PROCESS FOR THE DISPOSAL OF INDUSTRIAL SLUDGES

Abstract: 1. A process for the disposal of industrial sludges by use of cement, characterised in that they are mixed in a proportion by weight of from 10 : 1 to 1 : 10 with coarse-grained to fine-grained powders or sludges, consisting of proportions by weight of about 2 : 1 to 1 : 2 of acid sludges, acid tars and/or acid oils on the one hand and of an oxide mixture containing predominantly iron oxide on the other hand, following which the resultant mixture while forming a mortar-like mass is mixed with a cement.

Description: Verfahren zur Entsorgung von Industrie .schlämrnen. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entsorgung von Industrieschlämmen, deren Beseitigung z.B. nach Abtrocknen in Schlammbeeten oft problematisch ist. Bei Klärschlämmen stösst z.B. ihre Verwendung als Wngemittel wegen der häufig vorhandenen giftigen Inhaltsstoffe, insbesondere Cadmium auf wachsenden Widerstand. Neben den Industrieschlämmen sind auch Säureharze, -teere und -ble gefürchtete Abfallstoffe. Diese fallen z.B. bei der Raffination von Rohölen und Altölen mittels Schwefelsäure an. Sie stellen ein schwarzes teeriges Produkt dar, das im wesentlichen aus polymolekularen Stoffen, Sulfonaten, Schwefelsäureestern und Schwefelsäure besteht. Eine Aufarbeitung dieser Abfallprodukte durch Erhitzen bis zur Zersetzung ist äusserst kostspielig und erfordert die Rückgewinnung der dabei freiwerdenden Schwefelsäure. Aufgabe der Erfindung ist es, Industrieschlffimme sowie auch die für die Umwelt besonders belastenden Säureharzen,-teere und -öle in unschädlicher Form und kostengünstig zu beseitigen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Industrieschlämme im Gewichtsverhältnis 10 : 1 bis 1 : 10 mit groben oder feinkörnigen Pulvern cder Schlämmen vermischt Werden, die im Gewichtsverhältnis von etwa 2:1 bis 1:2 aus Säureharzen, -teeren und/oder -Ölen einerseits und andrerseits aus Oxiden vorwiegend des Eisens bestehen, woraufhin diese Mischung unter Bildung einer mörtelartigen Masse mit einem Zement vermischt wird. Uberraschenderweise hat sich gezeigt, dass ein Gemisch aus Säureharz (dieses steht im folgenden stets für Säureharze, -teere und/oder -ble) und Oxide vorwiegend des Eisens eine günstige Wirkung auf die Einbindung von Industrieschlämmen in Zemente ausübt. Während ohne diese Gemische nur wenig feste Betone gebildet werden, besitzen die aus erfindungsgemässen Mörteln gebildeten Betone eine hohe Festigkeit und Dichte, sodass ein leichtes Herauslösen der für das Grundwasser schädlichen Schwermetallsalzen bei Ablagerung, z.B. in Form von grobstückigem Material nachhaltig vermieden wird. Das Mengenverhältnis von Gemisch bzw. Oxiden zum Industrieschlamm richtet sich nach dem Verhalten des Schlammes gegenüber seiner Einbindung in Zemente. Bei wasserabweisende Substanzen enthaltenden Schlämmen empfehlen sich höhere Oxidnnteile im Gemisch mit einem Säureharz und umgekehrt. Als Oxide kommen vor allem Abfalloxide aus der Industrie in Betracht, insbesondere Gemische aus 24 bis 45Gew.% Fe2O3, 15 bis 28Gew.% Al2O3, 3 bis 11 Gew.% TiO2, 2 bis 20 Gew.% SiO2, 5 bis 12 Gew.% Na2O und 1-3 Gew.% CaO. Derartige Gemisch sind als Pulver oder Schlamm mit 35 bis 98,5 Gew.% Trockensubstanz im Handel erhältlich und enthalten häufig auch gewisse Mengen an Hydroxide, wodurch ihre Wirksamkeit nicht beeinträchtigt wird. In einer ersten Stufe werden diese Oxide mit den in der Regel stark nach S02 riechenden Säureharzen vermischt, wobei, wie sich überraschenderweise gezeigt hat, keine wie sonst üblich insentive S02 Entwicklung bemerkbar i#tt' > #.#Vielmehr wird sogar der bisherige S02-Geruch neutralisiert. Weiterhin hat sich überrasch#nderweise gezeigt, dass dieses Gemisch aus Sµureharz und Oxiden sich praktisch in jedem Verhältnis mit Industrieschlämmen der unterschiedlichsten Zusammenzetzung und ohne ein Wiederfreisetzen des eingebundenen S02 vermischen lässt und überdies, wie gesagt, zur Festigkeit und Dichte der mit Zementen oder ähnlich wirksamen Bindern eingebundenen Schlämme deutlich beiträgt. Als Industrieschlämme kommen insbesondere die in den Schlammbeeten der Wasserreinigungsanlagen oder sonstwie abgetrockneten Klärschämme in Betracht. Weitere Industrieschlämme sind z.B. Galvanikschlamm, Schleifschlamm, Farbschlamm, Jarositschlam:n aus der ErzauS- bereitung und sonstige Schlämme aus der Erzaufbereitung, Bleisulfat-Schwefelsäureschlamm, Teerschlamm, ölschlamm, Hafenschlamm und Bydroxidschlamm. Als Zemente kommen praktisch alle bekannten Zemente und zementartigwirksarnen Bindemittel in Betracht, wie z.B. Portland- > Hochofen-,Tonerde-,Secar-,Trass- und Sorelzement, ferner Kaolinerde oder Kalk in Form von Kalkhydrat oder Ätzkalk. Gegebenenfalls kann man als Bindemittel auch Flugstaub verwenden. Der erfindungsgemässe Mörtel erstarrt zu Betonen von erheblicher Festigkeit und kann vor dem Abbinden auf Formkörper, also betonartige Steine. verarbeitet oder nach vollständigem oder teilweisem Abbinden über Zerkleiner zu Füllstoff verarbeitet werden. Das Vermischen der Komponenten erfolgt zweckmässiger- weise in Zwangsmischern, wobei ein gewisses Zerreiben oder Vermahlen der Mischungen erzielt wird. Da durch eine Zugabe von Kalkhydrat oder Xtzkalk der pH-Wert des Mörtels beliebig einstellbar ist, können,sofern in den abgebundenen Betonen durch Auslaugen keine boden schädliche Inhaltsstoffe festgestellt werden können, diese, gegebenenfalls nach Zerkleinern, als Bodenverbesserungsmittel dienen. Dabei lässt sich mühelos der jeweils vorhandene Säuren- oder Basencharakter des Garten- oder landwirtschaftlich genutzten Landes berücksichtigen. Da in wässrigen Eluaten erfindungsgemässer Verfesti- gungsprodukte in der Regel kein erhöhter Anteil an Blei-,Zink-,Kupier-,Chrom-und Eisenionen festzustellen ist, so ist das Verfahren jedenfalls von hoher Umweltfreundlichkeit. Ersetzt man den Zement ganz oder teilweise durch Kaolinerde, so kann man nach Pelletieren der Mischung und Erhitzen der Pellets auf etwa 1250dz diese Produkte als Ersatz für Tonerdepellets oder Bims verwenden. Die Beispiele zeigen die Vielseitigkeit des erfindungsgemässen Verfahrens für die Entsorgung von Schlämmen insbesondere die mengenmässige Abstimmung der Ausgangskomponenten aufeinander. Der Mörtel kann sofort in Formen abgefüllt und somit Bu Steinen unterschiedlicher Formen verarbeitet werden. Stattdessen kann man den Mörtel nach dem Erstarren zu einem grob oder feinkörnigen Füllstoff oder Düngemittel verarbeiten. Beispiel 1 14 Gew.Teile Säureharz werden mit 12 Gew..Teilen eines Oxidgemisches bestehend etwa aus 38 Gew.% Fe203, 25 Gew% A1203, 3 Gew.% TiO2, 20 Gew.% SiO2, 10 Gew.% Na2O und 3 Gew.% CaO, innig vermischt und sodann das gebildete Pulver mit 55 Gew.Teilen Klärschlamm (Wassergehalt etwa 85 %) im Gewichtsverhält nis-l:l verrührt. In diese Schlammischung werden noch 7 Gew.Teile Flugstaub, 5 Gew.Teile Hochofenzement und 7 Gew.Teile Kalkhydrat eingemischt. Es wird ein grauer bis braunschwarzer Mörtel gebildet, der nach 4 bis 8 Stunden mehr und mehr zu einer festen Masse erstarrt. Diese besitzt nach 28 Tagen eine Druckfestigkeit von ca. 250 N/cmê. Im folgenden werden weitere in Betracht kommende Ausgangsmischungen angegeben, wobei die als vorwiegend angegebenen Gew.Teile zu Betonen der angegebenen Festigkeiten führen. Teile steht in allen Beispielen für Gewichtsteile. Beispiel 2 15 bis 45 Teile Säureharz vorwiegend 25 bis 35 T. 20 " 40 Teile Oxidgemisch " 25 " 35 T. 50 " 100 n Klärschlamm " 75 " 80 T. (Wassergehalt 75%) 5 " 40 " Teerschlamm " 15 " 25 T. 5 fl 40 n Flugstaub n 15 n 30 T. lo n 40 n Trasszement n 20 bis 30 T. Es entsteht ein schwarzgrauer Mörtel mit einer Druck 2 festigkeit von 180 -250 N/cm nach 28 Tagen. Beispiel 3 10 - 40 Teile Säureteer vorwiegend 15 -25 T. 15 - 35 lt Oxidgemisch n 20 -30 T. (32 % Je2O3) 60 - 100 " Klärschlamm " 70 -80 T. 2 - 20 " Kalkhydrat " 10 -15 T. 5 - 10 " Sorelzement " 8 -10 T. Es entsteht eine graue bis schwarze Mörtelmasse, die nach 8 bis 12 Stunden erstarrt Nach 28 Tagen wird eine Druckfestigkeit von 150 - 200 N/cm2 erreicht. Beispiel 4 10 - 40 Teile Säureharz vorwiegend 15 - 30 T. 10 - 50 " Oxidgemisch " vorwiegend 15 - 25 T. (28% Fe2O3) 60 - 100 " Klärschlamm " 75 - 80 T. 3 - 10 " Portlandzement " 4 - 7 T. Es entsteht ein plastischer Mörtel, der nach 3 - lo Stunden erstarrt. Nach 28 Tagen wird eine Druckfestigkeit von 200 - 300 N/cm2 erreicht. Beispiel 5 15 - 40 Teile Säureharz vorwiegend 25 - 35 T. 15 - 40 Teile Oxidgemisch n 30 - 33 T. (38 % Fe203) 60 -loo lt Klärschlanim n 70 - 80 T. (Wassergeh. 85%) 20 - 50 " Galvanikschlamm " 25 - 30 T. 25 - 50 " Flugstaub " 30 - 40 T. 15 - 40 lt Hochofenzement n 25 - 35 T. Es entsteht ein grauschwarzer plastischer Mörtel, der nach 3- 8 Stunden erstarrt. Nach 28 Tagen wird eine Druckfestigkeit von 80 bis 250 N/cm2 erreicht; Beispiel 6 15 - 40 Teile Säureharz vorwiegend 20 - 35 T. 20 - 35 lt Oxidpulver n 25 - 30 T. (30% Fe2O3) 60 - 100 " Klärschlamm " 70 - 80 T. (Wasserg. 70%) 30 - 80 " Flugstaub " 40 - 70 T. 30 - 80 " Hydroxidschlamm " 45 - 60 T. 10 - 25 " Hochofenzement " 15 - 20 T. Es entsteht ein grau-schwarzer Mörtel, der nach 4 - 10 Stunden erstarrt. Nach 28 Tagen wird eine Druckfestigkeit von 100 - 200 N/cmê erreicht. Beispiel 7 15 - 40 Teile Säureöl vorwiegend 20 - 25 T. 25 - 50 " Oxidgemisch gem. " 35 - 45 T. Beispiel 1 60 - 100 " Klärschlamm " 75 - 80 T. 10 - 40 " Flugstaub " 25 - 30 T. lo - 30 n Ölschlamm n 15 - 20 T. Es entsteht eine dunkelbraune Masse, die nach etwa 20 Stunden erstarrt. Nach 28 Tagen wird eine 2 Druckfestigkeit von 150 - 200 N/cm erreicht. Beispiel 8 30 - 60 Teile Säureharz vorwiegend 40 - 50 T. 30 - 70 lt Oxidpulver (45% Fe203) n 45 . 55 T. lo ¯ 35 lt Secarzement n 15 - 30 T. 10 - 40 lt Kaolinschlamm 15 - 25 T. Das Gemischwird in Ziegelform zum Erstarren gebracht. Die Steine werden bei etwa 12500C gebrannt. Es entsteht ein guthaltbarer Ziegelstein. Beispiel 9 15 - 40 Teile Säureharz vorwiegend 20 - 25 T. 30 - 60 n Oxidschlamm n 35 - 45 T. (Wassergeh. 40%) 25 - 85 " Abwasserklärschlamm " 40 - 60 T. Wassergehalt: 65 % 15 - 75 " Kaolinerde " 40 - 60 T. 1 - 5 " Hochofenzement " 2 - 3 T. Es entsteht eine dunkelgraue Masse, die sich zu können diese Pellets als Ersatz für Tonerdepellets oder Bims dienen.

Claims: Verfahren zur Entsorgung von Industrieschlämmen Patentan sprüche 1. Verfahren zur Entsorgung von Industrieschläm- men, dadurch gekennzeichnet, dass diese im Gewichtsverhältnis von 10 : 1 bis 1 : 10 mit grob- bis feinkörnigen Pulvern oder Schlämmen, bestehend im Gewichtsverhältnis von etwa 2 : 1 bis 1 : 2 aus Säureharzen, -teeren und/oder -ölen einerseits und andrerseits aus Oxiden, vorwiegend des Eisens, vermischt werden, woraufhin diese Mischung unter Bildung einer mörtelartigen Masse mit einem Zement vermischt wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Oxidgemisch vorwiegend Eisen in Form von Fe2O3 enthält. 3. Verfahren nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zement ganz oder teilweise durch Kaolin oder Kalk in Form von Kalkhydrat oder Ätzkalk ersetzt wird. 4. Verfahren nach Anspruch l-3,dadurch gekennzeichnet, dass der Zement ganz oder teilweise durch Flugstaub ersetzt wird. 5. Die Verwendung der nach den Ansprüchen 1-4 hergestellten Mörtel nach ihrem Erstarren und gegebenenfalls Zerkleinern als Bodenverbesserungsmittel. 6. Die Verwendung der nach den Ansprüchen 1-4 hergestellten Mörtel nach ihrem Erstarren als Füllmaterial in Form von, gegebenenfall gebrannten Steinen als Baumaterial. 7. Die Verwendung der nach den Ansprüchen 1-4 hergestellten Massen nach Pelletieren und Erhitzen auf etwa 1250 C als Ersatz für Tonerdepellets oder Bims.

Inventors: FRITSCH, GEORG, DR.
Applicants: FRITSCH, GEORG, DR.
Application year: 1983
Main classification: C02F11
IPC codes: C04B28, C02F11, C09K17, C04B33, C04B18