DE4414261A1 - Verfahren zur Dekontamination von Feststoffen mit Wiedergewinnung von Schwermetallen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dekontamina­ tion von Feststoffen mit Wiedergewinnung von Schwermetal­ len.

Schwermetalle (SM) finden sich heutzutage vielerorts im Erdreich, in Fluß- und Hafensedimenten sowie in Gebäu­ de- und Straßenmaterial. Aufgrund ihrer stark toxischen Wirkungen stellen SM eine Gefährdung für Mensch und Umwelt dar. Die Ursachen dieser SM-Kontaminationen sind in den z. T. achtlos verbrachten Produktionsrückständen auf wilden Halden bzw. Fließgewässern, in sedimentierten Stäuben aus Industrieanlagen, Lagerung und Verwendung von Munition auf Truppenübungsplätzen sowie in unzureichend behobenen Un­ fallschäden zu sehen.

Des weiteren fallen jährlich enorme Mengen an SM-kon­ taminierten Abfallstoffen an, die kostenpflichtig auf Son­ dermülldeponien verbracht werden. Hierzu zählen insbeson­ dere Rückstände (Aschen, Filterstäube, Naßabscheiderrück­ stände) aus Verbrennungsanlagen, Abfall und Neutralisa­ tions- bzw. Hydroxidschlämme aus Industrieabwasserbehand­ lungsanlagen, sowie in zunehmendem Maße auch kommunale Klärschlämme, für deren Verbringung aufgrund gesetzlicher Bestimmungen z. Zt. lediglich die Verbrennung bzw. eine gesonderte Deponierung möglich ist.

Da der potentiell zur Verfügung stehende Deponieraum naturgemäß begrenzt ist, wird die derzeit schon zu beob­ achtende starke Zunahme der Deponierungskosten sich in Zukunft verstärkt fortsetzen und die Schaffung von rest­ stoffarmen Dekontaminationsverfahren zwingend notwendig machen.

Zur Reinigung von SM-kontaminierten Feststoffen - ins­ besondere sog. "Altlasten" - werden diese bekanntermaßen mit starken anorganischen Säuren wie z. B. Salz-, Schwe­ fel- und Salpetersäure behandelt, die gereinigten und die noch kontaminierten Feststoffreaktionen mechanisch vonein­ ander getrennt und anschließend separat entwässert. Das saure, stark SM-haltige Prozeßwasser wird dann mittels Neutralisation durch Kalkzugabe und Ausfällung eines SM- Hydroxidschlammes gereinigt , vgl. EP 84 730 152; B. Haa­ se, M. Reuter; Chem. Ing. Tech. (1991), 63(4), Seite 392- 393; I. Meier; Forsch. Plan. Betrieb (1993), 17 (17), Sei­ te 18-19, Mitteilungen der Fa. Preußag Anlagenbau GmbH v. 1.1.1994 "Bodensanierung". Die Verwendung anorganischer Säuren als Reinigungsmittel bedingt die im folgenden auf­ geführten Nachteile bzw. Einschränkungen in dem Leistungs­ spektrum bei allen bekannten Verfahren:

• - Anfall von nicht-wiederverwertbaren Reststoffen. Durch den Vorgang der Neutralisation bzw. Hydroxidaus­ fällung fallen stark SM-haltige Abfallschlämme an, die einen Gewichtsanteil bezogen auf die Menge an aufgegebenen Eingangsmaterial von bis zu 20 Gew.-% ausmachen. Diese Schlämme müssen aufgrund ihres hohen SM-Gehaltes auf Son­ dermülldeponien verbracht werden.
• - Dekontaminationsleistung ist nicht für alle SM voll befriedigend.
  Insbesondere die Metalle Blei und Cadmium und z. T. auch Chromverbindungen lassen sich mit anorganischen Säu­ ren nicht vollständig aus den kontaminierten Feststoffen entfernen, da es entweder zur Bildung von schwer wasser­ löslichen Verbindungen kommt (Bleichlorid, Bleisulfat, etc.) oder weil die Komplexierungsstärke (Triebkraft für Auflösevorgang) der anorganischen Säuren oft nicht ausrei­ chend ist (Cadmium- und Chromverbindungen).
• - Keine Kreislaufführung der Waschreagenzien möglich.
  Die im "beladenen" SM-haltigen Prozeßwasser enthalte­ nen anorganischen Säuren werden durch die Neutralisation chemisch umgewandelt, so daß sie gänzlich ihre Waschakti­ vität verlieren. Eine Wiedergewinnung der anorganischen Säuren aus dem Prozeßwasser ist nicht möglich, so daß die­ se ein Verbrauchsmaterial darstellen, das dem Waschprozeß steigt und erneut zugeführt werden muß. Zudem wirken die durch den Neutralisationsprozeß entstehenden Abbauprodukte (Salze wie z. B. Calciumsulfat, Natriumchlorid, etc.) im Prozeßwasser auf den Waschprozeß stark hemmend, so daß zur Vermeidung der Aufsalzung des Prozeßwassers dieses steigt und in Anteilen aus dem Gesamtprozeß ausgeschleust werden muß.
• - Zufuhr von Wärmeenergie ist nötig.
  Bei der Verwendung von anorganischen Säuren ist er­ kanntermaßen zur Vervollständigung des Dekontaminations­ prozesses die Zufuhr von Wärmeenergie (50°-70°C) nötig. Neben einem hohen Gesamtenergiebedarf führt die Wärmeein­ wirkung zur verstärkten Produktion und Emission von um­ welttoxischen Gasen wie z. B. Schwefelwasserstoff, Chlor­ wasserstoff, Cyanwasserstoff sowie leicht flüchtigen orga­ nischen Verbindungen.
• - Toxizität der verwendeten anorganischen Säuren Die verwendeten anorganischen Säuren sind hochgradig aggressive Substanzen, die stark korrodierend und human- und umwelttoxisch wirken.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein einfaches, umweltfreundliches und zugleich kostengün­ stiges Verfahren zur reststoffarmen Dekontamination von Feststoffen anzugeben.

Die Aufgabe wird durch die Erfindung gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Aufgabenlösung sind in den Unteransprü­ chen gekennzeichnet.

SM-kontaminierter Feststoff wird mit der wäßrigen Lö­ sung einer oder einer Mischung der organischen Polycarbon­ säuren Apfelsäure, Weinsäure, Zitronensäure und Oxalsäure in einer mit Gegenstrom betriebenen Rührkesselkaskade be­ handelt. Als komplexierungsunterstützendes Hilfsmittel kann der Waschlösung eine oder eine Mischung der organi­ schen Hydroxy-Carbonsäuren Glycolsäure, Milchsäure und Glyconsäure zugesetzt werden. Insbesondere die ökotoxisch relevanten Metalle Aluminium, Titan, Vanadium, Chrom, Man­ gan, Eisen, Kobalt, Nickel, Kupfer, Zink, Arsen, Silber, Cadmium, Zinn, Antimon, Gold, Quecksilber, Tallium und Blei werden von den genannten Carbonsäuren oder deren Mi­ schungen aus den kontaminierten Feststoffen vollständig herausgelöst, wobei die Metalle vor dem Lösungsprozeß in beliebiger Bindung (Oxide, Hydroxide, Carbonate, Phospha­ te, Sulfide, Chloride, Sulfate, etc. oder auch organisch gebunden wie z. B. Bleitetraacetat) vorliegen können.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist als eigenständiges Verfahren oder als Teilschritt in einer Verfahrenskombina­ tion einsetzbar. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kön­ nen Feststoffe wie Bodenmaterial, Rückstände aus Verbren­ nungsanlagen (Asche, Filterstaub, Naßabscheiderrückstän­ de), Abfall, Neutralisations- und Hydroxidschlämme aus Industrieabwasserbehandlungsanlagen, Fluß- und Hafensedi­ mente, Bauschuttmaterial und kommunale Klärschlämme voll­ ständig im Sinne der behördlichen Reinigungsgrenzwerte für den Wiedereinbau und/oder die Lagerung auf Nichtgefahr­ stoff-Deponien dekontaminiert werden.

Der kontaminierte Feststoff wird nach der Absiebung (größer 1 mm) des Grobguts und der Leichtstoffe (z. B. Holz, Kohle, Kunststoffpartikel, etc.), die einer nachfol­ genden Wäsche mit anschließender Entwässerung unterworfen werden, für eine maximale Verweildauer von bis zu 30 Minu­ ten in einer 4-stufigen Rührkesselkaskade intensiv mit der wäßrigen Carbonsäurelösung gerührt, wobei die Menge und die Zusammensetzung der zugegebenen Carbonsäuremischung dem jeweiligen Kontaminationsgrad sowie der konkreten Be­ schaffenheit der Kontaminanten entsprechend gewählt wird.

Die Dosierung der zugesetzten Carbonsäure wird dabei vor­ zugsweise derart gewählt, daß der pH-Wert der Waschlösung im Bereich 3-5 liegt. Dabei wird ein Massenverhältnis zwi­ schen Feststoff und wäßriger Carbonsäurelösung vorzugswei­ se von 1 : 2 bis 1 : 4 gewählt, wobei die Konzentration der Gesamtmenge an zugesetzten Carbonsäuren zwischen 5-30 Gew.-%, bezogen auf die Waschwassermenge einzustellen ist.

Der derart behandelte Feststoff wird anschließend über Hydrozyklone vorentwässert und nachgewaschen und dann mit­ tels eines Entwässerungsschwingsiebes bzw. einer Kammer­ filterpresse entwässert, wobei der Entwässerung u. U. eine Aussortierung von feinkörnigem Leichtstoff (insbesondere Kohlepartikel) in einem Aufstromsortierer vorgeschaltet sein kann.

Das mit SM belastete Prozeßwasser wird nach Abtrennung von Schwebstoffen bzw. wasserunlöslichen Emulsionen orga­ nischer Kontaminaten mittels Flockungs-Flotation in einer Solvent-Extraktionskolonne zur Separierung der einzelnen SM behandelt. Dabei wird das SM-haltige Prozeßwasser mit einer wasserunlöslichen organischen Aufnehmerphase inten­ siv vermischt, wobei der Stoffübergang der SM in die orga­ nische Phase erfolgt. Der für diese chemische Reaktion notwendige ausreichende Phasenkontakt zwischen Prozeßwas­ ser und organischer Aufnehmerphase wird durch Gegenstrom­ führung beider Phasen innerhalb der Extraktionskolonne derart gewährleistet, daß Mischräume und Trennzonen alter­ nierend über die gesamte Reaktorlänge aufeinander folgen. Der Phasentrennprozeß an jeder Kolonnenstufe erfolgt auf­ grund der naturbedingten Dichtedifferenz zwischen Prozeß­ wasser und organischer Aufnehmerphase.

Das Phasenverhältnis von Prozeßwasser zu organischer Aufnehmerphase innerhalb der Kolonne wird je nach vorlie­ gender SM-Konzentration zwischen 5 : 1 und 100 : 1 gehalten, wobei die Verweildauer des Prozeßwassers im Reaktor zwi­ schen 1-10 Minuten beträgt. Die organische Aufnehmerphase besteht zu 92-98 Vol-% aus entaromatisiertem Kerosin als Verdünnungsmittel, zu 1-5 Vol-% aus einer spezifisch zu wählenden organischen Reaktivsubstanz - insbesondere Kom­ plexierungsmittel der Gruppe der Phosphorsäureester der allg. Summenformel R¹R²R³O₃PO (mit R¹, R², R³ = n-hexyl bis n-octyl), (R)₂O₂POOH mit R = 2-ethyl-hexyl und der Amine: R₃N (mit R = 2-ethyl-octyl), (R)₄NCl (mit R-n-octyl und/oder R = methyl) - und zu 1-3 Vol-% aus einem Lösungsvermittler - insbesondere iso-Dodekanol und n-Nonanol.

Das am Kolonnenboden austretende Prozeßwasser wird je nach Art der SM-Belastung einer weiteren, analogen Extrak­ tionseinheit zur Abtrennung einer noch im Prozeßwasser verbliebenen Metallspezie zugeführt. Am Ende der Behand­ lung wird das derart gereinigte Prozeßwasser mit den darin erhalten gebliebenen Carbonsäuren der Rührkesselkaskade erneut zugeführt.

Die derart erhaltenen beladenen verschiedenen organi­ schen Aufnehmerphasen treten an dem Kopf der jeweiligen Extraktionskolonne aus und enthalten, jeweils separat, die einzelnen, voneinander getrennten Metalle. Jede dieser beladenen organischen Aufnehmerphasen wird jeweils einer Reextrationskolonne zugeführt und intensiv mit einer wäß­ rigen Salzlösung - der sogenannten Striplösung - ver­ mischt. Dabei erfolgt der Stoffübergang des jeweiligen Metalls in eine Striplösung, die jeweils zur Gewinnung der einzelnen technisch reinen Metalle einer Elektrolysezelle zugeführt wird. Die derart behandelten Striplösungen wer­ den erneut den Reextraktionsprozessen und die einzelnen regenerierten organischen Aufnehmerphasen den Extrak­ tionsprozessen zugeführt. Das Phasenverhältnis von belade­ ner organischer Aufnehmerphase zu wäßriger Striplösung wird je nach vorliegender SM-Konzentration zwischen 1 : 0,5 und 1 : 2 gewählt, wobei die Verweildauer der beladenen or­ ganischen Aufnehmerphase im Reaktor zwischen 2-10 Minuten beträgt.

Den wäßrigen Striplösungen wird je nach Art des SM insbesondere verdünnte Schwefelsäure oder verdünnte Na­ tronlauge in Anteilen von 1-5 Gew.-% zugegeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die vollständi­ ge Dekontamination von insbesondere SM-belasteten Fest­ stoffen, wobei die SM in wiederverwertbarer Form (Elektro­ lytmetalle) gewonnen werden und die Menge an nicht wieder­ verwertbaren Reststoffen minimiert ist.

Das Herauslösen der Schadstoffe geschieht dabei so unverzüglich, daß auf die Zufuhr von kostenintensiver Wär­ meenergie verzichtete werden kann und somit die Emission von ökotoxischen Gasen vermieden wird.

Alle Reagenzien werden nach erfolgter Reaktion und an­ schließender einfach zu handhabender Regeneration im Kreislauf geführt, so daß bei dem Gesamtprozeß keine zu­ sätzlichen Abfälle oder Abwässer erzeugt werden.

Durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens müs­ sen keine Einschränkungen bezüglich der Art oder Bindungs­ form der verschiedenen SM gemacht werden, wobei eine si­ multane Dekontamination auch von organischen Schadstoffen erfolgt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden orga­ nische Säuren eingesetzt, die toxikologisch unbedenklich und zudem wenig aggressiv und damit unproblematisch zu handhaben sind.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungs­ beispielen unter Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert werden.

Es zeigt

Abb. 1 ein Blockfließschema eines Verfahrens zur Dekontamination eines Neutralsiations­ schlamms und

Abb. 2 ein Fließbild einer 4-stufigen Gegenstrom- Rührwerkkesselkaskade.

Ausführungsbeispiel 1

Das erfindungsgemäße Verfahren soll zunächst an einem Beispiel zur Dekontamination eines Neutralisationsschlamms aus einer Industrieabwasserbehandlungsanlage und der Wie­ dergewinnung der darin enthaltenen Metalle Chrom, Zink, Cadmium und Blei beschrieben werden.

Der Schlamm hatte einen Trockenmassegehalt von 38,4% TS und wies einen pH-Wert von 8,2 auf.

Folgende Metallmengen und -gehalte wurden im einzelnen bestimmt, wobei die untersuchte Gesamtmenge an Schlamm 91,5 kg betrug:

Von dem oben beschriebenen Schlamm wurden 91,5 kg ohne weitere Vorbehandlung in einer im Gegenstrom betriebenen Rührkesselkaskade mit einer Mischung aus 4 kg Oxalsäure, 4 kg Zitronensäure, 1 kg Weinsäure und 1 kg Glyconsäure - gelöst in 100 Litern Wasser - behandelt.

Nach der Reaktionszeit von 20 Minuten, entsprechend der Verweildauer des Schlamms von je 5 Minuten in jedem von 4 hintereinandergeschalteten Rührkesseln, wurde der behan­ delte Feststoff mittels eines Hydrozyklons und einer nach­ geschalteten Schwingsiebmaschine vom Prozeßwasser abge­ trennt und auf dem Sieb mit 50 Litern Frischwasser nach­ gewaschen.

Die Menge an derart dekontaminiertem und entwässertem Feststoff betrug 64,5 kg und wies einen Trockenmassegehalt von 43,5% TS und einen pH-Wert von 6,7 und im folgenden aufgeführte Restmetallmengen und -gehalte auf:

Die Menge an Prozeßwasser betrug 180,4 Liter und wies einen pH-Wert von 4,1 und folgende Metallgehalte auf:

Metall
Gehalt Prozeßwasser (g/l)
Chrom
4,1
Zink	22,4
Cadmium	0,8
Blei	8,9

Dieses Prozeßwasser (PO) wird nach einer Filtration über einen Sandbettfilter in einer im Gegenstrom betriebe­ nen Mixer-Settler-Extraktionskolonne mit 7,2 Litern einer organischen Aufnehmerphase (A1) (im folgenden mit ANP (A1) abgekürzt), bestehend aus 95 Vol-% entaromatisiertem Kero­ sin, 4 Vol-% (2-ethyl-octyl)₃amin und 1 Vol-% iso-Dodeka­ nol, behandelt. Die Verweildauer des Prozeßwassers in der Extraktionskolonne betrug 6 Minuten, wobei ein von dem gesamten Chromgehalt befreites Prozeßwasser (P1) und eine mit Cadmium beladene ANP (A2) erhalten wurde. Dieses der­ art behandelte Prozeßwasser (P2) wurde in einer Extrak­ tionskolonne mit 60 Litern einer ANP (A3), bestehend aus 90 Vol-% Kerosin, 8 Vol-% Di-2-ethyl-hexyl-thiophosphor­ säureester und 2 Vol-% iso-Dodekanol; behandelt. Die Ver­ weildauer des Prozeßwassers betrug 8 Minuten, wobei ein vom gesamten Zink- und Bleigehalt befreites Prozeßwasser (P3) und eine mit Zink und Blei beladene ANP (A3) erhalten wurde.

Dieses derart regenerierte Prozeßwasser (P3) enthielt lediglich die eingesetzten Mengen an Carbonsäuren und kann der Rührkessselkaskade zur Dekontamination von weiterem Schlamm zugeführt werden.

Die mit Chrom beladene ANP (A2) wurde in einer Reex­ traktionskolonne mit 3,6 Litern einer 2-molaren Schwefel­ säurelösung (Striplösung 2) behandelt.

Die Verweildauer der ANP (A1) in der Reextraktionsko­ lonne betrug 10 Minuten, wobei eine vom gesamten Chromge­ halt befreite, regenerierte ANP (A1) und eine chromhaltige Striplösung 1 erhalten wurde.

Die mit Cadmium beladene ANP (A2) wurde in einer Reex­ traktionskolonne mit 3,6 Litern einer 2-molaren Schwefel­ säurelösung (Striplösung 2) behandelt.

Die Verweildauer der ANP (A2) betrug 5 Minuten, wobei eine vom gesamten Cadmiumgehalt befreite, regenerierte ANP (A2) und eine cadmiumhaltige Striplösung 2 erhalten wurde.

Die mit Zink und Blei beladene ANP (A3) betrug 8 Minu­ ten, wobei eine vom gesamten Zinkgehalt befreite ANP (A3) und eine zinkhaltige Striplösung 3 erhalten wurde.

Diese derart behandelte ANP (A3) wurde in einer Reex­ traktionskolonne mit 20 Litern einer 2-molaren Salzsäure­ lösung (Striplösung 4) behandelt.

Die Verweildauer der ANP (A3) betrug 6 Minuten, wobei eine vom gesamten Bleigehalt befreite ANP (A3) und eine bleihaltige Striplösung 4 erhalten wurde.

Jede der 4 Striplösungen wurde zur Gewinnung der elek­ trolytisch reinen Metalle in eine Elektrolysezelle gege­ ben, wobei 731 g Chrom, 4019 g Zink, 132 g Cadmium und 1554 g Blei erhalten wurden.

Ausführungsbeispiel 2

In gleicher Weise können auch Bodenmaterialien wie z. B. von kontaminierten Industriestandorten behandelt wer­ den.

Ein solcher Boden, der nach einer vorher durchgeführ­ ten Analyse neben einem Mineralölkohlenwasserstoffgehalt (MKW) von 4132 mg/kg Boden die Metalle Chrom = 416 mg/kg, Kupfer = 372 mg/kg und Nickel = 822 mg/kg enthielt, wurde wie folgt behandelt:

94,7 kg des Bodenmaterials, das neben einem Feinst­ kornanteil (kleiner 0,06 mm) von 21 Gew.-% auch merkliche Anteile an bodenfremdem Material (Metallschrott, Bau­ schutt) enthielt, wurde mittels eines Überbandmagneten von seinem Metallschrottgehalt befreit und anschließend in einer Hammermühle auf eine maximale Korngröße von 30 mm gebrochen. Dieses vorbehandelte Bodenmaterial wurde in einer Naß-Attritionsdrehtrommel mit nachfolgender Naß­ siebung auf einem Schwingsieb und anschließender Entwässe­ rung und Ausschleusung des gereinigten Grobkorn-Bodenmate­ rials (größer 1 mm) behandelt.

Das Feinkornmaterial (kleiner 1 mm) aus dem Siebdurch­ schlag, das eine Masse von 68,2 kg und einen Trockenmasse­ gehalt von 61,2% TS besaß, wurde mit 6 kg Oxalsäure, 2 kg Weinsäure, 6 kg Zitronensäure, 1 kg Milchsäure und 1 kg Glycolsäure - gelöst in 130 Litern Wasser - in einer im Gegenstrom betriebenen 4-stufigen Rührkesselkaskade für 30 Minuten behandelt.

Der derart behandelte Feststoff wurde mittels Hydrozy­ klon und nachgeschaltetem Schwingsieb, auf dem mit 60 Li­ tern an Frischwasser nachgewaschen wurde, vom Prozeßwasser abgetrennt und entwässert.

Die Menge an derart behandeltem Feststoff betrug 68,8 kg und wies einen Trockenmassegehalt von 57,9% TS und folgende Restschadstoffmenge auf:

Die Menge des derart erhaltenen Prozeßwassers betrug 187 Liter und wies einen pH-Wert von 4,9 und folgende Schadstoffkonzentrationen auf:

Schadstoff
Konzentration (mg/l)
Chrom
211
Kupfer	188
Nickel	417
MKW	2096

Dieses Prozeßwasser wurde einer Flotation unterzogen, bei der der MKW-Gehalt auf 4 mg/l reduziert und 398 g ei­ nes Ölgemisches erhalten wurde.

Dieses vorgereinigte Prozeßwasser (PO) wurde nach Fil­ tration über ein Sandbettfilter in einer Extraktionskolon­ ne mit 2 Litern einer ANP (Al), bestehend aus 95 Vol-% Kerosin, 4 Vol-% (2-ethyl-octyl)₃amin und 1 Vol-% iso-Dode­ kanol, behandelt. Die Verweildauer des Prozeßwassers be­ trug 8 Minuten, wobei ein vom gesamten Chromgehalt befrei­ tes Prozeßwasser (P1) und eine mit Chrom beladene ANP (A1) erhalten wurde.

Dieses derart behandelte Prozeßwasser (P1) wurde an­ schließend in einer Extraktionskolonne mit 4 Litern einer ANP (A2), bestehend aus 92 Vol-% Kerosin, 8 Vol-% Di-2-et­ hyl-hexyl-phosphorsäureester und 2 Vol-% iso-Dodekanol, behandelt.

Die Verweildauer des Prozeßwassers (P1) betrug 10 Mi­ nuten, wobei ein vom dem gesamten Nickel- und Kupfergehalt befreites, regeneriertes Prozeßwasser (P2) und eine nic­ kel- und kupferhaltige ANP (A2) erhalten wurde.

Die mit Chrom beladene ANP (A1) wurde in einer Reex­ traktionskolonne mit 2 Litern einer 2-molaren Schwefelsäu­ relösung (Striplösung 1) behandelt.

Die Verweildauer der ANP (A1) betrug 6 Minuten, wobei eine regenerierte ANP (A1) und eine chromhaltige Striplö­ sung 1 erhalten wurde.

Die mit Nickel und Kupfer beladende ANP (A2) wurde in einer Reextraktionskolonne mit 4 Litern einer 2-molaren Schwefelsäure (Striplösung 2) für 8 Minuten behandelt, wobei eine von dem gesamten Nickelgehalt befreite ANP (A2) und eine nickelhaltige Striplösung 2 erhalten wurde.

Diese derart behandelte, noch kupferhaltige ANP (A2) wurde mit 2 Litern einer 2-molaren Salzsäurelösung (Strip­ lösung 3) für 5 Minuten in einer Reextraktionskolonne be­ handelt, wobei eine vom gesamten Kupfergehalt befreite, regenerierte ANP (A2) und eine kupferhaltige Striplösung 3 erhalten wurde.

Jeder der 3 Striplösungen wurde zur Gewinnung der elektrolytisch reinen Metalle in einer Elektrolysezelle behandelt, wobei 39,3 g Chrom, 34,8 g Kupfer und 76,9 g Nickel erhalten wurde.

Claims (12)

1. Verfahren zur chemischen extraktiven Dekontamination von mit Schwermetallen und/oder Schwermetallverbindun­ gen und/oder organischen Schadstoffen belasteten Fest­ stoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwermetall- und/oder Kontaminationen aus Schwermetallverbindungen und/oder die organischen Schadstoffe durch Behandlung der Feststoffe mit einem Extraktionsmittel, bestehend aus einer Polycarbonsäure oder einem Gemisch von Poly­ carbonsäuren und/oder einer Hydroxycarbonsäure oder einem Gemisch von Hydroxycarbonsäuren, angewendet in Form von verdünnten wäßrigen Lösungen, aus dem Fest­ stoff herausgelöst werden und die gesamten gelösten Kontaminationen zusammen mit der wäßrigen Lösung voll­ ständig vom dekontaminierten Feststoff abgetrennt wer­ den.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der wäßrigen Carbonsäure-Lösung vorhandene Schwer­ metalle wiedergewonnen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststoffe Bodenmaterial, Rückstände aus Verbren­ nungsanlagen (Aschen, Filterstäube, Naßabscheiderrück­ stände), Abfall-, Neutralisations- und Hydroxidschläm­ me aus Industrieabwasserbehandlungsanlagen, Fluß- und Hafensedimente, Bauschuttmaterial und kommunale Klär­ schlämme sind.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder eine Mischung der Poly­ carbonsäuren Weinsäure, Apfelsäure, Zitronensäure, Oxalsäure und/oder eine oder eine Mischung der Hydrox­ ycarbonsäuren Glycolsäure, Milchsäure, Glyconsäure, angewendet in Form von wäßrigen Lösungen, in beliebi­ gen Mischungsverhältnissen verwendet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorliegen eines oder mehrerer Schwermetalle und/oder einer oder mehrerer Schwerme­ tallverbindungen diese durch einen oder mehrere Sol­ vent-Reaktivextraktionsprozesse vollständig aus der wäßrigen Carbonsäurelösung entfernt und voneinander getrennt in verschiedenen wasserunlöslichen organi­ schen Lösungen gelöst werden, wobei die Metalle an­ schließend aus den jeweiligen organischen Lösungen in Reextraktionsprozessen separat voneinander in ver­ schiedenen wäßrigen Lösungen (Striplösungen) gelöst werden, aus denen sie anschließend in einer Elektroly­ sezelle elektrolytisch rein und separat voneinander abgeschieden werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall oder die Metalle voneinander getrennt in einer oder verschiedenen wasserunlöslichen, als orga­ nische Aufnehmerphase für die Metalle verwendeten or­ ganischen Lösungen gelöst wird bzw. werden, wobei die jeweiligen organischen Lösungen und wäßrigen Carbon­ säurelösungen in einem oder mehreren im Gegenstrom betriebenen Reaktoren und die ineinander unlöslichen organischen Lösungen und wäßrigen Carbonsäure-Lösungen nach beendeter Reaktion vollständig voneinander ge­ trennt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich­ net, daß als organische Lösung (org. Aufnehmerphase) Mischungen aus einem Verdünnungsmittel, einem oder mehreren Lösungsvermittlern und einer oder mehreren Reaktivsubstanzen verwendet werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdünnungsmittel entaromatisiertes Kerosin, der Lösungsvermittler iso-Dodekanol und/oder n-Nonanol und die Reaktivsubstanz eine oder mehrere Verbindungen aus der Gruppe der Phosphorsäure- bzw. Thiophosphorsäure­ ester der allgemeinen Summenformel R¹R²R³O₃PO bzw. R¹R²R³O₃PS (mit R¹, R², R³ = n-hexyl bis n-octyl), (R)₂O₂POOH bzw. (R)₂O₂PSOH (mit R = 2-ethylhexyl) und/oder aus der Gruppe der Amine (R)₃N (mit R = 2- ethyl-octyl), (R)₄NCl (mit R = octyl und/oder R = me­ thyl ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall oder die Metalle selek­ tiv aus den jeweiligen organischen Lösungen (org. Auf­ nehmerphasen) getrennt voneinander in jeweils einer wäßrigen Lösung (Striplösung) gelöst wird bzw. werden, wobei die organischen Lösungen und die wäßrigen Lösun­ gen in einem im Gegenstrom betriebenen Reaktor ver­ mischt werden und nach beendeter Reaktion vollständig voneinander getrennt werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als wäßrige Lösungen (Striplösun­ gen) in Wasser, in beliebig wählbaren Mengen und Mi­ schungsverhältnissen gelöste, anorganische Substanzen verwendet werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die anorganischen Substanzen Salzsäure, Schwefel­ säure, Natronlauge und Kalium und/oder Natriumphospha­ te sind.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall oder die Metalle von­ einander getrennt in den einzelnen wäßrigen Lösungen (Striplösungen) gelöst und hieraus elektrolytisch se­ parat voneinander in technisch reiner Form gewonnen wird bzw. werden.