VERWERTUNGSVERFAHREN FÜR MÜLL-, KLÄRSCHLAMM- UND SONDERMÜLLVERBRENNUNGSASCHE

Verwertungsverfahren für Müll-, Klärschlamm- und Sondeπαüllverbrennungsasehe

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von künstlichen Zuschlagstoffen für die Bauwirtschaft und für den Einsatz im untertägigen Berg- und Tunnel¬ bau durch Mischen von entsprechenden Aschen mit Ze¬ ment, Durchfeuchten mit Wasser, Verpressen und Aus¬ härten.

Die Verknappung natürlicher Vorkommen in Zusammenwir¬ ken mit der eingeschränkten Nutzung abbauwürdiger Vorkommen zur Gewinnung von Kies und Sand und als Zu¬ schlagstoff, aber auch die Verknappung des Deponie¬ raums für schadstoffhaltige Reststoffe aus Verbren¬ nungsanlagen, haben zu Überlegungen geführt, wie die feindispergierten Reststoffe bzw. Aschen aus solchen Anlagen in irgendeiner Form nutzbar gemacht werden können. Die genannten Verbrennungsrückstände bestehen - bis auf Spuren - hauptsächlich aus anorganischen Bestandteilen, deren Schadstofffrächt aus Metallen und Schwermetallen besteht, die sich in den Fil¬ terstäuben, Kesselaschen und im Granulat anreichern. Besonders diejenigen Verbrennungsrückstände sind von Interesse, die durch die thermische Behandlung bei Temperaturen von ~ 700°C entstehen, wobei von unter¬ geordneter Bedeutung ist, welches Verbrennungsver¬ fahren jeweils angewendet wurde. Diese Rückstände können ebenfalls Bestandteile aus der Rauchgasent¬ schwefelung beinhalten, da bei modernen Rauchgasrei¬ nigungsverfahren, wie z. B. der primären Entschwefe¬ lung im Brennraum, die Reststoffe als Gemisch aus Asche und Entschwefelungsprodukten anfallen.

Aus der DE-PS 35 39 264 ist ein Verfahren bekannt, bei dem die Steinkohlenflugasche in Form eines glasi¬ gen, kugeligen Feingutes mit hochfeiner Kohleasche aus der zirkulierenden Wirbelschichtverbrennung und Zement gemischt, mit Wasser durchfeuchtet und agglo¬ meriert wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, auch die hauptsächlich feindispergierten anfallenden Rest¬ stoffe aus der Verbrennung von Müll, Klärschlamm und Sondermüll aufzuarbeiten und dann verschiedenen Ein¬ satzgebieten zuzuführen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die aus einer Feuerung mit über 700°C Betriebstempe¬ ratur stammenden Aschen in Form von Filterstäuben, Kesselaschen und Granulat einzeln oder im Gemisch mit Portlandklinkern oder Portlandzement vermählen und dann unter Wasserzugabe von 0 - 20 %, bezogen auf den Feststoff, befeuchtet und agglomeriert werden, daß das Gemisch unter weiterer Wasserzugabe einem Abbin¬ deprozeß unterzogen und dann als Zuschlagstoff einge¬ setzt wird. Durch das gemeinsame Zerkleinern des Portlandklinker und der Aschen in den verschiedenen Formen wird eine sehr intensive Vermischung sichergestellt. Aus diesem aufbereiteten Mischgut werden in einem Agglomera¬ tionsprozeß durch Zugabe von feinverteiltem Wasser in besonders abgestimmten Wasser-Feststoff-Verhältnissen Agglomerate gebildet. Als Agglomerationsverfahren werden vorzugsweise diejenigen verwendet, die unter Einwirkung von Druck zu einer Verdichtung des Misch¬ gutes führen und auf diese Weise Agglomerate mit mög¬ lichst geringen Porositäten und hohen Rohdichten er¬ bringen. Derartige Agglomerate besitzen nach dem Kom- paktieren bereits eine ausreichend große Festigkeit und bleiben formstabil. Durch die Wasserzugabe vor der Agglomeration und die entstehende Reibungswärme bei der Verdichtung binden die Agglomerate durch die Bindemittelkomponente ab, wobei durch die intensive Vermischung der Ausgangskomponenten eine hohe Haftung der Reststoffe an der Bindemittelmatrix erreicht wird.

Nach einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die 1 - 90 Gew.-% Asche mit 10 - 95 Gew.-% Bindemittel gemischt und dann weiterverarbei¬ tet wird. Diese Lehre gibt die Möglichkeit, je nach Gegebenheiten, die geeigneten Bindemittelkomponenten mit den anorganischen Komponenten zusammenzustellen und so die Voraussetzungen für eine günstige Verar¬ beitung zu schaffen. Eine weitere zweckmäßige Ausbildung sieht vor, daß dem Gemisch von Asche und Bindemittel 10 - 50 Gew.-% weitere anorganische, nichtmetallische Stoffe (Kraft¬ werksasche) zugemischt wird. Hierdurch kann gezielt eine optimierte Kornverteilung des Ausgangsmischgutes sichergestellt werden. Gleichzeitig ist die Möglich¬ keit gegeben, auch weitere problematische RestStoffe so einzubinden, daß sie einer optimalen Verwertung zugeführt werden können.

Zu erwähnen ist noch, daß die Festigkeit der Agglome¬ rate durch die Reaktionsprodukte aus Bindemittel, Reststoffen und Wasser noch gesteigert wird, indem gemäß dem Hauptanspruch die Grünlinge bei weiterer Wasserzufuhr ausreichend lange gelagert werden. Diese Verfestigung der Agglomerate durch Hydratbildung führt weiterhin zu einer nochmaligen Verringerung der Porosität und gleichzeitig zu einer Verringerung der mittleren Porenradien der hergestellten Agglomerate. Das bei diesem feuchten Lagern anfallende überschüs¬ sige Wasser wird für die Benetzung des pulverförmigen Ausgangsmischproduktes weiterverwendet, so daß eine Umweltbelastung durch eluierte Schadstoffe minimiert, im Optimalfall durch den geschlossenen Kreislauf so¬ gar verhindert wird. Die Rezirkulation des mit eluierten Bestandteilen angereicherten Wassers führt zum Einstellen eines Gleichgewichts zwischen den Be¬ standteilen der Agglomerate und denen im verwendeten Wasser. Die Erfindung gibt die Möglichkeit, die abgebundenen Agglomerate soweit vorab zu untersuchen, daß auch Schwankungen in der Zusammensetzung der Ausgangskom¬ ponenten, insbesondere bezüglich der zu erwartenden Schadstofffrächt, gezielt von vornherein so verar¬ beitet werden, daß eine Auslaugung der Agglomerate minimiert wird. Die geringe Porosität und die kleinen mittleren Porenradien der Agglomerate führen vorteil¬ haft zu einer Immobilisierung der Schadstofffrächt, die sie zwangsweise aufgrund der Vorgaben mitführen.

Die Agglomerate reagieren durch die Bindemittelzugäbe und durch das Reaktionsprodukt Calciumhydroxid alka¬ lisch, so daß die pH-wertabhängige Auslaugung von Schwermetallen weiterhin vermindert wird. Vorteilhaft ist weiter, daß die Agglomerate optisch in beliebigen Formkörpern erzeugt werden können, wobei durch Zer¬ kleinerung und Siebung diese Agglomerate den Anforde¬ rungen bezüglich der Kornverteilung optimal ent¬ sprochen werden kann.

Um für den nachfolgenden Verarbeitungsprozeß optimale Oberflächen vorzugeben und auch, um ein günstiges Korngemisch sicherzustellen, sieht die Erfindung vor, daß die erhärteten Agglomerate gebrochen werden kön¬ nen und dann mit einem bindemittelhaltigen Mörtel oder Beton verarbeitet werden. Eine solche Verarbei¬ tung ist sowohl im obertägigen wie im untertägigen Bereich möglich, weil sich die erhärteten Agglomerate als optimale Zuschlagstoffe erweisen. Vorteilhaft ist schließlich, daß sich diese hydrau¬ lisch abgebundenen Agglomerate vorteilhaft in das Bindemittelsystem von Mörtel und Beton einfügen, ja, sie zeichnen sich sogar durch verbesserte Haftung an der Kontaktzone zur Bindemittelmatrix aus. Weiter vorn ist bereits darauf hingewiesen worden, daß auch weitere Reststoffe in die Ausgangsmischung eingear¬ beitet werden können, aus denen dann die Agglomerate erzielt werden. Es ist aber auch möglich, die erhär¬ teten Agglomerate zusammen mit Flotationsbergen oder anderen Reststoffen unter Tage, beispielsweise als Dammbaumaterial oder ähnlichem, einzusetzen.

Mögliche Einsatzgebiete zur Verwendung der Agglome¬ rate aus Müll-, Klärschlamm- und Sondermüllverbren- nungsrückständen sind die Bauwirtschaft und der un- tertägige Bergbau. Innerhalb der Bauwirtschaft können die Agglomerate als Zuschlag in Beton, Mörtel und Fertigprodukten eingesetzt werden.

Die Anwendung im untertägigen Bergbau erfolgt als Korn im Bergbaumörtel, als Hinterfüll- und Dammbau¬ stoff oder als Hohlraumverfüller, im bindemittelver¬ festigten Versatz oder in der Bruchhohlraumverfül- lung. Der Einsatz als Bestandteil der Masse zur Bruchhohlraumverfüllung ermöglicht es, ohne weitere Bindemittelzugabe die Agglomerate vorzugsweise mit Flotationsbergen oder anderen Abgängen des Bergbaus zu mischen und auf diese Weise dichte Massen zu er¬ zeugen, in denen isoliert voneinander Grobkörner mit immobiler Schadstofffrächt eingebracht werden können. Der Transport zum Einsatzort unter Tage findet hydro- mechanisch oder pneumatisch über zentrale Förderan¬ lagen statt. Bei dezentralen Förderanlagen erfolgt die Anlieferung des Fertiggemisches als Sackware, in bigbags oder ähnlichen Gebinden. Die Agglomerate kön¬ nen der hydromechanisehen Fernförderung beigegeben werden oder sie können in geschlossenen Systemen ebenso in den pneumatischen Förderanlagen transpor¬ tiert werden, in denen sie gleichzeitig als ver¬ schleißarmes Fegekorn dienen. Die Einbringung bzw. Endverarbeitung erfolgt dann aus dem Vorortsilo, ent¬ weder hydromechaniseh oder pneumatisch.