DE3943163C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Deponiefähige Erzeugnisse gemäß der Erfindung sind Haufwerke, welche an der Tagesoberfläche abgelagert, insbesondere auf Halden, auch auf Müllhalden entsorgt oder unter Tage in Form von Teil- oder Vollversatz verwendet werden können. Dabei kann das als Versatzmaterial dienende Erzeugnis nach der Erfindung als Blas- oder Schleuderversatz eingebracht werden.

Die Herstellung dieser Erzeugnisse erfolgt aus Ab­ gängen der Aufbereitung von Mineralien, Salzen und Brenn­ stoffen. Die Erfindung wird im folgenden anhand ihres bevorzugten Anwendungsgebietes der Stein­ kohlenaufbereitung näher beschrieben, bei der die feinkörnige Feststoffe enthaltenden Aufbereitungs­ abgänge hauptsächlich Feinstberge aufweisen.

Die den Ausgangsstoff in dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren bildenden Feinstberge befinden sich zunächst in einem fest-flüssigem Mischsystem als feste Phase, deren flüssige Phase überwiegend aus Prozeß­ wasser besteht. Derartige fest-flüssige Misch­ systeme fallen in Aufbereitungsanlagen bei der nassen Klassierung und der nassen Sortierung, ins­ besondere bei der Flotation zusammen mit Auf­ bereitungserzeugnissen an, denen sie vor dem Verkauf bzw. der Weiterverarbeitung entzogen werden müssen. Da fest-flüssige Mischsysteme dieser Art aufgrund der Vorschriften der Wasserbauämter nicht in die Vorflut abgestoßen werden dürfen, muß ihnen das Wasser entzogen werden, welches dann im Kreislauf der Aufbereitungsanlage wieder verwendet werden kann. Diese Trennung erfolgt fast ausschließlich mit mechanischen Verfahren, so daß die Erfindung in der Regel nicht auf thermisch abgetrennte Abgänge angewendet wird. Im allgemeinen werden dem erfindungsgemäßen Verfahren daher hauptsächlich Eindickerschlämme oder Filterkuchen z. B. von Bandfiltern zugrunde gelegt. Solche Abgänge sind im Gegensatz zu den groben und feinen Bergen von teigiger Konsistenz.

Da deshalb die dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrunde liegenden Abgänge nicht wie die groben und die feinen Berge deponiert und/oder versetzt werden können, werden sie bislang hauptsächlich in Schlammteichen zur weiteren Entwässerung gelagert bzw. zwischengelagert. Andere Weiterverarbeitungsverfahren bedienen sich der thermischen Trocknung und stellen damit z. B. aus den feinstkörnige Feststoffe hauptsächlich in Form von Feinstbergen aufhaltenden Abgängen einer Steinkohlenaufbereitungsanlage ballastreiche Brennstoffe her, welche zusammen mit Ballastkohle verbrannt werden. Die bekannten Verfahren dieser Art befriedigen jedoch nicht. Entweder belasten die bei der Trocknung entstehenden Stoffe die Umwelt oder die Entstaubungsanlage der Feuerungen. Auch sind diese Weiterverarbeitungsverfahren mit einem hohen Arbeits- und Energieaufwand verknüpft.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf einfache Weise die beschriebenen, feinstkörnigen Feststoffe und darunter hauptsächlich Feinstberge enthaltenden Aufbereitungsabgänge zu einem deponiefähigen Erzeugnis zu verarbeiten, das die Umwelt nicht belastet und auch keinen hohen Energieaufwand für seine Umarbeitung voraussetzt.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den Merkmalen des Anspruches 1. Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß der Erfindung wird zur Herstellung des deponiefähigen Erzeugnisses ein Mischverfahren vor­ geschlagen, mit dem den Abgängen ein Zuschlagstoff zugesetzt wird, welcher bei seinem anschließenden Abbinden Feststoffbrücken zwischen den Feinstbergen bildet, die aus dem erhärteten Zuschlagstoff be­ stehen. Dadurch werden Agglomerate gebildet, deren Größe im wesentlichen von der Art und Menge des Zu­ schlagstoffes abhängt, deren stoffliche Zusammen­ setzung aber im wesentlichen aus den feinstkörnigen Feststoffen, vorzugsweise von den Feinstbergen der umgearbeiteten Abgänge gebildet wird. Wenn man die Mischung vor ihrem Erhärten ausbreitet und danach aufbricht, entstehen unregelmäßig geformte Partikel, deren Konsistenz der von feinen und/oder groben Bergen ähnelt. Andererseits können die in der zweiten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens zu gewinnenden deponiefähigen Erzeugnisse auch auf Maschinen hergestellt werden, welche aus der Mischung Formkörper herstellen, die sich wie grobe oder feine Berge deponieren oder versetzen lassen.

Mit den Merkmalen des Anspruches 2 werden in dem erfindungsgemäßen Herstellungsprozeß hydraulische und nichthydraulische Zuschlagstoffe bzw. Stoffgemische eingeführt, die in überwiegendem Maße ihrerseits Abgänge aus anderen industriellen Prozessen darstellen. Insbesondere eignen sich Abgänge aus Rauchgasentschwefelungen von Kraftwerken für fossile Energieträger, darunter vor allem von Stein- und Braunkohle, aber auch Filteraschen aus derartigen Kraftwerken und aus der Müllverbrennung.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit seiner ersten Phase, d. h. der Vermischung mit dem vor­ zugsweise Feinstberge enthaltenden Abgang in dessen Gewinnung als Filterkuchen integrieren. Diese Aus­ führungsform der Erfindung ist Gegenstand des An­ spruches 3. Hierbei beeinflußt die Zumischung des Zuschlagstoffes zu den Feinstbergen vor der Filtration also vor der Bildung des Filterkuchens den Durchflußwiderstand des Filtrates, so weit in Abhängigkeit von der stofflichen Zusammensetzung und der Kornform sowie Kornverteilung des Zuschlag­ stoffes der Zuschlagstoff die entsprechenden Parameter des sich bildenden Filterkuchens bestimmt und davon der Porenraum im Filterkuchen abhängig ist. Deswegen läßt sich der Zuschlagstoff als Filterhilfsmittel einsetzen, welches die Filtrationsgeschwindigkeit und die Verdichtung des Filterkuchens günstig beeinflußt.

Diese Beeinflussung und der Filtration läßt sich mit dem Merkmal des Anspruches 4 vornehmen. Die darin vorgesehene Zumischung fester und trockener Zuschlagstoffe, wie z. B. Zement, kann in Mischtrommeln durchgeführt werden. Die so hergestellten Mischungen werden anschließend filtriert.

Eine andere Möglichkeit dieser grundsätzlichen Aus­ führungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist im Anspruch 5 wiedergegeben. Die hier vorgesehene Zumischung suspendierter Zuschlagstoffe läßt sich z. B. mit schlamm- bis teigartigen Gipsen aus der Rauchgasentschwefelung vornehmen, die in dieser flüssigen Form vom Kraftwerk bezogen werden können. Damit ist die sonst notwendige Filtration derartiger Gipse in die Gewinnung der Feinstberge einbezogen, ohne daß es erforderlich wäre, zunächst die Gipse zu entwässern, um sie dann wieder zu befeuchten.

Dieses grundsätzliche Verfahren gemäß der Erfindung, bei dem die Zuschlagstoffe in flüssiger Form den Feinstbergen zugesetzt werden, hat darüber hinaus den Vorteil, daß für die Mischung ver­ hältnismäßig einfache Vorrichtungen bzw. Maschinen, z. B. in Form von Mischdüsen ausreichen.

Im ganzen hat die Zumischung der Zuschlagstoffe vor der Filtration den Vorteil, daß nach der gemeinsamen Entwässerung der Zuschlagstoffe und der Feinstberge die Filtration zu einem schon festen, stückigen Filterkuchen geführt werden kann, der nach zum Stand der Technik gehörigen Verfahren bzw. Vorrichtungen zerteilbar ist, so daß nach der Aus­ härtung bereits ein stückiges deponiefähiges Er­ zeugnis vorliegt.

Die Erfindung ist jedoch auf ein derartiges Ver­ fahren nicht beschränkt. In der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens nach dem Anspruch 6 erfolgt die Zumischung der Zuschlagstoffe nach der Filtration bzw. nach dem Eindicken der vorzugsweise Feinstberge enthaltenden Abgänge und hat zur Folge, daß ein nennenswerter Anteil des verhältnismäßig hohen Restwassergehaltes des Abganges durch die Hydratation des Zuschlagstoffes verbraucht wird. Das beeinflußt die Aufwände, die für die Klärung des Prozeßwassers einer Aufbereitungsanlage getrieben werden müssen deshalb günstig, weil damit weniger Energie in der Klärung verbraucht wird.

Nach dem Anspruch 7 wird die mechanische Trocknung sehr weit getrieben. Die angegebenen Restwasser­ gehalte von 10% bis 30% haben aber den Vorteil, daß die Vermischung mit dem Zuschlagstoff die Verwendung von Knetern, z. B. Schneckenknetern zuläßt. Wenn man dagegen die Ausführungsform des erfindungs­ gemäßen Verfahrens nach dem Patentanspruch 8 bevor­ zugt, weil die mechanische Entwässerung hierbei weniger intensiv zu sein braucht, benötigt man für die Zumischung des Zuschlagstoffes andere Misch­ geräte bzw. -maschinen, z. B. Durchlaufmischer, wie sie für die Betonbereitung verwendet werden. In diesen Fällen bietet jedoch der hohe Restwasser­ gehalt des die Feinberge enthaltenden Auf­ bereitungsabganges den Vorteil, daß die Förderung mittels Betonpumpen in entsprechende Rohrverteiler erfolgen kann. Das Aushärten des Zuschlagstoffes kann dann auf Bändern erfolgen.

Insbesondere im letztgenannten Fall empfiehlt sich der Patentanspruch 9. Hierbei wird der zur Schnell­ härtung erforderliche Zusatz am günstigsten im Bereich des Rohrverteilers vorgenommen. Allerdings können derartige Hilfsmittel, welche das Aushärten beschleunigen, auch beim Einsatz von Knetern Ver­ wendung finden. Dabei benutzt man zweckmäßig den Ausgang des Kneters, der düsenförmig gestaltet sein kann, so daß sich ein oder mehrere Stränge formen lassen, die dann auf einem Band zum Aushärten ge­ bracht werden.

Nach dem Anspruch 10 können die Zuschlagstoffe auch stoffliche Komponenten enthalten, die normalerweise bei der Deponie eluiert werden. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß derart eluierbare Komponenten in dem durch Aushärten entstandenen erfindungs­ gemäßen, deponierfähigen Erzeugnis sicher einge­ schlossen werden. Damit lassen sich u. a. industrielle Abfälle, sowohl untertägig als auch über Tage gefahrenlos deponieren, welche eluierbare Komponenten enthalten.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung eines deponiefähigen Erzeugnisses aus Feinstberge enthaltenden Abgängen der Aufbereitung von Mineralien, Salzen und Brennstoffen, insbesondere aus Eindickerschlämmen oder Filterkuchen, dadurch gekennzeichnet, daß in einer ersten Stufe die Abgänge mit Zuschlagstoffen vermischt werden, welche in einer zweiten Stufe abbinden, und daß in der zweiten Stufe gebildete oder durch Aufbrechen der abgebundenen Mischung gewonnene Agglomerate als deponiefähiges Erzeugnis verwandt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zuschlagstoff Zement, Branntkalk, Gips, auch solche der Rauchgasentschwefelung, Filteraschen oder Mischungen der vorgenannten Stoffe verwendet werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschlagstoff als Filterhilfsmittel dem wasserhaltigen Aufbereitungserzeugnis vor der Hydratation zugesetzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß feste Zuschlagstoffe trocken zugesetzt und anschließend vermischt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschlagstoff suspendiert oder in flüssiger Form zugesetzt und dabei vermischt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschlagstoff nach der Filtration bzw. nach dem Eindicken dem Abgang zugesetzt und mit diesem vermischt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgang bis auf einen Restwassergehalt von 10% bis 30% getrocknet und mit dem Zuschlagstoff durch Kneten vermischt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgang bis auf einen Restwassergehalt zwischen 20% und 60% entwässert und mit dem Zuschlagstoff vermischt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Zumischen des Zuschlagstoffes ein Abbindebeschleuniger zugesetzt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß dem Abgang eine eluierbare Komponente zugesetzt wird bzw. in dem Abgang enthalten ist.

11. Verfahren nach Anspruch 1 und wenigstens einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Abbindebeschleuniger Wasserglas zugesetzt wird.