DD230439A3 - Anordnung zur wiedergewinnung von in deponien abgelagerten metallischen wertstoffen - Google Patents
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Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Rueckgewinnung wertvoller Metalle, die in toxischen industriellen Abprodukten enthalten sind. Das wird erreicht durch die Ablagerung dieser Abprodukte im Wechsel mit anderen, vorzugsweise ebenfalls toxischen industriellen Abprodukten, die chemische Verbindungen enthalten oder bilden, die mit den in der anderen Schicht abgelagerten Metallen wasserloesliche Verbindungen eingehen und so mit dem Deponiesickerwasser ausgewaschen werden. In nachgeschalteten technologischen Stufen werden die Metalle durch geeignete Mittel aus dem Sickerwasser entfernt, z. B. durch Faellung mit Sulfiden und Ionenaustauscher. Die Erfindung gehoert in das Gebiet der Abfallbeseitigung und des Umweltschutzes.
Description
Die Erfindung gehört in das Gebiet der Abfallbeseitigung und des Umweltschutzes und ist einzuordnen in die IPK B 09 B. Die Erfindung wird angewendet, wenn die unmittelbare Rückgewinnung metallischer Inhaltsstoffe aus toxischen industriellen Abprodukten nicht möglich ist oder aber eine gezielte Entgiftung auf Grund hoher Kosten und technologischer Schwierigkeiten nicht durchführbar ist.
In der Literatur werden verschiedene Verfahren zur Beseitigung von toxischen industriellen Abprodukten beschrieben. Danach werden toxische Abprodukte beseitigt durch das Verklappen im Meer, die Verbrennung, das Verpressen in tiefgelegene geologische Horizonte, das Einkapseln oder Verfestigen mit nachfolgender Deponie (Kl. B 03 B 7/00,052628 656 DE) sowie durch Umwandeln in Reaktoren unter Zusatz von Reagenzien im Sinne einer chemischen Technologie (Kl. C 22 B 7/00, WP 48 706 DE). Den gesamten passiven Verfahren ist gemeinsam, daß die toxischen Stoffe erhalten bleiben und somit auch die Gefährdung der Umwelt. Kennzeichnend für Umwandlungsverfahren sind hingegen hohe Kosten.
Gegenwärtig werden 70 bis 80% der industriellen Abprodukte auf Halden abgelagert. Jede Ablagerung in Form einer Deponie ist eine Schadstelle in der Landschaft. Das gilt insbesondere für Ablagerungen von Schadstoffen und toxischen Abfällen. Als Folge solcher Ablagerungen entstehen Langzeitschadstellen oder Extrembiotope. Beschreiben wurden solche Langzeitschadstellen für Ablagerungen von CNT-, CrO4 -, öl- und schwermetallhaltigen Abfällen. Um solche Langzeitschadstellen zu vermeiden, werden sogenannte Gift-, Sonder-, Schadstoffdeponien bzw. im angelsächsischen Sprachgebrauch security landfills errichtet. Der ökonomische Aufwand für die Errichtung solcher Deponien ist enorm. Ursache dafür ist die Präparierung der Deponiebasisfläche mit lehmigen oder tonigen Lockergesteinen bzw. der Einbau von Folien, die Behandlung mit Bitumen oder Wasserglas und die Fixierung der Gifte in Beton, Glas etc. Grund für diese Maßnahmen ist der Schutz des Grundwassers, welches trotzdem verunreinigt wird. Es entstehen nach wie vor Langzeitschadstellen, denn in solchen Deponien bleiben die toxischen Stoffe erhalten und können nur chemisch reagieren und in den geologischen Untergrund abwandern.
Unter dem Eindruck der zunehmenden Schwierigkeiten bei der bergbaulichen Gewinnung von seltenen Metallen, herrührend aus der Notwendigkeit, auf Vorkommen geringen Gehalts zurückzugreifen, ist es möglich, die gemischte Schadstoffdeponie als eine geologische Lagerstätte seltener Metalle aufzufassen.
In allen bekannten Verfahren bei der Anlage von Deponien wird versucht, solche Bedingungen herzustellen, die eine Fixierung der Schadstoffe garantieren. Eine bergbauliche Ausbeutung in herkömmlicher Art ist auf Grund der Kleinheit relativ zu natürlichen geologischen Vorkommen nicht möglich. So verbleibt die Deponie als Langzeitschadstelle in der Landschaft mit einem Potential an Wertstoffen, die in den Zivilisationsrückständen enthalten sind.
Aus den verschiedensten Gründen ist die getrennte Erfassung einer Vielzahl von Sekundärrohstoffen durch die zuständigen Erfassungsbetriebe nicht ökonomisch durchführbar. Es wird auch in Zukunft eine große Menge Produktions- und Zivilisationsrückstände geben, die auf Grund ihrer konkreten Beschaffenheit, der Art und Weise ihres zeitlichen und territorialen Anfallens nur auf Deponien abgelagert werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung zu finden, durch die in toxischen industriellen Abprodukten und Kommunalmüll enthaltene Metalle wie Barium, Kupfer, Nickel, Zink, Blei, Kadmium, Chrom, Quecksilber, Zinn, Silber und Gold mit dem Deponiesickerwasser heraustransportiert und daraus zurückgewonnen werden.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die in einer gemischten Schadstoffdeponie abgelagerten toxischen Metallverbindungen durch die Ablagerung von anderen, gegebenenfalls auch toxischen industriellen Abprodukten mobilisiert und im Deponiesickerwasser heraustransportiert werden. Aus dem Sickenwasser werden die gelösten Metalle abgeschieden.
Das behandelte Sickerwasser kann auf die Deponie zurückgeführt werden.
Die in einem Territorium anfallenden toxischen industriellen Abprodukte sind nach Menge, Art und Gehalt des Schadstoffes sowie chemischer Besonderheiten zu erfassen.
Sie werden in Form einer gemischten Schadstoffdeponie abgelagert. Das erfolgt so, daß Schichten mit metallhaltigen Abprodukten mit solchen Abprodukten bedeckt werden, die komplexbildende Stoffe enthalten oder bilden. Die industriellen Abprodukte werden mit Kommunalmüll im Masseverhältnis von 1:5 bis 1:20 vermischt. Dadurch werden die toxischen Stoffe verdünnt und leichter abbaubar. Organische Inhaltsstoffe werden so der mikrobiologischen Umwandlung zugänglich.
Mit dem Sickerwasser wandern die Komplexbildner durch die metallhaltigen Abproduktschichten. Die Deponie wird auf einer als Migrationssperre wirkenden Schicht aus Ton errichtet. Die Deponiesickerwässer werden gesammelt und in einem Reaktionsgefäß mit einem Fällungsmittel, vorzugsweise Sulfidlösungen versetzt. In einem nachfolgenden Klärbecken werden die Metallsulfide abgetrennt. Das geklärte Wasser wird durch Ionenaustauscher geleitet. Es wird anschließend auf der Deponie verregnet, kann aber gegebenenfalls gefahrlos abgeleitet werden. Der die Metallverbindungen enthaltende Klärschlamm wird gemeinsam mit den beladenen Torffiltern der Aufbereitung zugeführt. Er stellt hochwertiges Konzentrat dar.
Wenn die gemischte Schadstoffdeponie bezüglich ihres Gehaltes an bilanzierten Metallen ausgelaugt ist, wird sie abqeschlossen. Dazu werden von einem bestimmten Zeitpunkt an keine komplexbildenden Abprodukte mehr abgelagert,
Ein ausgewählter Deponiestandort wird miteinerTonschichtSals Migrationssperre präpariert. Darauf wird zunächst Kommunalmüll 12 bis zu einer Höhe von 4m abgelagert.
Auf diese Grundschicht werden mit Kommunalmüll vermischte bleihaltige Abfälle der Farbenindustrie 1 abgelagert. Das Masseverhältnis Kommunalmüil zu Farbschlamm beträgt 10 zu 1, die Schichthöhe 0,1 m. Darauf wird Kommunalmüll, unter den Nickel- und Kadmiumzyanide enthaltener Galvanikschlamm 2 gemischt wird, abgelagert. Das Masseverhältnis Kommunalmüll zu Galvanikschlamm beträgt 10 zu 1, die Schichthöhe 0,2m.
Das anfallende, mit Schwermetallionen angereicherte Sickerwasser 4 wird durch Drainagen einem Auffanggefäß 6 zugeführt. In diesem Auffanggefäß werden durch Zugabe von basischen Aschespülwässern 5 aus einer Naßentaschung der pH-Wert auf 9, derCa++-Gehaltauf 400mg/l und der Sulfidgehalt auf 20 mg/l eingestellt. Die sich bildenden Schwermetallverbindungen setzen sich ab 7 und sind einer Verhüttung zuzuführen 11. Das überstehende Wasser wird durch einen Torfmullfilter 8 geleitet und anschließend auf der Deponieoberfläche verregnet 9. Die Aufnahmekapazität wird analytisch verfolgt. Bei Erschöpfung der Austausch kapazität wird der Torf ebenfalls der Verhüttung zugeführt. Das gereinigte Sickerwasser wird bei Bedarf gefahrlos in den Vorfluter 10 geleitet. Die Vorgänge lassen sich durch folgende Modellreaktionen beschreiben:
1. Mobilisierung .
Na2 [Ni (CN)4] + Na? {Humat]_-»_Ni [HumatH- L4NaCN Na4 [Cd (CN)6]TNa2 "[H um at] -» Cd [Hum atf +"6 NaCNP PbO+ H2O+Na2 [Humat] ^Pb [Humat]+ 2NaOH
2. Entgiftung
2 NaCN + O2-* 2 NaOCN
NaOCN + 2 H2O -» NaHCO3 NH3f
NaCn+ S^. NaSCN
4 NaSCN + 11 O2 + 2 H2O -» 4 NaHSO4 + 4 CO2J + 2 N2f
3. Anreicherung
Ni [Humat] + H2S -♦ NiSJ, + Huminsäure
Cd [Humat] + H2S -» CdSj + Huminsäure
Pb [Humat] + H2S-> PbSJ, + Huminsäure
Die benötigten Reaktionspartner Schwefel und die Humate stammen direkt aus dem Kommunalmüll bzw. entstehen sie auf mikrobiellem Wege daraus.
Wenn die Deponie eine Höhe von 35m erreicht hat, wird sie abgeschlossen. Von diesem Zeitpunkt an wird die Sickerwasserrückführung eingestellt und nur noch Braunkohlenfilterasche bis zu einer Schichthöhe von 0,5m aufgebracht.
Dann wird der ganze Deponiekörper mit einer Deckschicht aus porösem Lockergestein versehen. Die Deponie wird durch Bepflanzung rekultiviert.
Claims (2)
- Erfindungsanspruch:1. Anordnung zur Rückgewinnung der Elemente Kupfer, Nickel, Silber, Gold, Zink, Kadmium, Quecksilber, Zinn, Chrom und Blei aus toxischen industriellen Abprodukten, gekennzeichnet dadurch, daß die oben genannten Elemente enthaltenden industriellen Abprodukte auf einer gemischten Schadstoffdeponie schichtweise im Wechsel mit anderen, gegebenenfalls auch toxischen, komplexbildende Ionen enthaltenden Abprodukten abgelagert werden.
- 2. Anordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß sowohl die schwermetallhaltigen als auch die komplexbildnerhaltigen Abprodukte jeweils mit Kommunalmüll im Massenverhältnis 1:5 bis 1:20, vorzugsweise 1:10, vermischt werden.Hierzu 1 Seite Zeichnungen
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1983
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