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DE10307780A1 - Verfahren zur Herstellung von Pellets aus Reststoffen für die Verwendung als alternative Baustoffe - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Pellets aus Reststoffen für die Verwendung als alternative Baustoffe Download PDF

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DE10307780A1
DE10307780A1 DE2003107780 DE10307780A DE10307780A1 DE 10307780 A1 DE10307780 A1 DE 10307780A1 DE 2003107780 DE2003107780 DE 2003107780 DE 10307780 A DE10307780 A DE 10307780A DE 10307780 A1 DE10307780 A1 DE 10307780A1
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Wolfgang Schwetlick
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Schwetlick Wolfgang Dr
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Schwetlick Wolfgang Dr
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Abstract

Nach der Erfindung werden aus Aschen und Schlacken aus der Verbrennung, aus Elektrofilterrückständen und Gießereisand durch Aufbereitung und Granulierung bzw. Pelletisierung Zuschlagstoffe für Baustoffe gewonnen.

Description

  • Angesichts der Knappheit natürlicher Ressourcen, den z.T. grossen Entfernungen zwischen Aufkommensort und Verwendung gewinnt der Einsatz von Reststoffen als Substitut zunehmend an Bedeutung. Bekannt ist das Recycling von Bauschutt. Der Bauschutt wird gemahlen und gesiebt. Bekannt ist auch der Einsatz von Reststoffen aus dem Bergbau für Bauzwecke.
  • Die chemischen und physikalischen Merkmale der einzelnen Reststoffe schliessen im Regelfall den direkten Einsatz der Reststoffe ohne Aufbereitung aus. Für die definierten Anwendungsgebiete dürfen Maximalgehalte für die chemische Zusammensetzung, z.B. der Freikalk- und der Schwefelgehalt, die Konzentration an Schwermetallen und das Eluatverhalten nicht überschritten werden. Auch für die physikalischen Eigenschaften sind je nach Einsatzbereich unterschiedliche, z.T. in Norm-Vorschriften geregelte Kriterien, Voraussetzungen, die nur unzulänglich eingehalten werden.
  • Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine zuverlässige und möglichst weitgehende Aufbereitung von Reststoffen für Baustoffe nutzbar zu machen. Dabei geht die Erfindung davon aus, daß die Reststoffe und Abfälle nach Aufbereitung pelletisiert/granuliert werden, um als Ersatzrohstoff für Baustoffe zum Einsatz kommen zu können. Anwendungsgebiete für die produzierten Pellets und Granulate sind die Herstellung von alternativen Halbfabrikaten in der Bausteinherstellung (Leichtgewichts-aggregate, körnige Zuschläge für die Herstellung von Fertigbeton) und der Strassenbau. Für diese Anwendung sind u.a. die folgenden physikalischen Kriterien zu beachten: die Korngrössenverteilung, die Oberfläche (gleichmässig, ungleichmässig, rund), die Druckfestigkeit, das Schüttgewicht und die Abriebfestigkeit. Diese physika lischen Eigenschaften werden durch Aufbereitungsvorgänge des Mischen und des Pelletieren positiv beeinflußt.
  • Vorzugsweise werden die Reststoffe und Abfälle aus den folgenden Gruppen von Reststoffen gewählt: Aschen und Schlacken aus Verbrennungsvorgängen, Elektrofilterrückstände, Schlacken und andere Nebenprodukte aus der Thermischen Behandlung von Eisen- und Nichteisenmetallen, der Keramik- und Steineherstellung sowie Giessereisande.
  • Zur Herstellung von Baustoffen in für die jeweilige Anwendung vorgegebener Spezifikation sind beim erfindungsgemässen Verfahren folgende Schritte vorgesehen:
  • 1. Festlegung der Spezifikation
  • Für die Herstellung der Pellets aus Abfällen und Reststoffen werden Standards festgelegt, die Minimumkriterien des Pellets bzw. des Granulats beschreiben. Alle Kriterien sind entweder chemische und/oder physikalische Kriterien
  • 2. Bestimmung der vollständigen chemischen Zusammensetzung der Einzelmaterialien für die Herstellung der Pellets
  • Beim erfindungsgemässen Verfahren muss zunächst die Zusammensetzung der jeweiligen Abfallmaterialien bestimmt werden. Vorzugsweise werden 95 bis 100%, insbesondere 95-98% der Inhaltstoffe der jeweiligen Abfallmaterialien bestimmt. Die einzelnen Abfallmaterialien werden im Hinblick auf die für die nachfolgende Verwendung kritischen Haupt- (Al2O3, CaO, Fe2O3, SiO2) und Nebenoxide (Na2O und K2O, MgO), Schwermetalle, Chloride, Cyanide, Phosphor und Schwefel sowie den Glühverlust untersucht.
  • Nach der Erfindung werden für die Materialien bestimmt:
    vorzugsweise 4 Haupt- und Nebenoxide, nämlich Aluminium, Calcium und Silizium und Natrium, noch weiter bevorzugt 7 Haupt- und Nebenoxide, nämlich Aluminium, Eisen, Calcium, Silizium, Kalium, Magnesium, und Natrium und höchst bevorzugt 10 Haupt- und Nebenoxide, nämlich Aluminium, Calcium, Eisen, Silizium, Kalium, Magnesium, Mangan, Strontium, Titan und Natrium,
    vorzugsweise 5 Schwermetalle, nämlich Arsen, Beryllium, Cadmium, Blei, Zink, noch weiter bevorzugt 10 Schwermetalle, nämlich Arsen, Beryllium, Cadmium, Chrom, Kupfer, Blei, Nickel, Selen, Thallium, Zink und höchst bevorzugt 16 Schwermetalle, nämlich Arsen, Beryllium, Cadmium, Barium, Blei, Bor, Chrom, Kupfer, Nickel, Mangan, Selen, Vanadium, Thallium, Titan, Zink, Zinn.
  • Die Bestimmung kann erfolgen nach anorganischen und organischen Kriterien und physikalischen Kriterien, nämlich nach Dichte, Trockensubstanz, spezifischem Gewicht, Korngrössenverteilung und Mohr'scher Härte. Vorzugsweise finden sowohl anorganische als auch organische Kriterien Anwendung, z.B. je 6 anorganische und organische Kriterien, nämlich Chlor, Schwefel und Fluor, Kohlenwasserstoffe, Phenol und PAK sowie 3 physikalische Kriterien, nämlich Trockensubstanz, spezifisches Gewicht und Glühverlust, vorzugsweise je 5 anorganische und organische Kriterien, nämlich Chlor, Fluor, Phosphor, Stickstoff, Sulfat und Schwefel sowie 5 physikalische Kriterien, nämlich Trockensubstanz, spezifisches Gewicht, Dichte, Korngrössenverteilung und Druckfestigkeit und noch weiter bevorzugt je 10 anorganische und organische Kriterien sowie 8 physikalische Kriterien, nämlich Trockensubstanz, spezifisches Gewicht, Schüttgewicht, Korngrösse, Mohr'sche Härte, Wasseraufnahme, Abriebfestigkeit, Frosttauwechselverhalten, Druckfestigkeit und Heizwert. Wenn die Zusammensetzung bereits bekannt ist, kann auf die Bestimmung verzichtet werden.
  • 3. Selektion potentiell geeigneter Materialien
  • Vorzugsweise werden in der Zusammensetzung hinreichend in ihrer Schwankungsbreite gleichbleibende Reststoffe ausgewählt. Praktisch sind in der Regel sich periodisch wiederholende Untersuchungen der Stoffe erforderlich, mit denen Schwankungen in der Zusammensetzung bestimmt werden. Vorzugsweise werden die massgeblichen chemischen und physikalischen Werte je Materialeingang bestimmt.
  • Von Vorteil ist, wenn Materialinformationen nach der Europäischen Abfallschlüsselklassifikation (EAK) vorliegen. Besonders hilfreich ist dafür eine Datenbank, in der Abfall-materialien nach EWC Schlüssel, Produzent, Art der Produktion und Prozess und den chemischen und physikalischen Merkmalen gespeichert sind. Die Vorauswahl geeigneter Materialien kann hiermit erheblich vereinfacht werden.
  • 4. Berechnung der Mischungskomponenten und des Fertigprodukts
  • Die Erreichung der chemischen und physikalischen Eigenschaften der Pellets gemäss Spezifikation setzt im Regelfall die Kombination verschiedener Reststoffe, den Einsatz von Bindemitteln, die physikalische Aufbereitung in Mischern zur Homogenisierung und zum Kornaufbau voraus. Die Stoffe werden aus den folgenden Stoffgruppen gewählt: Aschen und Schlacken aus der Verbrennung von Kohle und Holz, sowie aus der Verbrennung von Schlämmen, Restprodukte aus der Nichteisen- und Eisenherstellung und von Giessereisanden.
  • Die Hochrechnung des chemischen Gesamtgehalte der Mischung basiert auf der ermittelten Zusammensetzung der Einzelmaterialien. Der Bedarf an Additiven zur Reduktion des Eluatverhaltens kritischer Schwermetalle erfolgt unter zugrundelegen stöchiometrischer Kriterien – Bindungsform und Menge – einerseits, der Art und Menge der Einzelkompo-nenten in der Gesamtmischung andererseits. Die Berechnung der Mischungsverhältnisse der Reststoffe erfolgt auf der Basis der Chemie der Einzelmaterialien. und des in Versuchen ermittelten Bedarfs and Oberflächen- und Mischwasserbedarfs. Die Ermittlung des Bedarfs an Bindemittel erfolgt auf der Basis der Spezifikation, insbesondere der Druckfestigkeit des Endprodukts. Die Berechnung des Hydratisierungswasserbedarfs der Bindemittel erfolgt auf der Basis der Herstellerangaben. Je nach eingesetztem Zement werden zwischen 0,25% des Gewichts bis zu 0,55% des Gewichts an Wasser benötigt. Für puzzolanische Reststoffe sind die exakten Hydratisierungswassermengen für das einzelne Material in Versuchen zu ermitteln. Je nach Herkunft des Materials beträgt der Hydratisierungswasserbedarf zwischen 0,45% und 0,80% des Gewichts der Einzelmaterialien.
  • Zum Aufbau grösserer Pellets und/oder Granulate (grösser 15 mm Durchmesser) und zur Herstellung runder Pellets ist ein zusätzlicher Aufbau der Pellets in Granuliertrommeln oder Pelletiertellern erforderlich. Gegebenfalls müssen die Pellets zwischengetrocknet und dann in einem weiteren Aufbauprozess auf die endgültige Grösse gebracht werden.
  • Der Oberflächen- und der Mischwasserbedarfs bei der Vermischung der Komponenten in der Mischanlage oder beim Aufbau der Pellets ist für die Reststoffe gemäss EWC Code Klassifikation in Versuchen ermittelt und wird dann für die Berechnung zugrundegelegt. Der Oberflächenwasserbedarf beträgt Idealerweise zwischen 6% bis zu 25% bezogen auf die hochgerechneten Werte der Einzelkomponente, der Mischwasserbedarf zwischen zusätzlichen 3 bis zu 8% bezogen auf die Gesamtmischung.
  • Die physikalischen Eigenschaften werden ebenfalls berechnet. Das spezifische Gewicht des Endprodukts kann für die Einzelkomponenten ermittelt werden. Die Druckfestigkeit des gesamten Pellets ist eine Funktion der Mohr'schen Härte der Einzelmaterialien, der Korngrössenverteilung der Mischungskomponenten und der Art und Menge des beigefügten Zement und/oder der puzzolanischen Reststoffe.
  • Idealerweise entspricht die Korngrössenverteilung der Einzelkomponenten der Fuller-Kurve. Der Zementbedarf zur Erreichung einer Mindestdruckfestigkeit der Pellets von 40 Nmm2 beträgt zwischen 3% bis zu 9%, idealerweise 5% bezogen auf das Gesamtgewicht des Pellets.
  • 5. Produktspezifischer Misch- und Pelletierprozess
  • Die Dosierung und die Reihenfolge der Dosierung der Mischungskomponenten, die Umdrehungsgeschwindigkeit des Mischers und massgeblicher die Wirblergeschwindigkeit gemessen in Umdrehung pro Minute (upm) und die Mischungs- und Pelletierzeit müssen ebenfalls auf das jeweilige Endprodukt abgestimmt werden. Oberfläche, Dichte und Druckfestigkeit werden von diesen Parametern beeinflusst.
  • Grundsätzlich können Pellets bis zu einer Grösse von 15 mm in Batch-Mischern hergestellt werden. Die durchschnittliche Mischzeit beträgt mindetens 3 Minuten maximal 6 Minuten, vorzugsweise 4,5 Minuten.
  • Die Umdrehungsgeschwindigkeit des Wirblers/Mischers während des Mischungsablaufs ist nach den drei grundsätzlichen Phasen zu unterscheiden, der Vormischungsphase (Phase 1), in der die Mischungskomponenten vermischt und homogenisiert werden, der Dosierphase für Flüssigkeiten (Phase 2) und die Aufbauphase des Pellets (Phase 3).
  • Für die Phase 1 beträgt bei trockenen Mischungskomponenten die Umdrehungsgeschwindigkeit des Wirblers/Mischers mindestens 200, maximal 300 Umdrehungen pro Minute. Bei tixotrophen Mischungskomponenten, z.B. Schlämmen aus der Abwasserreinigung ist der Energieeintrag im ersten Drittel der Vermischungsphase wesentlich zu reduzieren. Die übliche Wirbler-Umdrehungsgeschwindigkeit beträgt minimal 80 Umdrehungen pro Minute, maximal 120, Idealerweise 100 Umdrehungen/Minute. Üblicherweise beträgt die Dauer der Vormischungsphase 30%, idealerweise 33%, maximal 40% bezogen auf die Gesamtmischzeit. Additive zur Veränderung des Eluatverhaltens werden in Phase 1 zugegeben. Es handelt sich um Reduktionsmittel und Additve zum Ausfällen von Schwermetalle.
  • Die Dosierung der Flüssigkeiten in der Phase 2, im Regelfall Wasser, erfolgt in Teilmengen mit in der Dosierung abnehmenden Prozentanteilen. Die Berechnung der einzelnen Wassermengen ist in Pkt. 3 erläutert. In Phase 2 werden auch zusätzliche zur Gestaltung der Porosität geeignete Additive, wie z.B. Schäummittel zudosiert. Die Umdrehungsgeschwindigkeit des Wirblers beträgt minimal 600 Umdrehungen pro Minute, maximal 900, idealerweise 750. Für die letzten 20% bis 35% der Mischzeit, der Aufbauphase, wird die Wirblergeschwindigkeit auf minimal 150 und maximal 300 Umdrehungen/Minute, idealerweise auf 225 Umdrehungen reduziert.
  • Zur besseren Kontrolle des Mischprozesses sind die Mischer mit Feuchtigkeits- und Temperaturmessgeräten ausgestattet. Die Mischer müssen mit Systemsteuerungen ausgestattet sein, die eine komputergestützte Steuerung der Dosierung der Einzelkomponenten sowie variable Geschwindigkeiten und Mischabläufe erlauben. Nur damit sind die hohe Reproduzierbarkeit und der weitgehende automatisierte Betrieb der Anlagen möglich.
  • Der Aufbau grösserer Pellets bedingt den Einsatz von Granuliertrommeln und/oder Pellettiertellern. Auch die Herstellung von Pellets mit regelmässiger runder Oberfläche machen eine Nachbearbeitung in Granuliertrommeln und/oder Pelletiertellern erforderlich. Die vorgemischten Materialien werden nach Korngrössen separiert und unter Zugabe weiterer Feuchtigkeit zur Endgrösse aufgebaut. Pellets mit zu kleinem Umfang werden in den Prozess zurückgeführt. Zu grosse Pellets werden aussortiert, gebrochen und wieder in den Prozess zurückgeführt. Der Anteil des Wasserbedarfs zum weiteren Aufbau der Pellets in der Granuliertrommel oder im Pelletierteller beträgt minimal 8%, maximal 15%, Idealerweise 12% bezogen auf den Gesamtwasserbedarf. Die Aufbauzeit in der Granuliertrommel bzw. auf dem Pelletierteller beträgt zwischen 5 Minuten und 8 Minuten. Die Umdrehungsgeschwindigkeit beträgt zwischen 12-18 Umdrehungen/min bei Granuliertrommeln, bei Pelletiertellern zwischen 3-15 Umdrehungen/min.
  • Die erfindungsgemäßen Pellets und Granulate werden vorzugsweise als Zuschlagstoffe für Betonsteine oder Beton oder als Baustoff für Tragschichten von Verkehrswegen einschließlich Schienenwegen verwendet.
  • Alle Prozentangaben sind Volumensprozente.
  • Beispiel 1
  • Herstellung von Leichtgewichtsaggregaten
  • Die chemischen und physikalischen Kriterien der Papierschlammverbrennungsasche sowie der Steinkohlenverbrennungsasche werden hinsichtlich der Hauptoxide Al2O3, CaO, Fe2O3 und SiO2, der Nebenoxide MgO, Na2O und K2O, der Schwermetalle Be, Cd, Hg, Tl, Cr gesamt, Pb und Zn, sowie der Anorganika Chlor, SO3, Schwefel und der physikalischen Kriterien spezifisches Gewicht, Trockensubstanz und Hydratisierungswasserbedarf bestimmt.
  • Dann werden 32,75 kg Papierschlammverbrennungsasche und 15,25 kg Steinkohlenflugasche und 6,5 Liter Wasser werden in der Mischphase 1 mit einem Trommelmischer mit Wirbler bei einer Wirblergeschwindigkeit von 250 upm für 2 Minuten miteinander vermischt. In der Mischphase 2 werden 4,5 kg Portlandzement CEM I 32,5 und weitere 1,5 Liter Wasser zugefügt und 1,5 Minuten bei 350 upm Wirblergeschwindigkeit gemischt. In der Mischphase 3 wird die Wirblergeschwindigkeit auf 150 upm verringert und während der Mischzeit von 3 Minuten in zwei Teilmengen je 0,5 Liter Wasser zugefügt. Das entstandene Granulat von durchschnittlich 4 mm und einer Korngrössenverteilung von 0,25-6,5 mm wird über ein Sieb in die Fraktionen kleiner 4 und grösser 4 mm getrennt. Die Granulate kleiner 4 mm werden in den nächsten Mischer-Batch zurückgeführt, die Granulate über 4 mm in eine Granuliertrommel mit 70 cm Durchmesser und 3,50 Länge gefördert.
  • In der Granuliertrommen werden zusätzlich 1,5 kg Papierschlammverbrennungsasche dosiert und 0,75 kg Wasser zum weiteren Kornaufbau fein verteilt. Die Umdrehungsgeschwindigkeit der Granuliertrommel beträgt 7 Umdrehungen/Minute, die Granulierzeit 7,5 min. Die entstandenen Pellets werden vorgetrocknet und nach den Korngrössenklassen kleiner 6 mm, 6-8 mm und grösser 8 mm ausgesiebt. Die Pellets kleiner 6 mm werden in die Granuliertrommel zurückgeführt, die Pellets zwischen 6-8 mm für den späteren Einsatz zwischengelagert, die Pellets grösser 8 mm gebrochen und ebenfalls für den späteren Einsatz gelagert.
  • Beispiel 2
  • Herstellung von Granulaten für den Deponistrassenbau
  • Die chemischen und physikalischen Kriterien von Kesselrostaschen aus der Kohleverbrennung und von Schlacken aus Müllheizkraftwerken von Giessereisanden und Filterstäuben aus der Aufbereitung von Giessereisand sowie Klärschlammverbrennungsaschen werden hinsichtlich der Oxide Al2O3, CaO, Fe2O3, SiO2 und Na2O, der Schwermetalle As, Be, Cd, Cu, Mn, Ni, Pb, Se, Tl, V und Zn sowie der Anorganika Chlorid und Schwefel und den physikalischen Kriterien spezifisches Gewicht Schüttgewicht, Mohr'sche Härte und Korngrössenverteilung bestimmt.
  • Dann werden 22,75 kg Kesselrostasche aus der Kohleverbrennung, 11,75 kg Schlacke aus einem Müllheizkraftwerk, 60 kg Giessereisand, 21,5 kg Filterstaub aus der Giessereisandaufbereitung, 32,5 kg Klärschlammverbrennungsasche und 35 Liter Wasser werden in der Mischphase 1 mit einem Trommelmischer mit Wirbler bei einer Wirblergeschwindigkeit von 250 upm für 3 Minuten miteinander vermischt. In der Mischphase 2 werden 14,5 kg Hochofenzement CEM II 32,5 und weitere 4,5 Liter Wasser zugefügt und 1,5 Minuten bei 350 upm Wirblergeschwindigkeit gemischt. In der Mischphase 3 wird die Wirblergeschwindigkeit auf 150 upm verringert und während der Mischzeit von 3 Minuten in zwei Teilmengen je 1,5 Liter Wasser zugefügt Das entstandene Granulat von durchschnittlich 4 mm und einer Korngrössenverteilung von 2-10 mm wird über ein Sieb in die Fraktionen kleiner 5 und grösser 5 mm getrennt. Die Granulate kleiner 5 mm werden in den nächsten Mischer-Batch zurückgeführt, die Granulate über 5 mm in einen Pelletierteller mit 3,50 m Durchmesser gefördert.
  • Im Pelletierteller werden zusätzlich 10 kg Hochofenzement CEM II 32,5 und 4,5 Liter Wasser zudosiert. Die Umdrehungsgeschwindigkeit des Pelletiertellers beträgt 12 Umdrehungen/Minute, die Pelletierzeit durchschnittlich 7,5 min. Die entstandenen Granulate werden aus dem Pelletierer in den Überlauf gefördert und zur Trocknung und in das Zwischenlager verbracht.
  • Beispiel 3
  • Herstellung von Vegetationssubstraten
  • Die chemischen und physikalischen Kriterien von Kesselrostaschen aus der Kohleverbrennung Giessereisanden und Schlämmen aus der kommunalen Abwasser-reinigung sowie Klärschlammverbrennungs-aschen werden hinsichtlich der Oxide Al2O3, CaO, Fe2O3, SiO2 und Na2O der Schwermetalle As, Cd, Cu, Ni, Pb und Zn sowie der Anorganika Chlorid, Phosphor, Stickstoff und Schwefel und den physikalischen Kriterien spezifisches Gewicht, Schüttgewicht, Trockensubstanz und Korngrössenverteilung bestimmt.
  • Dann werden 24,75 kg Kesselrostasche aus der Kohleverbrennung, 40,5 kg Giessereisand 72,5 kg Klärschlamm 22,5 kg Klärschlammverbrennungsasche und 0,5 kg Absorber werden in der Mischphase 1 mit einem Trommelmischer mit Wirbler bei einer Wirblergeschwindigkeit von 100 upm für 3 Minuten miteinander vermischt. In der Mischphase 2 werden, 10,5 gemahlene Kesselrostasche zwischen 2-5 mm und 1 kg Düngesubstrat zugefügt und 1,5 Minuten bei 150 Umdrehungen/Minute Wirbler-geschwindigkeit gemischt. In der Mischphase 3 werden 14,5 kq Portlandzement CEM I 32,5 zugefügt und bei einer Wirblergeschwindigkeit von 150 Umdrehungen/Minute weitere 3 Minuten gemischt. Die entstandenen Substrate werden nach den Korngrössen kleiner 4 mm und grösser 4 mm getrennt. Die Substrate kleiner 4 mm werden in den nächsten Mischer-Batch zurückgeführt, die Substrate über 4 mm in einen Pelletierteller mit 2,50 m Durchmesser gefördert.
  • Im Pelletierteller werden zusätzlich 10 kg Klärschlammverbrennungsasche und 8,5 Liter Wasser zudosiert. Die Umdrehungsgeschwindigkeit des Pelletiertellers beträgt 8 Umdrehungen/Minute die Pelletierzeit durchschnittlich 7,5 min. Die entstandenen Substrate werden getrocknet und dann für die weitere Verwendung gelagert.

Claims (12)

  1. Verfahren zur Herstellung von Baustoffen aus Abfallstoffen und Reststoffen, gekennzeichnet durch a) die Auswahl von Reststoffen und Abfallstoffen aus folgender Gruppe: Aschen aus der Verbrennung von Kohle, Öl, Holz und der Verbrennung von Schlämmen aus der Abwasserreinigung, Elektrofilterrückstände aus der Eisen- und Nichteisenherstellung, sowie aus der Keramik, Kalk-, Steine- und Zementherstellung sowie Gießereisande b) von den Reststoffen und Abfallstoffen Bestimmung von mindestens folgenden Oxiden Aluminium, Eisen und Silizium, vorzugsweise von mindestens folgenden weiteren Oxiden Calcium, Natrium und Kalium, noch weiter bevorzugt von mindestens folgenden noch weiteren Oxiden Magnesium, Mangan, Strontium und Titan. c) von den Reststoffen und Abfallstoffen Bestimmung von mindestens folgenden Schwermetallen Cadmium, Chrom, Blei, Kupfer und Quecksilber. Vorzugsweise Bestimmung von mindestens folgenden weiteren Schwermetallen Nickel, Selen, Zink. Noch weiter bevorzugt Bestimmung von mindestens folgenden noch weiteren Schwermetallen Titan, Vanadium und Zinn. d) zur Einbindung und Umwandlung der unter b) und c) genannten Inhaltsstoffe auf das zulässige Maß Beimischung von Stoffen aus der Gruppe Reduktionsmittel und Mitteln zur Ausfällung von Schwermetallen e) und/oder zur Herstellung von Granulat oder Pellets die Beimischung von Bindemitteln und von Schlackenaus der Verbrennung und industriellen Prozessen f) Einstellung des freien Flüssigkeitsanteiles der Stoffmenge auf 11 Vol% bis 28 Vol% von der Stoffmenge g) Mischen der Stoffmenge, wobei eine Erwärmung der Stoffmenge erfolgt g) Herstellung von Granulat und/oder von Pellets aus der erwärmten Mischung
  2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Bestimmung der Oxide und Schwermetalle nach mindestens folgenden anorganischen Kriterien Chlor, Fluor, Schwefel, vorzugsweise nach folgenden weiteren anorganischen Kritieren Phospor, Sulfat noch weiter bevorzugt nach folgenden noch weiteren anorganischen Kriterien Stickstoff, Cyanide und/oder nach mindestens folgenden organischen Kriterien Kohlenwasserstoffe, PAK und Phenol vorzugsweise nach folgenden weiteren organischen Kriterien PCB und Dioxin noch weiter bevorzugt nach folgenden noch weiteren organischen Kriterien Mineralöl und chlorierte Kohlenwasserstoffe.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Umdrehungsgeschwindigkeiten des Wirblers von mindestens 150/Minute, vorzugsweise von mindestens 300, noch weiter bevorzugt von mindestens 250 Umdrehungen/Minute wobei die Mischzeit beträgt vorzugsweise mindestens 3 min noch weiter bevorzugt mindestens 10 min höchst bevorzugt mindestens 4,5 min wobei die erste Mischzeit von der Gesamtmischzeit beträgt Vorzugsweise 30 % noch weiter bevorzugt 35 %
  4. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Die Zumischung von Flüssigkeit, vorzugsweise von Wasser als Hydratisierungsmittel, bis zum gewünschten Flüssigkeitsgehalt, in einer ersten Mischphase und die Zumischung von Additiven, vorzugsweise von Zement als Bindemittel und von Schäummitteln, in einer zweiten Mischphase.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirblerumdrehungsgeschwindigkeit in der ersten Mischphase mindestens 200, vorzugsweise 500, noch weiter bevorzugt 250 Wirblerumdrehungen/ Minute,
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gemischten Stoffe in die Granuliereinrichtung oder die Pelletiereinrichtung dosiert werden. Die Umdrehungsgeschwindigkeit des Pelletiertellers beträgt mindestens 12 Umdrehungen/Minute vorzugsweise mindestens 30 Umdrehungen/Minute noch weiter bevorzugt mindestens 15 Umdrehungen/Minute.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Verwendung von Pelletiertrommel und/oder Pelletiertellern und/oder Pelletpressen zum Pelletieren und/oder Pressen zur Erzeugung von Materialsträngen und deren Granulieren
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Pelletiertellern und Granuliertrommeln Wasser als Bindemittel zugegeben wird, wobei der Wasseranteil am Feuchtigkeitsanteil beträgt mindestens 5 Vol% vorzugsweise mindestens 15 Vol% noch weiter bevorzugt mindestens 12 Vol%, wobei die Pelletier-/Granulierzeit beträgt vorzugsweise 5 min noch weiter bevorzugt 7,5 min wobei die Umdrehungsgeschwindigkeit der Granuliertrommel beträgt vorzugsweise 5 bis 12 Umdrehungen pro Minute bei einem Trommeldurchmesser von 1,50 m bis 3,00 m und einer Länge von 3,50 m bis 10 m wobei die Umdrehungsgeschwindigkeit des Pelletiertellers beträgt vorzugsweise 12 bis 18 Umdrehungen pro Minute bei einem Tellerdurchmesser von 2,50 bis 5 m.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch den Einmischung des Granulats und der Pellets in die Einsatzmischung von Bausteinen und Beton sowie in Tragschichten von Verkehrswegen, wobei der Zementanteil beträgt von 3 Vol% bis 8,5 Vol%, vorzugsweise 5 Vol% bis 8 Vol% von der Gesamtmenge.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Zementanteil beim Einsatz puzzolanischer Reststoffe und Abfallstoffe um das Zementäquivalent der Puzzolanität der Reststoffe und Abfallstoffe verringert wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch die Verwendung von Pellets und/oder Granulat mit einer Korngröße von 0,5 mm bis 12 mm, vorzugsweise von 0,05 bis 14 mm mit einer Verteilung nach der Fuller-Kurve.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, gekennzeichnet durch die Herstellung von Pellets und Granulat mit einer Härte von Vorzugsweise 20 N/mm2 bis 50 N/mm2 noch weiter bevorzugt von 20 N/mm2 bis 45 N/mm2.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007096671A1 (en) * 2006-02-21 2007-08-30 University Of Greenwich Production of secondary aggregates
WO2008025110A1 (en) * 2006-08-31 2008-03-06 Universidade Federal De Minas Gerais Process for preparing a binder composition, binder and process for obtaining products that use said binder
WO2008049642A3 (en) * 2006-10-27 2008-08-21 Geodur Internat Ag Improvements relating to residues
CN114405509A (zh) * 2022-01-13 2022-04-29 攀枝花学院 镍掺杂含钛高炉渣光催化材料及其制备方法
DE102023204198A1 (de) * 2023-05-05 2024-11-07 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Karbonisathaltige Granulate und deren Herstellungsverfahren sowie Verwendung

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3919011A1 (de) * 1989-06-10 1990-12-20 Neunkirchen Ziegelwerk Verfahren zur wiederverwertung von staub- oder schlammfoermig anfallendem sonderabfall
DE4200533A1 (de) * 1991-01-24 1992-07-30 Rheinische Braunkohlenw Ag Verfahren zum behandeln von abfaellen
DE19520651A1 (de) * 1995-06-09 1996-12-12 Dieter Dr Ing Fuenders Verfahren zur Verwertung und Entsorgung von Klär- bzw. Wasserwerksschlämmen
DE19815205C2 (de) * 1997-04-05 2000-04-20 Rgg Rohstoff Gewinnungs Ges Mb Verfahren zur Herstellung eines Sekundärrohstoffes zur Belieferung von Zementwerken

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3919011A1 (de) * 1989-06-10 1990-12-20 Neunkirchen Ziegelwerk Verfahren zur wiederverwertung von staub- oder schlammfoermig anfallendem sonderabfall
DE4200533A1 (de) * 1991-01-24 1992-07-30 Rheinische Braunkohlenw Ag Verfahren zum behandeln von abfaellen
DE19520651A1 (de) * 1995-06-09 1996-12-12 Dieter Dr Ing Fuenders Verfahren zur Verwertung und Entsorgung von Klär- bzw. Wasserwerksschlämmen
DE19815205C2 (de) * 1997-04-05 2000-04-20 Rgg Rohstoff Gewinnungs Ges Mb Verfahren zur Herstellung eines Sekundärrohstoffes zur Belieferung von Zementwerken

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007096671A1 (en) * 2006-02-21 2007-08-30 University Of Greenwich Production of secondary aggregates
US10343199B2 (en) 2006-02-21 2019-07-09 University Of Greenwich Production of secondary aggregates
WO2008025110A1 (en) * 2006-08-31 2008-03-06 Universidade Federal De Minas Gerais Process for preparing a binder composition, binder and process for obtaining products that use said binder
WO2008049642A3 (en) * 2006-10-27 2008-08-21 Geodur Internat Ag Improvements relating to residues
CN114405509A (zh) * 2022-01-13 2022-04-29 攀枝花学院 镍掺杂含钛高炉渣光催化材料及其制备方法
CN114405509B (zh) * 2022-01-13 2024-04-02 攀枝花学院 镍掺杂含钛高炉渣光催化材料及其制备方法
DE102023204198A1 (de) * 2023-05-05 2024-11-07 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Karbonisathaltige Granulate und deren Herstellungsverfahren sowie Verwendung

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