DE4320935C1 - Anlage zur Aufbereitung feinkörniger, öl- und fetthaltiger Schlämme oder Sande - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Aufbereitung feinkörniger, öl- und fetthaltiger Schlämme, wie Walzenzunder, metallische Schlämme oder Sande.

Zur Aufbereitung solcher Materialien sind thermische Verfahren und entsprechende Anlagen bekannt, nach denen zum Beispiel in einem Drehrohrofen zunächst der Wasseranteil des Schlammes verdampft wird und danach der brennbare Anteil entzündet wird. Die Rauchgase werden über einen Zyklon, einen Nachbrenner und eine Rauchgaswäsche gereinigt.

Ferner sind Anlagen für Waschverfahren bekannt, bei denen der Schlamm mit einer wäßrigen Reinigerlösung behandelt wird. Nach der EP-PS 0 080 589 werden die Verunreinigungen als Schaumprodukt ausgetragen. Aus den Flotationsbergen wird durch Entwässerung der gereinigte Feststoff zurückgewonnen.

Weiterhin sind Anlagen und Verfahren zur Reinigung von ölverunreinigten Böden bekannt. Nach der EP-PS 0 313 116 oder der DE-OS 41 40 845 wird das Öl vom Feststoff durch den Eintrag von mechanischer Energie abgetrennt.

Anlagen für thermische Verfahren zeichnen sich durch eine aufwendige Abgasreinigung und hohe Betriebskosten aus. Die bekannten Waschverfahren und Anlagen sind für die Behandlung von feinkörnigen Feststoffen nicht geeignet. Bei flotativen Verfahren wird Feinkorn zusammen mit dem Öl als Flotationsprodukt ausgetragen. Beim Bodenwaschen findet im wesentlichen eine Klassierung und eine Konzentrierung der Schadstoffe im Feinanteil des Bodens statt. Das Material < 63 µm wird abgetrennt und zusammen mit den Schadstoffen als Sondermüll entsorgt. Aus der DE 35 13 673 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Reinigen von mit Kohlenwasserstoffen und insbesondere Öl bzw. Derivaten verschmutzten Feststoffteilchen bekannt. Die Beschickungseinrichtung ist danach als Mischstrecke ausgebildet, in der die Feststoffe mit Reinigungschemikalien vermischt und anschließend nach Sedimentation im Wasserbad auf den Boden einer Trommel durch Wälzbewegung im Wasserbad bewegt werden. Abfördereinrichtung, Bandförderer und Kratzförderer dienen zum Herausfördern des gereinigten Feststoffes aus dem Wasserbad. Die auf schwimmenden Verunreinigungen werden mit einer Abzugsvorrichtung entfernt. Nach der DE 34 32 702 A1 wird veröltes Material im Gegenstrom in einer mit speziellen Einbauten ausgerüsteten Waschtrommel mit Waschlauge behandelt. Der sedimentierende Feststoff wird dabei auf den Boden der Trommel bewegt. Feinkörniger, nicht sedimentierter Feststoff wird aus dem Waschwasser, zusammen mit dem Öl, durch Zentrifugieren entfernt und in weiteren Waschschritten entölt.

Die DE-R 15200 VIb/1a beschreibt ein Verfahren zur Ölsandaufbereitung, wonach erdölführendes Gestein mit Waschwasser angemischt wird und dann im Wasserbad sedimentiert.

Diese genannten Verfahren bzw. Anlagen zielen sämtlich auf die Behandlung von leicht sedimentierenden Materialien ab. Sie sind für die Behandlung von feinkörnigen, langsam sedimentierenden Stoffen nicht geeignet. Die notwendigen, aufwendigen Aufbereitungseinrichtungen für Waschwasser führen zu einer aus technischer und wirtschaftlicher Sicht unbefriedigenden Gesamtlösung.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorstehend erwähnten Nachteile, eine sowohl in technischer als auch in wirtschaftlicher Hinsicht befriedigend arbeitende Anlage zur Aufbereitung feinkörniger, öl- und fetthaltiger Schlämme oder Sande zu schaffen, welche eine problemlose Wiederverwendung des gereinigten Feststoffes und des abgetrennten Öles ermöglicht und bei der durch eine vollständige Kreislaufführung kein Abwasser anfällt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Anlage sind in den Unteransprüchen beschrieben. Die erfindungsgemäße Anlage zeichnet sich dadurch aus, daß nach einem Eindicker, einer Aufheizvorrichtung und einer Anordnung von mindestens einem Rührwerksbehälter eine Einrichtung zur Ölabscheidung geschaltet ist, woran sich ein Separator und ein weiterer Rührwerksbehälter anschließt, wobei an den Rührwerksbehälter eine weitere Einrichtung zur Ölabscheidung angeschlossen ist und Separator und Filterpresse folgen.

Die aufzubereitenden Stoffe werden zunächst auf einen konstanten Wassergehalt eingestellt und mit einer Waschflüssigkeit, die sich aus Wasser und Reinigungschemikalien zusammensetzt, zu einer homogenen Suspension vermischt. Die Suspension wird auf Reaktionstemperatur erwärmt und nach ausreichender Verweilzeit in einen Eindicker geleitet. Die Klärflüssigkeit aus dem Überlauf des Eindickers wird in einen Separator geleitet, wo Öl und Waschwasser voneinander getrennt werden. Der Dickschlamm aus dem Unterlauf des Eindickers wird mit einer Spülflüssigkeit gespült, und anschließend wird diese Suspension über Eindicker und Separator in Feststoff, Wasser und Öl aufgetrennt.

Mit der vorgestellten Anlage lassen sich feinkörnige Materialien entölen. Im Vergleich zu Anlagen für thermische Verfahren zeichnet sich die erfindungsgemäße Anlage durch einen niedrigen Energieeinsatz aus und es tritt keine Belastung der Luft durch Abgase auf. Bei der vorliegenden Anlage kann mit wäßrigen Reinigungslösungen gearbeitet werden, und es werden keine organischen Lösungsmittel eingesetzt. Eine Zufuhr von Frischwasser ist aufgrund der vollständigen Kreislaufführung und der Aufbereitung von Überschußwasser nicht erforderlich.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben:

Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 ein Fließbild des Verfahrens.

1. Aufbereitung von Walzenzunder

Zunder fällt bei der Warmformgebung von Stahl zum Beispiel in Walzwerken und Stranggießanlagen als ein Gemisch von Eisenoxiden, Wasser und Öl an. Während grober Zunder (< 5 mm) mit einem Ölgehalt von weniger als einem Prozent ohne Vorbehandlung recycelt werden kann, ist vor dem Wiedereinsatz des ölhaltigen, feinen Zunders eine Entölung notwendig.

Verölter feiner Walzenzunder entsteht insbesondere im Warmwalzwerk. Er fällt als Schlamm mit schwankendem Öl- und Wassergehalt an. Die mittlere Zusammensetzung und die Schwankungsbreite für einen speziellen Zunder aus einem Warmbreitband-Walzwerk sind im folgenden zusammengestellt:

Der mittlere Ölgehalt, bezogen auf den wasserfreien Zunder, liegt bei 9 Gew.% i. Tr. 100% des Feststoffes sind kleiner als 5 mm; 50% weisen eine Korngröße von weniger als 40 µm auf. Der Ölanteil setzt sich aus Walzölen, Hydraulikölen und Schmierölen und -fetten zusammen. Er ist im Schlamm weitgehend am Feststoff gebunden; die ölbehafteten Feststoffteilchen agglomerieren unter Einschluß von Wasser zu einer pastösen Masse.

Durch die Aufbereitung des Schlammes soll ein ölfreier und transportfähiger Zunder mit einem Restölgehalt < 0,2% i. Tr. und einer Restfeuchte von < 15% produziert werden. Im folgenden wird die Behandlung von Walzenzunder der oben angegebenen Zusammensetzung in einer Anlage mit einer Kapazität von 6 t/h Walzenzunderschlamm beschrieben.

In der ersten Stufe (Aufnehmen und Vorbehandeln des Schlammes) wird der Schlamm am Unterlauf des Eindickers auf einen konstanten Feststoffgehalt von 50 Gew.% eingestellt.

Danach werden 6 t/h Schlamm mit 4,5 t/h Kreislaufwaschwasser und 0,21 t/h Reinigungskonzentrat zu einer Waschsuspension angemischt. Das Konzentrat setzt sich zusammen aus 66 Gew.% Wasser, 31 Gew.% NaOH und 3 Gew.% Tenside.

Die Waschsuspension mit der Zusammensetzung 28 Gew.% Feststoff, 67,5 Gew.% Wasser, 2,8 Gew.% Öl, 1,5 Gew.% NaOH, 0,15 Gew.% Tenside mit einem pH-Wert von 13 wird bei 85 Grad Celsius im Rührbehälter 30 Minuten gerührt.

In dieser Zeit wird ein weiterer Behälter mit Waschsuspension befüllt und ein dritter entleert. Die mittlere Verweilzeit für die Waschsuspension in einem Rührbehälter bei Reaktionsbedingungen liegt damit bei 60 Minuten.

Aus dem Rührbehälter gelangt die Suspension in den Eindicker. In der Klärflüssigkeit des Überlaufes ist das Öl in fein verteilter Form dispergiert. Mit Hilfe einer Zentrifuge (kontinuierlich arbeitender Tellerseparator) werden 0,28 t/h Öl mit einem Wassergehalt von < 1% aufgetrennt. Das Waschwasser wird im Kreislauf geführt; 20% werden ausgeschleust und zur Wasseraufbereitung geführt. Gleichzeitig werden in dem Separator die Schwebeteilchen, die im Eindickerüberlauf mit einem Anteil von 0,2 Gew.% enthalten sind, als Schlamm abgetrennt. Der eingedickte Schlamm aus dem Eindickerunterlauf (5,5 t/h) enthält 55 Gew.% Feststoff mit einem Restölgehalt von 0,7 Gew.% Öl i. Tr.

5,5 t/h des Schlammes werden mit 2,6 t/h Spülwasser vermischt. Die Suspension wird wie zuvor beschrieben mittels Eindicker und Separator in die Phasen Walzenzunder (5,7 t/h; 53 Gew.% Feststoff, Ölgehalt < 0,2% Öl i. Tr.), Spülwasser (2,4 t/h; Ölgehalt < 0,1%) und Öl (0,02 t/h; Wassergehalt < 5%) aufgetrennt. Die Hälfte des Spülwassers wird zur Wasseraufbereitung ausgeschleust und durch gereinigtes Wasser ersetzt.

Die Entwässerung des gereinigten und gespülten Schlammes aus dem Eindickerunterlauf (5,7 t/h) mit Hilfe einer Filterpresse liefert 3,4 t/h entölten Walzenzunder mit einem Restwassergehalt von 12 Gew.% und einem Restölgehalt von < 0,2 Gew.% Öl i. Tr. Das abgetrennte Wasser wird der Wasseraufbereitung zugeführt.

In der Wasseraufbereitung werden 3,5 t/h Spülwasser und 1,0 t/h Waschwasser durch Eindampfen gereinigt. Von dem Kondensat werden 0,6 t/h zum Ergänzen des Kreislaufwaschwassers und 1,5 t/h für das Spülwasser eingesetzt. 1,5 t/h können als Brauchwasser abgegeben werden. Das Konzentrat (0,1 t/h, Trockensubstanzgehalt 40%) muß entsorgt werden.

Die Wasseraufbereitungsanlage kann aus einer Eindampfanlage mit Brüdenverdichtung oder einer Flotationsanlage, einer Adsorptionsanlage, einer Fällungs-/Flockungsanlage oder ähnlichen Anlagen bestehen.

2. Aufbereitung ölhaltiger Böden oder Sande

Feinkörniger Boden kann mit bekannten Waschverfahren nicht behandelt werden. Die Feinkornfraktion < 63 µm, in der sich die Schadstoffe anreichern, wird als Sondermüll entsorgt.

Im vorliegenden Fall wird das Feinmaterial aus einer Bodenreinigungsanlage, das sich aus sandigen und tonigen Bestandteilen zusammensetzt, in der oben beschriebenen Anlage behandelt. Der Ölgehalt des Materials kann von 14 Gew.% Öl i. Tr. auf einen Restölgehalt von < 1% reduziert werden.

Bezugszeichenliste

1 - Eindicker
2 - Aufheizvorrichtung
3 - Rührwerksbehälter
4 - Einrichtung zur Ölabscheidung
5 - Separator
6 - Rührwerksbehälter
7 - Einrichtung zur Ölabscheidung
8 - Separator
9 - Filterpresse

Claims (3)

1. Anlage zur Aufbereitung feinkörniger, öl- und fetthaltiger Schlämme oder Sande dadurch gekennzeichnet, daß

• - nach einem Eindicker (1), einer Aufheizvorrichtung (2) und einer Anordnung von mindestens einem Rührwerksbehälter (3) eine Einrichtung zur Ölabscheidung (4) geschaltet ist, wonach sich ein Separator (5) und ein weiterer Rührwerksbehälter (6) anschließen,
• - dem Rührwerksbehälter (6) eine weitere Einrichtung zur Ölabscheidung (7) angeschlossen ist, wonach Separator (8) und Filterpresse (9) folgen.

2. Anlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Waschwasser- und Spülwasserkreislauf mit einer Wasseraufbereitungsanlage verbunden ist.

3. Anlage nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Ölabscheidung (4, 5, 7, 8) Eindicker, Klärer und/oder Zentrifugen sind.