsche die gereinigte Erde entnommen wird;
- c) sodann werden die Fällung der Schwermetalle aus der sauren Schwermetall-Lösung durch Zugabe von Lauge und anschließend die Entwässerung der Salzlösung in einer Entwässerungsstation (C 1) durchgeführt, wobei zum einen das sedimentierte ent wässerte Schwermetall-Konzentrat (IIC) und zum anderen das übrig bleibende Salzwasser, gegebenenfalls zur Weiterver arbeitung, an je einem Auslaß (C 4, C 12) ausgetragen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Magnetscheidung im Naßverfahren
durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Spül- bzw. Waschwasser (W),
mit welchem die säurebehandelten Erdportionen zum Austreiben
der Säure gespült werden, mit der Säure der vorhergehenden
Behandlungsstation(en) (V bzw. I-V) versetzt und so den durch
die vorhergehenden Behandlungsstationen (I-V) durchlaufenden
Erdportionen zugeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß als Schwermetall-Lösungsmit
tel technische Sälzsäure verwendet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Fällung der Schwermetal
le aus der sauren Schwermetall-Lösung Kalkmilch Ca(OH)2 verwen
det wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Entwässerung auf magne
tischem Wege durchgeführt wird, in dem der die gefällten Schwer
metalle enthaltende Schlamm (C 5), bevorzugt kontinuierlich,
einer Sedimentationszone (C 6) zugeführt wird, innerhalb welcher
auf ihn außer den Gravitationskräften die magnetischen Kräfte
eines starken Gradienten-Magnetfeldes (C 7) einwirken, so daß
die im Schlamm enthaltenen magnetisierbaren Partikel in Rich
tung steigender magnetischen Feldstärke getrieben und zu einem
Sedimentkuchen (C 8) verdichtet werden, welcher über eine Aus
tragzone (C 9) aus dem Bereich des Gradienten-Magnetfeldes
heraus nach außen gefördert wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß das am Ausgang der
Entwässerungsstation anfallende Salzwasser, z.B. nach dem Ver
fahren der umgekehrten Osmose mittels Membranen, entsalzt wird,
wobei der Salzgehalt in der aufkonzentrierten Fraktion oberhalb
eines Minimalwertes eingestellt wird, der die Verwendung der
Fraktion als Auftaumittel gestattet.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Salzgehalt im entsalzten Abwasser
unterhalb eines niedrigen Maximalwertes eingestellt wird, der
die Verwendung des Abwassers zur Spülung der Erdportionen in
der Prozeßstufe (B) der Gegenstrom-Extraktion und in der
Prozeßstufe (A) der nassen magnetischen Vorreinigung gestattet.
9. Vorrichtung zur Gegenstrom-Extraktion der Schwermetalle aus
zu reinigenden, Schwermetall-kontaminierten Erden bei einem
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet,
- - daß ein umlaufendes Bandfilter (3) über Stützrollen (4) im Kreis geführt ist, wobei zumindest ein Teil der Stützrollen (4) als Antriebsrollen mit motorischem Antrieb ausgebildet ist;
- - daß auf der Eintragseite des Bandfilters (3) ein Förderband (2) für die kontaminierte Erde (1) mit seiner Austragseite mündend angeordnet ist;
- - daß in Förderrichtung (f 1) der auf dem Bandfilter (3) ver
teilten Erde (1) gesehen eine Mehrzahl von Säurebehandlungs
stationen (I-V) aufeinanderfolgen, jede davon ausgerüstet mit
mindestens einem Sprühdüsenkopf für die Säure oberhalb des
Bandfilters (3), einer an den Sprühdüsenkopf (5) angeschlos
senen Säurezufuhrleitung (9) und, unterhalb des Bandfilters
(3), mit Auffangtrichtern (6) für die durch die Erde (1) und
das Bandfilter (3) nach unten tropfende saure Schwermetall
Lösung, wobei die Auffangtrichter (6) über entsprechende
Rohrleitungen (10.1) an die Saugseite von Förderpumpen (7)
angeschlossen sind, deren Druckleitungen (10.2) jeweils
Säurezufuhrleitungen für die vorhergehende Säurebehandlungs
station bilden,
und wobei die vom Auffangtrichter (6) der ersten Säurebehand lungsstation (I) abgehende Rohrleitung (10) die Austrag leitung für die mit dem höchsten Gehalt an Schwermetallen beladene Säure bildet.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß an die in Bandförderrichtung (f 1) ge
sehen letzte Säurebehandlungsstation (V) sich eine Spülstation
(VI) anschließt, mit Sprühdüsenkopf (5.1) oberhalb des Band
filters (3) und daran angeschlossener Spülwasser-Zufuhrleitung
(8), und daß ein unterhalb des Bandfilters (3) angeordneter
Auffangtrichter (6) dieser Spülstation (VI) mit Förderpumpe (7)
sowie Saug-und Druckleitung (10.1, 10.2) zu Rückführung des
säure- und schwermetall-beladenen Spülwassers zum Sprühdüsen
kopf (5) der vorhergehenden Säurebehandlungsstation (V)
vorgesehen ist.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3936055A1 (de) * | 1988-11-02 | 1990-05-03 | Cabot Corp | Gewinnung von metallanteilen und fluorwasserstoffsaeure aus tantal-niobhaltigem abfallschlamm |
WO1996014553A1 (de) * | 1994-11-05 | 1996-05-17 | Lobbe Xenex Gmbh & Co | Vorrichtung zur bergung von im erdreich befindlichen explosiven gegenständen |
CN102319725A (zh) * | 2011-05-26 | 2012-01-18 | 中国矿业大学(北京) | 去除土壤中重金属的方法 |
CN105016591A (zh) * | 2015-07-20 | 2015-11-04 | 湖州吉昌丝绸有限公司 | 一种用于污泥的新型重金属修复剂 |
CN108941176A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-12-07 | 深圳市诚朗科技有限公司 | 一种土壤修复用的重金属洗脱装置 |
-
1987
- 1987-12-18 DE DE19873743130 patent/DE3743130A1/de not_active Withdrawn
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3936055A1 (de) * | 1988-11-02 | 1990-05-03 | Cabot Corp | Gewinnung von metallanteilen und fluorwasserstoffsaeure aus tantal-niobhaltigem abfallschlamm |
DE3936055C2 (de) * | 1988-11-02 | 2002-05-29 | Cabot Corp | Gewinnung von Metallanteilen und Fluorwasserstoffsäure aus tantal-niobhaltigem Abfallschlamm |
WO1996014553A1 (de) * | 1994-11-05 | 1996-05-17 | Lobbe Xenex Gmbh & Co | Vorrichtung zur bergung von im erdreich befindlichen explosiven gegenständen |
CN102319725A (zh) * | 2011-05-26 | 2012-01-18 | 中国矿业大学(北京) | 去除土壤中重金属的方法 |
CN105016591A (zh) * | 2015-07-20 | 2015-11-04 | 湖州吉昌丝绸有限公司 | 一种用于污泥的新型重金属修复剂 |
CN108941176A (zh) * | 2018-08-01 | 2018-12-07 | 深圳市诚朗科技有限公司 | 一种土壤修复用的重金属洗脱装置 |
CN108941176B (zh) * | 2018-08-01 | 2020-08-25 | 江苏众川生态环境有限公司 | 一种土壤修复用的重金属洗脱装置 |
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