EP0691160B1 - Verfahren zum Rückgewinnen von Wertstoffen aus Müllverbrennungsschlacke - Google Patents

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EP0691160B1
EP0691160B1 EP95810425A EP95810425A EP0691160B1 EP 0691160 B1 EP0691160 B1 EP 0691160B1 EP 95810425 A EP95810425 A EP 95810425A EP 95810425 A EP95810425 A EP 95810425A EP 0691160 B1 EP0691160 B1 EP 0691160B1
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separated
slag
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Markus Bürgin
Verena Dr. Schmidt
Franz-Georg Dr. Simon
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Martin GmbH fuer Umwelt und Energietechnik
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ABB Research Ltd Switzerland
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B9/00—General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets
    • B03B9/04—General arrangement of separating plant, e.g. flow sheets specially adapted for furnace residues, smeltings, or foundry slags

Definitions

  • the invention relates to a method for recovery of valuable materials from waste incineration slag according to the generic term of claim 1.
  • the slag is released immediately after the furnace quenched in a wet purifier. This is done a decrease in the heavy metal content in the slag. This is insufficient, however, and significant proportions remain of toxins in the slag.
  • the invention as characterized in the claims is, the task is based on a method of the beginning Specify the type mentioned, which is based on the starting material dry slag is optimally adapted and at which focuses on the recovery of valuable materials.
  • the coarse fraction> 2mm is a perforated sieve, preferably a vibrating sieve with a typical 32 mm hole diameter fed.
  • the screen overflow is through a reading level led where unburned (wood, paper) and contaminants such as Electric motors, small transformers, electromagnets, coils, etc. are separated.
  • contaminants such as Electric motors, small transformers, electromagnets, coils, etc.
  • the sieve run of this 32mm perforated sieve is in a mill, e.g. a ball mill or an oscillator breaker, selective divided into two fractions.
  • a mill e.g. a ball mill or an oscillator breaker
  • the ash-like, Heavy metal contaminated material, inert materials like Glass, ceramics, clay, stones etc. leave this level essentially uncrushed.
  • the material flow runs through a magnetic separator after the mill, where iron is separated again with high efficiency.
  • the two grain fractions are then behind the magnetic separator separated on a strainer screen.
  • the burdened Fine fraction with grain sizes smaller than 2 mm is preferably combined processed with the fine fraction from the first perforated screen, e.g. by solidification or melting.
  • the Coarse fraction are considered non-ferrous metals (Al, Cu, etc.) Separate valuable materials, for example with an eddy current separator.
  • the quality of the separated metals is because of the dry slag discharge of the raw slag very good. Back remains inert material, e.g. reused in road construction can be.

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
  • Separation Of Solids By Using Liquids Or Pneumatic Power (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Gasification And Melting Of Waste (AREA)

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Rückgewinnen von Wertstoffen aus Müllverbrennungsschlacke gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
TECHNOLOGISCHER HINTERGRUND UND STAND DER TECHNIK
Bei der Verbrennung von Siedlungsabfällen fallen etwa 250 kg Schlacke pro Tonne Müll als Reststoff an. Die anfallende Schlacke weist direkt nach dem Ofen Gehalte an Schadstoffen auf, welche ihre weitere Verwendung, z.B. als Baustoff, verhindern. Die Ablagerung der Schlacke in Deponien führt zu einer Gefährdung der Umwelt, wenn nicht besondere Vorkehrungen getroffen werden, z.B. das Auffangen des Sickerwassers.
Normalerweise wird die Schlacke unmittelbar nach dem Ofenaustritt in einem Nassentschlacker abgeschreckt. Dabei erfolgt eine Absenkung des Schwermetallgehalts in der Schlacke. Diese ist jedoch ungenügend, und es verbleiben erhebliche Anteile von Giftstoffen in der Schlacke.
In der EP-Patentschrift 0 372 039 wird nun erstmals ein Weg zur Aufbereitung von Schlacke aus Kehricht- und Abfallverbrennungsöfen aufgezeigt, wobei die Schlacke nach dem Ofen direkt und ohne vorherige Abschreckung in einem Wasserbad der Grobreinigung (Entfernen unverbrannten Grobgutes und magnetischer Teile) zugeführt wird. Dananch wird die grob gereinigte Schlacke in mindestens zwei Fraktionen getrennt und einer Fraktion alle Partikel, welche kleiner als 2 mm sind, zugewiesen.
Diesem bekannten Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Feinfraktion den grössten Teil der ursprünglich in der Schlacke beim Schlackenaustritt enthaltenen Schadstoffe enthält. Sie ist mengenmässig gering im Vergleich zur Grobfraktion und muss einer Sonderbehandlung zugeführt werden. Die Grobfraktion hingegen ist für die direkte Verwendung als Baustoff oder zur Ablagerung in Deponien geeignet. Anregungen zum Wiedergewinnen von anderen Wertstoffen als Schlacke Wertstoffen sind der EP- 0 372 039 B1 nicht zu entnehmen.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Der Erfindung, wie sie in den Patentansprüchen gekennzeichnet ist, liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung anzugeben, das auf das Ausgangsmaterial trocken ausgetragene Schlacke optimal angepasst ist und bei dem das Rückgewinnen von Wertstoffen im Vordergrund steht.
Der Vorteil der Erfindung ist insbesondere darin zu sehen, dass neben Inertstoffen, z.B. Schlacke in Baustoffqualität, Eisen, Nichteisenmetalle, vor allem Aluminium und Kupfer, vom schwermetallbelasteten feineren Material getrennt werden können. Letzteres Material, das nur etwa 30% des Gesamtgewichts ausmacht, kann dann der Sonderbehandlung zugeführt werden.
Durch den trockenen Austrag der Schlacke aus dem Verbrennungsofen sind die Wertstoffe weitgehend frei von Anhaftungen mineralischen Materials. Auch werden dadurch chemische Reaktionsvorgänge zwischen der alkalischen Schlacke - sie enthält typisch 10 - 15% CaO - und Wasser vermieden, z.B. die Oxidation von metallischem Aluminium.
Die Erfindung und die mit ihr erzielbaren Vorteile werden nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
In der einzigen Figur der Zeichnung ist eine aus einzelnen Baugruppen zusammengestellten Anlage zum Rückgewinnen von Wertstoffen aus trockenausgetragener Müllverbrennungsschlacke schematisch dargestellt.
WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Die aus der Verbrennungsanlage trocken ausgetragene Schlacke wird in die in der Figur schematisch dargestellte Schlackenaufbereitsanlage übergeführt und gelangt dort zunächst in ein Stangensieb, wo das Ueberkorn (Material grösser 300 mm) mechanisch abgtrennt wird. Dadurch kann die Belastung und der Verschleiss der nachfolgenden Siebe vermindert werden.
Das grob gesichtete Material läuft dann über ein elektromagnetisch angtriebenes 2mm-Sieb. Auf diese Weise wird der Feinanteil abgetrennt und somit die Staubfracht für die nachfolgenden Verfahrensschritte vermindert. Dieser Feinanteil enthält nach der Lehre der eingangs zitierten EP 0372 039 B1 einen bis 90% betragenden Teil der in der Rohschlacke enthaltenen Schadstoffe. Er wird einer Sonderbehandlung zugeführt.
Im nächsten Schritt wird der Grobanteil > 2mm einem Lochsieb, vorzugsweise ein Schwingsieb, mit typisch 32 mm Lochdurchmesser zugeführt. Der Siebüberlauf wird durch eine Leseebene geführt, wo Unverbranntes (Holz, Papier) sowie Störstoffe wie Elektromotoren, Kleintransformatoren, Elektromagnete, Spulen, etc. abgetrennt werden. Gerade die Entfernung von Störstoffen, die neben Eisen andere Metalle, insbesondere Kupfer, enthalten ist dabei von besonderer Bedeutung, weil derartige Objekte bei der späteren magnetischen Trennung sonst der Eisenfraktion zugewiesen werden, was die Qualität der Eisenfraktion herabsetzt.
Anschliessend wird das Material in einer Hammermühle zertrümmert. Es folgt eine weitere Eisenabtrennung mit einem Ueberbandmagneten. Durch den trockenen Austrag der Schlacke und die Bearbeitung in der Hammermühle ist das Eisen weitgehend von anhaftenden Staubpartikeln befreit und somit qualitativ hochwertig. Das zerkleinerte und nunmehr praktisch eisenfrei Material wird auf das 32mm-Lochsieb zurückgeführt.
Der Siebdurchlauf dieses 32mm-Lochsiebes wird in einer Mühle, z.B. einer Kugelmühle oder einem Oszillatorbrecher, selektiv in zwei Fraktionen aufgeteilt. Dabei wird das ascheartige, schwermetallbelastete Material zertrümmert, Inertstoffe wie Glas, Keramik, Ton, Steine etc. verlassen diese Stufe jedoch im wesentlichen unzerkleinert.
Der Stoffstrom läuft nach der Mühle durch einen Magnetabscheider, wo nochmals mit hohem Wirkungsgrad Eisen abgetrennt wird.
Die beiden Kornfraktionen werden dann hinter dem Magnetabscheider auf einem Spannwellensieb getrennt. Der belastete Feinanteil mit Korngrössen kleiner 2 mm wird vorzugsweise zusammen mit dem Feinanteil aus dem ersten Lochsieb weiterbearbeitet, z.B. durch Verfestigen oder Einschmelzen. Von der Grobfraktion werden Nichteisenmetalle (Al, Cu, etc.) als Wertstoffe abgetrennt, zum Beispiel mit einem WirbelstromSeparator. Die Qualität der abgetrennten Metalle ist wegen des trockenen Schlackenaustrags der Rohschlacke sehr gut. Zurück bleibt inertes Material, das z.B. im Strassenbau wiederverwendet werden kann.

Claims (4)

  1. Verfahren zum Rückgewinnen von Wertstoffen aus Müllverbrennungsschlacke, bei dem die Rohschlacke nach dem Austritt aus dem Ofen direkt und ohne vorheriges Abschrecken in einem Wasserbad der Grobreinigung zugeführt wird, die trockene und grob gereinigte Schlacke in mindestens zwei Fraktionen getrennt wird, und alle Partikel, welche kleiner sind als 2 mm, einer ersten Fraktion zugewiesen, und die restlichen Partikel einer zweiten Fraktion zugewiesen werden und die zweite Fraktion ihrerseits in einer Siebstufe in mindestens zwei Fraktionen getrennt wird, und alle Partikel, welche kleiner sind als 25 bis 35 mm, einer dritten Fraktion zugewiesen, und die restlichen Partikel einer vierten Fraktion zugewiesen werden,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    aus der dritten Fraktion durch ein Magnetabscheideverfahren hochwertiges, von Schwermetallen befreites und wiederverwertbares Eisen abgetrennt wird und aus dem Restmaterial des Magnetabscheideverfahrens durch weitere Trennverfahren Nichteisenmetalle sowie Inertmaterialien gewonnen werden, die hochwertig, von Schwermetallen befreit und wiederverwertbar sind.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Zuge der Verarbeitung der dritten Fraktion nach durchgeführter Eisenabtrennung eine erneute Siebung erfolgt, bei welcher der von Schwermetallen belastete Feinanteil < 2 mm abgetrennt und zusammen mit den Partikeln der ersten Fraktion weiterverabeitet, vorzugsweise verfestigt oder eingeschmolzen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach der erneuten Siebung in einem Wirbelstromseparator Nichteisenmetalle mit einem hohen Anteil von nicht oxidiertem Aluminium gewonnen werden und der Ueberlauf des Wirbelstromseparators von Nichteisenmetallen befreit ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die vierte Fraktion durch eine Leseebene geleitet wird, wo Unverbranntes und andere Störstoffe ausgeschieden werden, danach das Material mechanisch zerkleinert wird, noch vorhandene Eisenteile ausgesondert werden und das auf diese Weise von Störstoffen und Eisenteilen freie Material in die Siebstufe zurückgeführt wird.
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