DE3841835C1 - Process for the manufacture of re-usable products from metallic sludges containing large amounts of adhering oil or other impurities - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung wieder­ verwendbarer Produkte aus metallischen Schlämmen mit hohen Ölanhaftungen oder anderen Verunreinigungen.

Die bei der Schwerindustrie anfallenden ölhaltigen Schlämme bzw. ölhaltigen Walzensinter werden bisher teilweise mit anderen Trockensubstanzen vermischt und auf hütteneigene Deponien gelagert oder werden wegen den immer schärfer werdenden Umweltschutzauflagen in der Bundesrepublik Deutschland nach Frankreich und Belgien transportiert, wo es noch Verwendungsmöglichkeiten gibt, d. h. nach unseren Maßstäben umweltschädlich entsorgt werden.

Eine Entsorgung über bekannte Verbrennungsanlagen bietet bisher keine Lösung, da die Abfallstoffe hier nicht wiederverwend­ bar gemacht werden. Letztlich würden auch diese, trotz hoher Entsorgungskosten, wieder auf Deponien gelagert werden.

Auch arbeiten diese Öfen nicht mit einer indirekten Vorwär­ mung, was ein grundlegendes Merkmal des Erfindungsgedankens darstellt.

Die bekannten Schachtöfen, die als Hochöfen, Kupolofen, Kalkbrennofen und als Ofen für die Zementherstellung ein­ gesetzt werden, arbeiten auch nicht mit einer indirekten Vorwärmung und sind ebenfalls nicht vergleichbar.

Letztlich gibt es noch Schachtöfen, die nach dem Fließbett­ verfahren arbeiten und Gießereialtsande oder ähnliche Ab­ fallstoffe aufzubereiten versuchen. Auch diese arbeiten nicht mit der indirekten Vorwärmung bei gleichzeitiger Überführung der brennbaren Anteile der Abfallstoffe zu einem Dampf-Gasgemisch und Ausnutzung des erhöhten Dampf- Gasgemischdruckes in der Verfahrensweise.

In dem Sonderdruck von Thyssen "Thyssen aktuell", Heft 6/7, 1985 wird ein Verfahren dargestellt, bei dem begrenzt eisenhaltige Abfälle aufbereitet werden. Es beschreibt die Herstellung bindemittelloser Heißbriketts, indem eisenhaltiger Gichtstaub aus dem Hoch­ ofenverfahren über Abgaswärme so weit erwärmt wird, daß er sich in Walzenpressen oder ähnlichen Preßvorrichtungen zu Heißbriketts verdichten läßt. Eine Verfahrensweise, die eisenhaltigen Filterstaub, auch Gichtstaub, zu Heißbri­ ketts umformt, was jedoch mit der beschriebenen Verfah­ rensweise nichts zu tun hat.

Anzuführen sind noch Verfahrensweisen zur Eisenschwamm- und flüssigen Roheisengewinnung aus Eisenerz nach DE 34 37 913 C2, das als Begasungsverfahren mit reduzierenden Gasgemischen arbeitet. Es schreibt günstige Reduktionstemperaturen vor, die bei der Verwendung von ölhaltigen Schlämmen nicht ein­ haltbar sind. Auch ist das Merkmal der indirekten Vorwär­ mung und Gasdampfdruckgemischbildung nicht verfahrensbe­ dingt genannt.

Aufgabe der Erfindung ist daher, ein Verfahren zu schaffen, bei dem aus o. g. Abfallstoffen in einfacher Weise wieder­ verwendbare Sinter- oder Schmelzprodukte hergestellt wer­ den; ein Verfahren, das allen Anforderungen des Umwelt­ schutzes gerecht wird und auch von der Kostenbelastungsseite kein Hindernis darstellt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnen­ den Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, indem im Sinne des Erfindungsgedankens eine indirekte Vorwärmung der be­ nannten Abfallstoffe bis zur Dampf-Gasgemischbildung der dampf- und gasbildenden Materialien der Abfallstoffe be­ trieben wird. Dieser Dampf-Gasdruck, der sich so in der rohrartigen Beschickungsvorrichtung einstellt, kann sich nur in Richtung der Schachtofenbrennzone zum sich hier bildenden Abfallstoffmaterialkegel hin auswirken, weil die Aufgabenseite der rohrartigen Beschickungsvorrichtung mit einem Chargierverschluß, ähnlich dem Verschluß an Hochöfen, versehen ist. Hierdurch erhöht sich der Dampf-Gasgemischdruck in der Beschickungsvorrichtung, weil der Abfallstoffmaterial­ kegel diese zeitweise auch nach unten verschlossen hält.

Auf diese Weise werden die Abfallstoffe so lange vorgewärmt, bis ein immer neu ansteigender Dampf-Gasgemischdruck in der Beschickungsvorrichtung den Weitertransport der Abfall­ stoffe zur Brennzone hin beschleunigt.

Diese Verfahrensweise führt so zu folgenden Vorteilen:

• a) Der freie Ofenraum, der außerhalb der Ofenbeschickungs­ vorrichtung verfügbare Schachtofenraum - von der Brenn­ zone bis zum oben liegenden Abgasabgang - bietet einen langen Abgasweg, damit auch einen großen freien Ofen­ raum, so daß dieser über Sekundärluftzuführung bestens als Nachverbrennungszone nutzbar ist.
• b) Die Verhinderung einer vorzeitigen Verbrennung der brenn­ baren Abfallstoffmaterialien, so daß bei einer indirekten Vorwärmung der Abfallstoffe bis über 600°C ein hoher Dampf-Gasgemischdruck erreicht wird.
• c) Daß über diesen Dampf-Gasgemischdruck der Weitertransport der Abfallstoffe in der Beschickungsvorrichtung er­ leichtert wird.
• d) Durch die Vorverdampfung der brennbaren Materialien wer­ den Überhitzungen an den Feinkornoberflächen der Abfall­ stoffe vermieden, weil die Verbrennung weniger direkt von den Feinkornoberflächen ausgeht, so daß Klumpenbil­ dungen beim Sintervorgang der Abfallstoffe gering ge­ halten werden können.
• e) Beim Übergang des Dampf-Gasgemisches in die Schachtofen­ brennzone führt der erhöhte Druck hier zur Wirbelbildung, was eine intensivere Verbrennung ermöglicht. Eine weitere Druckerhöhung und bessere Wirbelbildung ist durch Zumischen von gas- und dampfbildenden Materialien - Altöle, Was­ ser - möglich, auch durch Kalkstein - CaCO₃ - , der bei Vorwärmtemperaturen über 600°C in Kalk - CaO - und Kohlendioxid - CO₂ - zerfällt.
• f) Durch die intensivere Verbrennung nach e) können notwen­ dige Ofenverweilzeiten auf ein Minimum verkürzt werden.
• Ein angestrebtes Verfahrensziel, über das die Oxidation in der Brennzone vermindert wird, so daß Metalle, die in den Abfallstoffen weniger oxidiert vorliegen, nicht oxidierter anfallen, was ihren Wiederverwendungswert verbessert.
• g) Die indirekte Vorwärmung der Ofenbeschickung und die rela­ tiv kurze Ofenverweilzeit bilden darüber hinaus die Vor­ aussetzung, daß andere ölhaltige Metallabfälle, wie Dreh- oder sonstige Bearbeitungsspäne behandelt werden können, ohne einen Wertstoffverlust durch Oxidation zu erfahren.
• Hier handelt es sich im übrigen um Mengen, die viele hunderttausende Jahrestonnen ausmachen, die bis heute nicht so gelagert, transportiert und aufbereitet wer­ den können, so daß eine Umweltbelastung ausgeschlossen werden kann.

Über Versuche konnten nicht nur die angeführten Vorteile bestätigt werden, sondern darüber hinaus wurde festge­ stellt, daß mit diesem Verfahren auch PCB-haltige Abfall­ stoffe - polychlorierte biphenylhaltige Abfallstoffe - sich einfacher als bisher vernichten lassen.

Die günstigsten Bedingungen hierfür sind: große Verbrennungs­ oberflächen und hohe Temperaturen bei Sauerstoffüberschuß, was aber noch nicht in einfacher Weise verfahrensmäßig durchführbar ist.

Mit dem anmeldungsgemäßen Verfahren ist dies möglich, wenn aus Abfallstoffen Schmelzprodukte hergestellt werden, in­ dem hohe Temperaturen durch Zuführen von reinem Sauerstoff bei der Verbrennung erzielbar sind.

Es ist nochmals besonders hervorzuheben, daß dieses Ver­ fahren wiederverwendbare Produkte aus Abfallstoffen her­ stellbar macht und damit Deponie- und Haldenmißbrauch aus­ schaltet.

Sie ermöglicht eine optimale Weiterveredlung der herge­ stellten Produkte.

Ihre Kostenbelastung ist, im Vergleich zu heutigen Entsor­ gungskosten, nur ein Bruchteil dessen, womit sie Verfügun­ gen für eine bessere Umwelt befolgbarer macht.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung wiederverwendbarer Produkte aus metallischen Schlämmen mit Ölanhaftungen oder ande­ ren Verunreinigungen in einem Schachtofen mit rohrarti­ ger Beschickungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß in dieser rohrartigen Beschickungsvorrichtung die Abfallstoffe indirekt vorgewärmt werden und hierbei die dampf- und gasbildenden Materialien der Abfall­ stoffe ohne Verbrennung in ein Dampf-Gasgemisch mit erhöhtem Druck über­ führt werden, so daß der Weitertransport der Abfallstoffe in der Beschickungsvorrichtung beschleunigt wird und in die Schacht­ ofenbrennzone in verwirbelter Form eintreten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dampf- und gasbildende Materialien den Abfallstoffen vor ihrer Ofenbeschickung zugemischt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als dampf- und gasbildendes Material beispiels­ weise Kalkstein eingesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch kurze Ofenverweilzeiten auch andere Metallab­ fälle entölt werden können.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur in der benannten Schachtofenbrennzone durch Zugabe von Sauerstoff so erhöht wird, daß alle öl­ haltigen Abfallstoffe in flüssiger Form anfallen.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Überführung der oxidischen Metallabfallstoffe in oxidfreie Metallform nicht nur über das Hochofen-, sondern auch über andere metallurgische Verfahren mög­ lich ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß PCB-haltige Abfallstoffe den benannten Abfallstoffen zugemischt werden, um bei Temperaturen oberhalb 1400°C umweltfreundlich vernichtet zu werden.