DE69216357T2

DE69216357T2 - Verfahren zur Herstellung inaktiver Industrieabfälle mit hohem Schwermetall, zum Beispiel Bleigehalt

Info

Publication number: DE69216357T2
Application number: DE69216357T
Authority: DE
Inventors: Aldo Imerito
Original assignee: ECOTEC GESTIONE SERVIZI Srl
Current assignee: ECOTEC GESTIONE SERVIZI Srl
Priority date: 1991-10-16
Filing date: 1992-10-01
Publication date: 1997-06-26
Anticipated expiration: 2012-10-02
Also published as: ITRM910785A1; GB9202741D0; GB2260540B; ES2097308T3; EP0538205B1; GB2260540A; DE69216357D1; IT1249719B; EP0538205A1; ITRM910785A0

Description

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Inertmachen von Industrieabfällen mit einem hohen Gehalt an Schwermetallen, z.B. Blei. (Bekanntlich ist Blei das Metall, das am häufigsten in Abfällen dieser Art vorgefunden wird, und außerdem wird es in einer sauren Umgebung ausgewaschen.) Das Verfahren beruht auf dein Prinzip der Überführung der anorganischen Verbindungen in den Abfällen in Polysilicate von Schwermetallen, z.B. von Blei, in denen die Schwermetalle in einer äußerst stabilen Siloxanstruktur eingeschlossen sind.
Bekanntlich ist die verarbeitende Industrie mit dein dramatischen Problem der Neutralisierung, d.h. dem Inertmachen, von Industrieabfällen, welche giftige Metalle, insbesondere Blei, enthalten, konfrontiert. Im gegenwärtigen Entwicklungsstadium der Technologie wird dieses Problem hauptsächlich dadurch gelöst, daß die Metallverbindungen abgetrennt werden, welche dann an Ort und Stelle in den Kreislauf zurückgeführt oder in anderen industriellen Verfahren verwendet werden. In der Mehrzahl der Fälle stellt sich jedoch heraus, daß dieses Verfahren unter ökonomischen Gesichtspunkten Nachteile mit sich bringt und oftmals einen geringen Wirkungsgrad aufweist. Aus diesem Grund wird weiterhin ein Verfahren verwendet, bei dem die Abfälle in speziellen Betonkapseln deponiert werden. Unglücklicherweise ist jedoch auch dieses Verfahren nicht völlig sicher und wegen der im Laufe der Zeit möglichen Umweltauswirkungen wird es von der öffentlichen Meinung negativ beurteilt. Als Alternative zu diesen Verfahren gibt es eine Methode, welche die Zugabe von Silicaten oder Beton zu Industrieabfällen dieser Art vorsieht, um einen Ionenaustausch zwischen den in den Abfällen enthaltenen giftigen Metallen und den Metallionen der zugegebenen Silicate oder des Betons herbeizuführen. Es gibt jedoch auch in diesem Fall Nachteile. Der größte Nachteil bei dieser Technologie ist in der Tat das Erfordernis große Mengen von Reagenzien zu verwenden, wodurch große Volumina von endgültig behandelten Abfällen zurückbleiben, die entsorgt werden müssen.
Es wurde nun unerwarteterweise gefunden, daß all diese Einschränkungen durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens überwunden werden können, welches außerdem weitere Vorteile aufweist, welche im folgenden deutlich werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Inertmachen von festen Industrieabfällen mit einem hohen Gehalt von Schwermetallen, z.B. Blei, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Abfälle den folgenden Arbeitsschritten unterzogen werden:
Zerkleinern;
Vermischen und Homogenisieren der zerkleinerten Abfälle mit Alkyloxysiloxanen;
Erwärmen des so erhaltenen homogenisierten Gemisches auf Temperaturen zwischen 150 und 300ºC, vorzugsweise zwischen 180 und 280ºC; und
Umwandeln des so erhaltenen Produkts in ein kompaktes Produkt, welches leicht transportiert werden kann.
Die Umwandlung in ein kompaktes Produkt kann bewirkt werden durch die Zugabe von inerten Substanzen, z.B. Substanzen, die aus der Gruppe, welche Oxide, Salze - insbesondere Silicate und Carbonate - und Kombinationen dieser einschließt, ausgewählt sind, zu dem Produkt, welches nach dem Erwärmen auf Temperaturen zwischen 150 und 300ºC erhalten wird.
Diese Umwandlung kann auch durch eine Wärmebehandlung des Produktes, welches durch Erwärmen auf Temperaturen im Bereich zwischen 150 und 300ºC erhalten wurde, bei Temperaturen im Bereich zwischen 1000 und 1500ºC, vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 1100 und 1200ºC bewirkt werden.
Das Zerkleinern der Abfälle kann solange fortgesetzt werden, bis eine Teilchengröße zwischen 0,01 und 0,2 mm erhalten wird.
Das Verhältnis der zerkleinerten Abflälle zu den Alkyloxysiloxanen kann so gewählt werden, daß ein Verhältnis zwischen 5 und 0,5 Gew.-Teile Schwermetall pro Gew.-Teil Alkyloxysiloxan erhalten wird.
Die Alkyloxysiloxane, die erfindungsgemäß verwendet werden sollen, sind vorzugsweise, zumindest zum Teil, Ethyloxysiloxane.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das Verfahren zum Inertmachen von Industrieabfällen mit einem hohen Gehalt von Schwermetallen, z.B. Blei, beschränkt. Sie erstreckt sich auch auf das auf diese Weise erhältliche Produkt und auf seine Verwendung.
Bis hierher wurde eine allgemein gehaltene Beschreibung des Gegenstandes der vorliegenden Erfindung angegeben. Mit Hilfe des folgenden Beispiels, welches sich auf eine spezifische Ausführungsform bezieht, wird nun eine detalliertere Beschreibung angegeben, um ihre Aufgaben, Merkmale, Vorteile und das Arbeitsverfahren klar herauszustellen.

Beispiel

Ein festes Material, das von den Abfallprodukten der Keramikherstellung herrührt, wird dem erfindungsgemäßen Verfahren unterzogen. Dabei handelt es sich um eine Form von Industrieabfällen, die bekanntermaßen mit äußerst hohen Konzentrationen von Blei kontaminiert ist. Bei der chemischen Analyse ergab sich, daß die Industrieabfälle einen Bleigehalt (als Oxid vorliegend) von 29200 mg pro kg Abfall hatten. Auswaschungsversuche, welche unter Verwendung von offiziell anerkannten herkömmlichen Methoden durchgeführt wurden, ergaben eine Konzentration von 7419 mg/l Blei in dem Eluat. Dies ist ein zweifellos hoher Wert, welcher die Entsorgung der Abfälle in jeder Art von Müllkippe unmöglich macht.
Erfindungsgemäß wurde zu einer Probemenge von 25 g der Industrieabfälle, welche vorher zerkleinert worden waren, langsam 0,274 g eines Gemisches von Oligoethyloxysiloxanen in Form einer durchsichtigen Flüssigkeit zugegeben (Dichte bei 20ºC 1,05 g/cm³; Gefrierpunkt ungefähr -60ºC; SiO&sub2;-Prozentsatz 40%). Das erhaltene Gemisch wurde dann homogenisiert. Das Dosierverhältnis betrug deshalb 1,5 Teile Reagenz auf 4 Teile Blei als Pb. Das erhaltene Gemisch wurde gerührt und langsam auf annähernd 200ºC erwärmt. Es wurde keinerlei Aufbrausen oder Dampfentwicklung festgestellt. Es wurden keine Gerüche irgendeiner Art abgegeben. Es wurde eine halbfeste Verbindung der behandelten Abfälle erhalten, die eine gelbliche Farbe und gummiartige Konsistenz aufwies und geruchlos war.
Der Auswaschungsversuch wurde mit dem so erhaltenen Material wiederholt, wobei sich ein viel niedriger Wert, nämlich 2,96 mg/l ergab. Das Maß der Verringerung der Bleikonzentration in dem Eluat beträgt folglich 96%. Dies ist ein äußerst hoher Wert, welcher zweifellos selbst den Wert übertrifft, der für das gleiche Material unter Verwendung normaler Routinebehandlungen auf der Basis von Gemischen aus Zement und Silicaten berechnet wird. Tatsächlich ergab eine Behandlung, bei der eine Dosierung von 7% Silicaten und Zement verwendet wurde, die ausreichte, um die behandelte Matrix zu härten, eine Freisetzung von 7,9 mg/l, was einen Verringerungswert von nur 89,4% bedeutet. (Dieser Prozentsatz ist noch geringer, wenn berücksichtigt wird, daß die Zugabe von Silicaten und Zement, welche eine Zunahme des Volumens der Abfälle bewirkt, praktisch zu einer Verdünnung dieser geführt hat.)

Claims

1. Verfahren zum Inertmachen von festen Industrieabfällen mit einem hohen Schwermetallgehalt, worin die Abfälle den folgenden Arbeitsschritten unterzogen werden:

- Zerkleinern;

- Vermischen und Homogenisieren der zerkleinerten Abfälle mit Alkyloxysiloxanen;

- Erwärmen des so erhaltenen homogenisierten Gemisches auf Temperaturen im Bereich zwischen 150 und 300ºC; und

- Umwandeln des so erhaltenen Produkts in ein kompaktes Produkt, welches leicht transportiert werden kann.

2. Verfahren zum Inertmachen von festen Industrieabfällen mit einem hohen Schwermetallgehalt nach Anspruch 1, in welchem die Schwermetalle Blei einschließen.

3. Verfahren zum Inertmachen von festen Industrieabfällen mit einem hohen Schwermetallgehalt nach Anspruch 1 und 2, in welchem das Erwärmen des homogenisierten Gemisches bei Temperaturen im Bereich zwischen 180 und 280ºC erfolgt.

4. Verfahren zum Inertmachen von festen Industrieabfällen mit einem hohen Schwermetallgehalt nach den Ansprüchen 1 bis 3, in welchem die Umwandlung des durch Erwärmen auf Temperaturen zwischen 150 und 300ºC erhaltenen Produktes in ein kompaktes Produkt durch die Zugabe von inerten Materialien erfolgt.

5. Verfahren zum Inertmachen von festen Industrieabfällen mit einem hohen Schwermetallgehalt nach Anspruch 4, in welchem die inerten Materialien gewählt werden aus der Gruppe umfassend Oxide, Silicate und Carbonate und Kombinationen davon.

6. Verfahren zum Inertmachen von festen Industrieabfällen mit einem hohen Schwermetallgehalt nach Anspruch 1 bis 3, in welchem die Umwandlung des durch Erwärmen auf Temperaturen zwischen 150 und 300ºC erhaltenen Produkts in ein kompaktes Produkt durch eine Wärmebehandlung bei Temperaturen zwischen 1000 und 1500ºC erfolgt.

7. Verfahren zum Inertmachen von festen Industrieabfällen mit einem hohen Schwermetallgehalt nach Anspruch 6, in welchem die für die Wärmebehandlung verwendete Temperatur im Bereich von 1100-1200ºC liegt.

8. Verfahren zum Inertmachen von festen Industrieabfällen mit einem hohen Schwermetallgehalt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in welchem das Zerkleinern der Abfälle solange fortgesetzt wird, bis eine Teilchengröße zwischen 0,01 und 0,2 mm erhalten wird.

9. Verfahren zum Inertmachen von festen Industrieabfällen mit einem hohen Schwermetallgehalt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in welchem in dem Gemisch der zerkleinerten Abfälle mit Alkyloxysiloxanen ein Verhältnis zwischen 5 und 0,5 Gewichtsteilen Schwermetall pro Gewichtsteil Alkyloxysiloxan vorliegen muß.

10. Verfahren zum Inertmachen von Industrieabfällen mit einem hohen Schwermetallgehalt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, in welchem die Alkyloxysiloxane zumindest teilweise Ethyloxysiloxane sind.

11. Produkt, dadurch gekennzeichnet, daß es unter Verwendung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 10 erhalten werden kann.