Klärschlammverbrennungsanlagen.- Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum auslaügbestandigen Verfestigen dieser Rückstände mit dem Ziel einer umweltverträglichen Deponierung oder ggf. Verwertung.

Es müssen in Industrieländern viele Millionen Tonnen Hausmüll, hausmull hnlicher Gewerbeabfall, Sondermüll und Klärschlämme entsorgt werden. Trotz großer Anstrengung auf den Gebieten der Abfallvermeidung und -Wiederverwertung werden noch Millionen Tonnen in Verbrennungsanlagen thermisch behandelt.

Selbst wenn es in Zukunft gelingt, einen erheblichen Teil des zur Zeit anfallenden Abfalls zu vermeiden oder zu verwerten, wird die thermische Abfallbehandlung ein unverzichtbarer Bestandteil eines funktionsfähigen Abfallwirtschaftskonzepts bleiben.

Beim eigentlichen Abfallverbrennungsprozeß sowie bei der nachgeschalteten Rauchgasreinigung fallen Rückstände an, die nach dem Bundesimmisionsschutzgesetz, ggf. nach einer spezifischen Aufbereitung, in erster Linie zu verwerten

oder als Sekundärabf lle umweltverträglich zu entsorgen (deponieren) sind. Zu diesem Zweck ist eine weitgehende Inertisierung, d.h. Zerstörung bzw. Immobilisierung der in diesen Rückständen enthaltenen Schadstoffe notwendig.

Filterstäube und Reaktionsprodukte aus der Rauchgasreinigung enthalten eine große Menge an wasserlöslichen Mischsalzen sowie als Nebenbestandteile hochtoxische organische Stoffe und Schwermetalle, die von der Umwelt ferngehalten werden müssen. Eine Endlagerung dieser unbehandelten Rückstände in oberirdischen Deponien kommt daher nicht in Frage, da die Schadstoffe hygroskopisch sind und aufgrund ihrer leichten Löslichkeit rasch, z.B. durch Regen austreten und die Umwelt kontaminieren können.

Die bisherige Entsorgungspraxis stellt nur eine unbefriedigende Lösung dar. So gibt es Verfahren, welche die Filterstäube bei hohen Temperaturen von etwa 1.200 bis 1.500°C zu einem glasartigen Granulat einschmelzen, jedoch entweichen bei diesen hohen Temperaturen verdampfende Schadstoffe und müssen durch umfangreiche Filteranlagen aufgefangen werden. Durch Rückführung dieser erneut angereicherten Rückstände werden die Stäube mit Schadstoffen neu belastet. Außerdem ist dieses Verfahren anlagetechnisch sehr aufwendig und bedarf eines hohen Energieaufwands.

Es ist auch bekannt, Flug- und Filterstäube aus Müllverbrennungsanlagen mit Zement zu verfestigen. Diese Verfahren konnten sich jedoch nicht durchsetzen, da die im verfestigten Produkt eingebundenen Mischsalze nicht dauerhaft immobilisiert werden und nach kurzer Zeit wieder in die Umwelt austreten.

Abfallstoffe aus trockenen oder quasi-trockenen

Entschwefelungsanlagen auf Kalkbasis hinter Kohle- oder Müllheizkraftwerken lassen sich durch Umwandlung der nicht verbrauchten Kalkmengen mittels sulfathaltiger sauerer Zuschlagsstoffe, wie Eisen-II-sulfat und Dünnsäure, und anschließender thermischer Behandlung in Anhydrit verfestigen. Das Reaktionsprodukt kann als Baustoff für den Untertagebergbau Verwendung finden (DE 37 43 818 AI) .

Die US-A-1 942 770 beschreibt ein Verfahren zur Verfesti¬ gung von Flugasche mit Branntkalk durch Zusatz von Wasser, Erhitzen und Aushärten. Die Wahl des zu verfestigenden Ab¬ fallstoffes ist eindeutig auf Flugasche aus der Verbrennung von bituminöser Kohle beschränkt. Es findet sich kein Hin-. weis auf Schwermetalle, wie sie erfindungsgemäß als lang¬ beständig immobilisiert werden sollen. Zusätzlich weist das bekannte Verfahren einen vorgeschalteten Prozeß auf, in dem "ungelöschte" Bestandteile der Flugasche durch Altern in feuchter Atmosphäre bei Raumtemperatur neutralisiert werden sollen. Darüber hinaus soll ein Benetzen der Flugasche durch Tempern des Gemisches aus Flugasche und Branntkalk bei höhe¬ rer Temperatur in feuchter Atmosphäre erreicht werden. Hier¬ für ist ein Zeitraum von 12 Stunden oder länger erforder¬ lich. Festzuhalten ist, daß es bei einem Tempern in feuchter Atmosphäre nicht zu einer weitgehenden Entfernung des Hydrat¬ wassers kommt.

Die EP-B-222 457 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bauelementen aus Flugasche, die Calciumhydroxid oder einen in Calciumhydroxid umwandelbaren Stoff enthält. Darüber hinaus können Gips, Kies, Metalloxide und Schlämme eben¬ falls mitenthalten sein. Das aufbereitete und granulierte Material wird mittels einer Presse in die gewünschte Form gebracht, worauf man den Formkörper bei weniger als 100°C

in ca. 8 Stunden aushärten läßt. Eine auslaugbeständige Ver¬ festigung von Schwermetallen und anderen Schadstoffen in der Entgegenhaltung wird nicht angesprochen.

Die DE-A-3 525 111 beschreibt die Verfestigung von Abfall¬ stoffen, wie Aschen oder Filterstäuben mittels hydrauli¬ schen Bindemitteln, z.B. Portlandzement. Die Einbindung solcher Abfallstoffe in Zement ist an sich bekannt, die alleinige Verfestigung in dieser Weise führt jedoch nicht zu einer dauerhaften Immobilisierung der Schadstoffe. Zwar wird auf Seite 2, 2. Spalte, Zeilen 45-48 der Druckschrift erwähnt, daß das Verfahren "zu absolut auslaugfähigen Agglo- meraten" führt, quantitative Belege für diese Behauptung werden jedoch nicht erbracht.

Die DE-A-3 239 768 behandelt ein Verfahren zur Aufbereitung von Calciumsulfatabfallen, wie sie auch bei der Rauchgas- entschwefelung entstehen. Durch Zusatz von geeigneten Men¬ gen Calciu oxid soll die Fließ- und Förderfähigkeit des Ab- fallstoff s soweit verbesser werden, daß sich hieraus Stof¬ fe für die Bauindustrie gewinnen lassen.

Die DD-A-149 136 stellt ein Verfahren zur Ab- und Endlage¬ rung von Abfallstoffen "insbesondere mit unter Umweltbedin- gungen eluierbaren und emittierenden Anteilen" vor. Es wer¬ den zwei Alternativen vorgeschlagen, wonach die Abfallstoffe einerseits mit einem wasserabweisenden Thermoplast zwischen Bindemittel, oder mit einem durch chemische Umsetzung er¬ härteten Bindemittel, z.B. Portlandzement, zur Reaktion gebracht wird. In der Auflistung der Abfallstoffe werden nahezu alle nur denkbaren Stoffe aufgeführt, unter anderem auch REA-Gips und Galvanikschlämme.

All diese bekannten Verfahren weisen den gemeinsamen Nach- teil auf, daß das Problem der wasserlöslichen Substanzen

nicht gelöst wird, da sowohl die bei der Hochtemperatur- einschmelze erhaltenen Produkte neue toxisch belastete Reststoffe erzeugen, wie auch die mit Zement verfestigten Produkte immer noch eine hohe Eluierbarkeit der Schadstoffe aufweisen. Eine offene Endlagerung ist daher ohne Gefähr¬ dung der Umwelt nicht möglich.

Die sicherste Art, Filterstäube und weitere Reaktionsprodukte aus der Rauchgasreinigung zu entsorgen, ist daher heute die Verbringung Untertage in Bergwerken, Salzstöcken oder ähnlichen gesicherten Deponien. Die Kapazität dieser Deponien ist jedoch begrenzt, es müssen große Mengen über zum Teil große Entfernungen transportiert werden, so daß die Betreiber von Abfallverbrennungsanlagen mit erheblichen finanziellen Mehrbelastungen konfrontiert werden.

Die Hauptbestandteile der obengenannten Reststoffe sind im wesentlichen Chloride, Silikate, Aluminate, zum großen Teil in Form von Kalziumverbindungen sowie als

Nebenbestandteile Schwermetalle. Ein typisches Beispiel für die Zusammensetzung von Reststoffen aus Gewebe- bzw. Elektrofiltern von Müllverbrennungsanlagen zeigen Tabellen 1 und 2.

Tabelle 1

Zusammensetzung von Reststellfen aus Gewebe- bzw. Elektrofilter

MVA 1 MVA 2 MVA 3

Parameter Rückstand Rückstand Rückstand Gewebe ilter Gewebefilter Elektrofilter

Wassergehalt % 35,9 0,5

Hauptbestandteile*

- CaCl ₂ 18 22 23

- CaSO< 6 7

- Ca(OH) ₂ 4S 53 55

- CaC0 ₃ 14 17 11

- unlöslicher Flugstaub 16 3 4

- Auslaugbares 24,5 27 28

Schwermetalle* (mg/kg)

- Cadmium 142 128 265

- Nickel 23 7 20

- Quecksilber 2 6 ^'

- Thalium < 20 < 20

- Blei 2300 1897 2500

- Kupfer 298 245 215

- Chrom 56 100

- Zink 6290 6999 5800

* Die Werte beziehen sich auf Trockensubstanz.

Tabelle 2

Sprühtrocknersalze aus der Rauchgasreinigung

MVA 4 MVA 5 MVA 6

Chlorid Cl 236 g/kg 145 g/kg 494 g/kg Sulfat SO 2- 209 g/kg 89 g/kg 136 g/kg

Zink Zn 7,6 g/kg 31,5 g/kg 34,3 g/kg Blei Pb 1,9 g/kg 10,8 g/kg 8,0 kg

Bei der Analyse der Sprühtrocknersalze hat man sich auf vier wichtige Parameter beschränkt. Als Indikator für gut lösliche Stoffe wurde Chlorid (Cl ^~ ) und Sulfat (SO. ^~ ) gewählt.

Als Indikator der Schwermeta lle wurden als kritische Parameter Zink (Zn) und Blei (Pb) ausgewählt .

Die Stäube sind besonders mit Blei, Kadmium, Zink und Kupfer angereichert, die hauptsächlich für die Umweltbelastung verantwortlich sind. Der Gehalt an löslichen Chloriden und Sulfaten ist beachtlich hoch und kann 50 Gew.% überschreiten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Aufbereiten und Verfestigen dieser Filterstäube und der Reaktionsprodukte aus der Rauchgasreinigung von Abfall- und

Klärschlammverbrennungsanlagen zur Verfügung zu stellen, so daß ein auslaugbeständiges Endprodukt entsteht, in dem die Schadstoffe immobilisiert sind, und das ohne Gefährdung der Umwelt über sehr lange Zeiträume in oberirdischen Monodeponien ohne ^' erhöhte

Sicherheitsanforderungen gelagert werden kann.

Die Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgem ß durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.

Hierbei kommt es zu einer Reaktion von Filterstaub und/oder den Reaktionsprodukten aus der Rauchgasreinigung mit dem Branntkalk, die zu einer Mineralneubildung der leicht löslichen Mischsalze und Schwermetallverbindungen führt. Das neu gebildete Speichermineral ist nur schwer wasserlöslich und kann ggf. mit einem hydraulischen Bindemittel verfestigt werden.

Für die Ausbildung der schwer löslichen Salze ist ein bestimmter Kalkanteil von ca. 5 bis 25 %, bezogen auf das trockene Gesamtgemisch von Filterstaub und weiteren Reaktionsprodukten aus der Rauchgasreinigung ggf. zusammen mit weiteren Zuschlagsstoffen notwendig. Im allgemeinen enthalten Filterstäube und andere Reaktionsprodukte aus der Rauchgasreinigung bereits größere Mengen an

Kalkhydrat, so daß die zuzugebende Menge an Kalziumoxid in

Form von ungelöschtem Kalk (Branntkalk) ggf. reduziert werden kann, jedoch muß mindestens 5 % Branntkalk zugesetzt werden, um die Mineralneubildung zu ^' bewirken.

Es wurde festgestellt, daß der Prozeß der

Mineralneubildung dann besonders vorteilhaft abläuft, wenn der Mischung aus Filterstäuben und/oder Reaktionsprodukten mit Kalk ein reichhaltiges Angebot an Al _^ O.. und/oder SiO_ als Reagenz zur Verfügung steht. Auch Fe-O- erwies sich als guter Reaktionspartner.

Alle diese Komponenten befinden sich im Rotschlamm, der als Abfallprodukt bei der Aluminiumherstellung in Form von Bauxitaufschlußrückstand in großen Mengen anfällt. Die Entsorgung der Rotschlämme geschieht bisher dergestalt, daß sie in Schlammbecken oder Deponien abgelagert werden.

Eine typische Zusammensetzung von Rotschlämmen zeigt Tabelle 3.

Tabelle 3

SiO,

TiO,

^Fe 2°3

^A1 2°3 Na ₂ 0

CaO 0,1 -

Rotschlämme lassen sich durch Beimischung von Branntkalk verfestigen, jedoch wird dadurch ihr Auslaugverhalten nicht soweit stabilisiert, daß sich die einzelnen Bestandteile nicht mehr lösen. Die Rotschlammentsorgung stellt somit ebenfalls ein wichtiges Problem dar.

Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist deshalb darin zu sehen, daß auch dieser Rotschlamm nutzbringend bei der Lösung des vorliegenden Problems eingesetzt werden kann. Natürlich ist es auch ein großer Vorteil, daß der Rotschlamm als wohlfeiles Abfallprodukt in ausreichenden Mengen zur Verfügung steht.

Eine andere Möglichkeit, aus den leicht wasserlöslichen Rückständen und weiteren Reaktionsprodukten aus Abfallverbrennungsanlagen ein auslaugbeständiges verfestigtes Produkt zu erzeugen, besteht darin, Rückstände aus Rauchgasentschwefelungsanlagen ^' (REA-Produkte) in Mengen von 5 bis 50 Gew.% den Filterrückständen beizumischen. Man verfährt dabei adäquat wie beim Einsatz der Rotschlämme.

REA-Produkte fallen in den Industrieländern insbesondere bei der Rauchgasreinigung von Braunkohle- und • Steinkohlekraftwerken in einer Menge von mehreren Millionen Tonnen j hrlich an. Ein Teil davon wird z.B. in der Baustoffindustrie wiederverwertet, die restliche Menge wird als Abfall deponiert.

Tabelle 4

Chemische Zusammensetzung von REA-Prdukten

(in Gew.%)

-12-

Die Zugabe dieser REA-Produkte zu hoch mit Chloriden belasteten Abfallverbrennungsfilterstäuben, die mit ungelöschtem Branntkalk vermischt sind, in Anwesenheit einer genügenden Menge Kieselsäure (SiO ) unter Zugabe von Wasser (z.B. Deponiesickerwasser) bewirkt eine Speichermineralneubildung. Chloride und Sulfate werden schwer löslich eingebunden.

Alternativ oder zusätzlich zu Rotschlamm oder REA-Produkten lassen sich auch Galvanikschlämme einsetzen, die als Abfallprodukte bei galvanotechnischen Prozessen- anfallen. Galvanikschlämme, die selbst schwer zu entsorgende Reststoffe darstellen, haben sich als gute Reaktionspartner erwiesen und lassen sich durch das

beschriebene Verfahren auslaugstabil verfestigen, wobei der Anteil der Galvanikschlämme an der Mischung aus Filterstäuben, Reaktionsprodukten und Branntkalk vorteilhaft 20 Gew.% nicht übersteigt.

Bei Reaktion mit dem Rotschlamm, REA-Produkten und/oder Galvanikschlämmen bilden sich aus den in den Filterstäuben und Reaktionsprodukten enthaltenen leicht löslichen Salzen chloridhaltige Kalziumhydroxid und aluminathaltige Verbindungen, die man als schwer lösliche Chloride bezeichnen kann. Es kommt dabei zur Mineralneubildung nach dem Muster des als Friedeisches Salz bekannten Speicherminerals (s. Bambauer et al, Fortschr. Minerl., , 253-279, 281-290 (1988)).

Das Gewichtsverhältnis von Filterstaub und/oder Reaktionsprodukten und Branntkalk zu Rotschlamm und/oder REA-Produkt und/oder Galvanikschlämmen kann im Bereich von 10:1 bis 1:10 variieren. Werden die Grenzwerte wesentlich über- bzw. unterschritten, kommt es zu keiner ausreichenden Bildung der schwer löslichen Salze und die Auslaugbeständigkeit der Produkte ist ungenügend. Als besonders günstig hat sich ein Verhältnis von 1 Gew.Teil Filterstaub und/oder Reaktionsprodukten zu 1 Gew.Teil Rotschlamm und/oder REA-Produkt und 1 Gew.Teil Branntkalk erwiesen.

Ein Zusatz von Kieselsäure (Si0 ₂ ) als weiteren Zuschlagsstoff für die Mineralisierung ist vorteilhaft, sofern in den Filterstäuben bzw. im Rotschlamm/REA-Produkt nicht schon bereits Siliziumdioxid in ausreichenden Mengen enthalten ist. Siliziumdioxid, vorzugsweise in aktiver Form, wird den anderen Komponenten Filterstaub und/oder Reaktionsprodukten, Rotschlamm und/oder REA-Produkt und/oder Galvanikschlämmen, und Branntkalk bis zu einem Anteil von 0,25 bis 5 Gew.%, bezogen auf das trockene Gesamtgemisch, beigemischt.

Die Reihenfolge des Vermischens der Komponenten in Stufe a) ist nicht wesentlich und wird sich danach richten, wie sich die technische Lösung im speziellen Fall am besten verwirklichen läßt. So kann man in einer Ausführungsform zunächst Filterstaub und/oder Reaktionsprodukte,

Rotschlamm, REA-Produkt und/oder Galvanikschlämmeri, Branntkalk und ggf. weitere Zuschlagsstoffe innig miteinander vermischen. Anschließend schlämmt man mit soviel Wasser auf, daß eine homogene pastöse Masse gebildet wird. Hierbei kommt es je nach Anteil von

Branntkalk zu einer exothermen Hydratation, welche zu einem Temperaturanstieg auf ca. 50 bis 120°C führt. Dieser Temperaturbereich ist- für das Einsetzen der Mineralneubildungsreaktion notwendig. Ist daher die exotherme Reaktion stark genug muß zur Einhaltung dieser Temperatur ggf. keine weitere Wärme zugeführt werden. Es besteht die zusätzliche Möglichkeit, anstelle des zuzugebenden Brauch- oder Trinkwassers, das im nachfolgenden Trocknungsschritt b) zurückgewonnene Kondensatwasser oder evtl. Sickerwasser aus Deponien zu verwenden. Das so erhaltene pastöse Mischprodukt wird anschließend in einem Trockner/Reaktor eingeführt. Eine kontinuierliche Betriebsweise läßt sich verwirklichen, wenn zwei Chargenmischer wechselweise betrieben werden.

Die Trocknung des Mischprodukts in Stufe b) findet zweckmäßig bei einer Heiztemperatur zwischen 120 bis 150°C statt, wobei zunächst der Wasseranteil ausdampft. Die austretenden Brüden werden kondensiert und das Kondensatwasser kann beim Mischen der Komponenten in Stufe a) wiederverwendet werden. Es besteht auch die Möglichkeit, das Kondensatwasser für eine abschließende Verfestigung des aufbereiteten Produkts ggf. mit einem hydraulischen Bindemittel einzusetzen (Stufe e)). Ein großer Teil des Wassers kann vorteilhaft auch mechanisch ausgepreßt werden, wobei die entstehenden Preßprodukte nach dem Trocknen wieder teilweise zerfallen.

Während des Trocknungs- bzw. Dehydratationsprozesses werden mehrere Umkristallisationsphasen durchlaufen, die zur Verfestigung der Mischung führen können, so daß eine Zerkleinerung während des Trocknens erforderlich ist, um ein fein granuliertes, rieselfähiges Produkt zu erhalten.

Alternativ zu der oben vorgeschlagenen Verfahrensweise können die Komponenten Filterstaub und/oder Reaktionsprodukte, Rotschlamm und/oder REA-Produkt, Branntkalk, und ggf. weitere Zuschlagsstoffe mit Wasser erst in der zur Trocknung vorgesehenen Vorrichtung vermischt werden, wobei das Trocknen und Zerkleinern bei der anschließenden Passage des Materials durch die Vorrichtung erfolgt.

An die Trocknungs- und Zerkleinerungsstufe b) schließt sich eine thermische Behandlung mit abschließender Mineralumwandlung (Stufe c)) in der gleichen Vorrichtung in einem Temperaturbereich von 150 bis zu 350°C des zerkleinerten Trockenprodukts an. Dabei kommt es zur endgültigen Umwandlung der mineralischen Bestandteile in schwer lösliche Salze, wobei das Hydratwasser weitgehend entfernt wird. Hierbei werden die enthaltenen anorganischen Schadstoffe, wie Schwermetalle und andere Salze, immobilisiert.

Um eine Immobilisierung der Schadstoffe zu gewährleisten ist es zweckmäßig, die Dauer der thermischen Behandlung (Stufe c)) auf mindestens 5 Minuten, vorzugsweise 15 bis 120 Minuten einzustellen. Anschließend muß das

Reaktionsprodukt möglichst rasch auf eine Temperatur unterhalb 100°C abgekühlt werden. Die

Abkühlgeschwindigkeit ist vorzugsweise höher als 30°C/Min, was sich mit einer wassergekühlten Kühlschnecke leicht erreichen läßt (Stufe d)).

Vorteilhaft wird die Trocknung b) , die thermische Behandlung c) und der Abkühlschritt d) unter nichtoxidierenden Bedingungen durchgeführt, da hierdurch das Auftreten von möglichen Staubexplosionen verhindert werden kann und somit die Betriebssicherheit der Aufbereitungsanlage erhöht wird. Für die Einhaltung der nichtoxidierenden Bedingungen genügt es, im allgemeinen bei Vermeidung von weiterem Luftzutritt zu arbeiten. Eventuell im System noch vorhandener Sauerstoff wird verdrängt. Es kann auch unter verminderten Druck oder unter Inertgas, wie z.B. Stickstoff gearbeitet werden.

Das Verfahren wird vorteilhaft in einer kombinierten Trocknungs- und Reaktionsvorrichtung mit unterschiedlichen Wärmezonen durchgeführt. Ein solcher Thermoreaktor besteht aus einem heizbaren zylindrischen Gehäuse und einer darin rotierenden Welle, auf der heizbare scheibenförmige Segmente mit unterbrochenen Mischbarren am äußeren Durchmesser aufgesetzt sind-. Der Transport des Materials zwischen den Wärmezonen erfolgt durch die schrägstehenden Segmente, wobei die in der Gehäusewand fest eingebauten Schikanen für eine gute Mischung, Zerkleinerung und ständige Feststoffauflockerung sorgen. Die Schaufelanordnung gewährleistet auch einen guten Wärmeübergang von den beheizten Flächen zum Material und minimiert durch weitgehende Selbstreinigung den Belag auf den Wärmeübertragungsflächen. Die Trocknungsstufe kann aber ebenso gut in einem Mikro ellentunnel durchgeführt werden.

In dem auf diese Weise erhaltenen Produkt sind die in dem ursprünglichen Filterstaub und den Reaktionsprodukten aus der erweiterten Rauchgasreinigung vorhandenen organischen und anorganischen Schadstoffe weitgehend zerstört bzw. durch Bildung schwer löslicher Salze immobilisiert. Das granulatförmige Produkt wird jedoch vorteilhaft noch

weiter verfestigt (Stufe e)), um eine sichere oberirdische Deponierung zu gewährleisten oder ggf. eine weitere Wiederverwendung zu ermöglichen.

Hierzu werden die gemäß Stufen a) bis d) aufbereiteten Rauchgasrückstände ggf. mit hydraulischen Bindemitteln, z.B. Portland-Zement und ggf. weiteren Additiven und Wasser vermischt. Das Gewichtsverhältnis von aufbereitetem Produkt zu hydraulischem Bindemittel ist dabei innerhalb eines Bereichs von 1:1 bis 6:1 frei wählbar. Als günstig hat sich ein Verhältnis von' 4:1 erwiesen. Bei Verwendung von REA-Produkten kann der Zusatz von Bindemitteln verringert und ggf. ganz unterbleiben, da diese Produkte selbst bereits hydraulische Eigenschaften aufweisen. Wird ein hydraulisches Bindemittel zugesetzt, sollte dessen

Anteil 10 Gew.% nicht unterschreiten, um eine ausreichende Verfestigung sicherzustellen.

Der Zusatz von geeigneten Hydrophobisierungsmitteln, vorzugsweise Silikonverbindungen, verleiht dem festen

Produkt zusätzlich wasserabweisende Eigenschaften, was die Auslaugbeständigkeit deutlich erhöhen kann. Die Silikonver¬ bindungen werden vorzugsweise zusammen mit Alkali einge¬ setzt. Besonders geeignete Hydrophobierungsmittel umfassen wässrige Alkalisiliconat-Lösungen, wobei die Alkalisili- conate die Formel R-Si(OH)2~0 ^~ M ⁺ besitzen, in welcher R ein organischer Alkylrest mit 1-10 Kohlenstoffatomen, vorzugs¬ weise Methyl, Ethyl und Propyl, und M ein Alkalimetall, vor¬ zugsweise Kalium, bedeuten. Die wässrigen alkalischen Lö- sungen enthalten zweckmäßigerweise 10-30 Gew.-% Silicon¬ verbindung und werden in einer Menge von etwa 10-30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Feststoffes aus Stufe d) , ein¬ gesetzt. Als Alkalihydroxid enthalten die Lösungen vorzugs¬ weise Kaliumhydroxid. Für das zur Verfestigung notwendige Wasser kann wiederum das Kondensatwasser aus der Trocknungs-

stufe b) verwendet werden. Das in Deponiekassetten vergosse¬ ne oder in Blockform verfestigte Produkt kann als solches auf einer geeigneten Monodeponie oberirdisch gelagert wer¬ den, ohne daß es zu einer relevanten Belastung der Umwelt durch austretende Schadstoffe kommt.

Das aufbereitete Produkt kann auch als Zuschlagsmaterial anstelle von Kies und Sand oder als Bergbaumörtel verwertet werden.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhältlichen Produkte weisen im Hinblick auf ihr Auslaugverhalten, ihre Permeabilität sowie Festigkeit hervorragende Werte auf, was nicht nur ihre umweltverträgliche oberirdische Deponierung erlaubt sondern auch ihre Verwertung als Werk- und/oder Baustoff ermöglicht.

Beispiel

Es werden Filterstäube und Rückstände aus der Rauchgasreinigung einer Müllverbrennungsanlage nach dem beschriebenen Verfahren verarbeitet.

1. Zusammensetzung

a) Filterstaub aus dem Elektrofilter: Chlorid Cl ^" = 56 g/kg Sulfat S0 ₄ ^2~ = 70 g/kg Zink Zn = 31 g/kg

Blei Pb = 7,9 g/kg

b) Sprühtrocknerrückstände aus der erweiterten Rauchgasreinigung: Chlorid Cl ^" = 494 g/kg

Sulfat S0 ₄ ^2" = 136 g/kg

Zink Zn = 34,3 g/kg

Blei Pb = 8,0 g/kg

Anstelle des im Beispiel verwendeten Rotschlamms können auch andere Zuschlagsstoffe, welche die Mineralneubildung fördern, wie

Rauchgasentschwefelungsrückstände, Galvanikschlammme oder Mischungen davon, eingesetzt werden.

2. Vormischen .und Reagieren

1.000 g Filterstaub

1.000 g Sprühtrocknerrückstand

500 g Rotschlamm

600 g Branntkalk

5 σ Kieselsäure

3.105 g

+ 2.500 o Wasser

5.605 g Gemisch

Wesentliche auslaugbare Inhaltsstoffe dieses Gemisches sind:

Chlorid Cl ^" = 550 g

Sulfat S0 ₄ ^2~ = 20 ^' 6 g

Zink Zn = 66,2 g

Blei Pb = 15,9 g

Das Gemisch reagiert nach Zuführung des Wassers (Deponiesickerwasser oder Kondensatwasser oder Brauchwasser) exotherm und erwärmt sich auf bis zu 120°C. Es wird jetzt zur Hydratation 30 Min. stehengelassen.

3. Trocknen des Gemisches in einer Reaktionsvorrichtung mit integrierter Zerkleinerungsvorrichtung unter nichtoxidierenden Bedingungen bei einer Heiztemperatur von 110°C, wobei die in der Anmischphase einsetzende Mineralneubildung weiter abläuft. Nach Beendigung des Vorgangs (60 Min.) ist das Wasser bis auf 3,5 % ausgedampft. Man erhält nun ein rieself higes, im Volumen um 60 % reduziertes Granulat.

4. Erhitzen des Granulats auf 300°C für 20 Minuten. Auch hier herrschen nichtoxidierende Bedingungen vor.

5 ^" .- Abkühlen des Produkts mittels einer wassergekühlten Kühlschnecke auf unter 100°C. Das nun erhaltene Produkt ist nicht mehr hygroskopisch. Die darin enthaltenen Salze und Schwermetalle sind nur noch schwer wasserlöslich.

6. Das Granulat wird dergestalt weiterbehandelt, daß man es nach Zusatz von ca. 5 Gew.% einer geeigneten Silikonverbindung mit Kondensatwasser oder Brauchwasser innig vermischt. Durch Zugabe von 25 Gew.% Zement erhält man einen Mörtel, der in eine Form gegossen nach l Stunde auszuhärten beginnt.

7. Eluattest

Nach einer Aushärtezeit von 28 Tagen wird das verfestigte Endprodukt nach dem Schweizer Eluattest (SET) gemäß TVA, BUS/EDI 1988 eluiert. Dabei wird der Probekörper in eine lOfach größere, vorher entsalzte Wassermenge gehängt, welche 24 Stunden mit CO-,-Gas begast wird. Nach den 24 Stunden wird das Wasser gewechselt und der Vorgang wiederholt. Man erhält somit zwei Eluatlösungen, aus denen sich ein normierter Wert errechnet.

Der Versuchskörper enthält rechnerisch folgende lösbare

Stoffe:

Chlorid Cl ^" 550 g

Sulfat S0 ₄ ^2" 206 g

Zink Zn 66,2 g

Blei Pb 15,9 g

Normierte Eluatwerte nach SET ergeben:

Chlorid mg/1 537 Sulfat mg/1 12,3

Zink mg/1 0,098

Blei mg/1 4,75

Permeabilität m/s 1,15 x 10 ^{l λ} Druckfestigkeit N/mm 2 15,4

Die Grenzwerte des Schweizer Eluattests werden damit deutlich unterschritten.