DE4338846C2

DE4338846C2 - Process for solidifying powdered saline waste

Info

Publication number: DE4338846C2
Application number: DE19934338846
Authority: DE
Inventors: Aldo Boccaccini; Irina Dr Kravtchenko; Berthold Dr Luckscheiter; Werner Prof Dr Lutze; Gerhard Prof Dr Ondracek; Herbert Dr Wieczorek
Original assignee: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Current assignee: Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
Priority date: 1993-11-13
Filing date: 1993-11-13
Publication date: 1999-03-18
Anticipated expiration: 2013-11-14
Also published as: DE4338846A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verfestigung von salzhaltigem Abfall gemäß dem Patentanspruch.The invention relates to a method for solidifying saline waste according to the patent claim.

Unter dem Begriff "salzhaltige Abfälle" werden vor allem solche schwermetallhaltigen Abfälle und insbesondere feste Abfälle aus Müllverbrennungsanlagen wie z. B. Flugaschen, Schlacken und sonstige Rückstände verstanden, die wegen ihrer Toxizität nicht in unveränderter Form auf eine Deponie verbracht werden können.The term "saline wastes" primarily includes such heavy metal wastes and in particular solid waste from waste incineration plants such as B. fly ash, slag and other residues understood that, because of their toxicity, cannot be brought to a landfill in unchanged form.

Es ist bekannt, pulverförmige Abfälle in Glas einzuschmelzen (DE 41 16 334 A1, DE 38 41 221 A1 und DE 38 41 219 A1). Gemäß der WO 93/011 41 wird der pulverförmige Abfall mit gemahlenem Glas vermischt und zu einem Körper gepreßt, bevor der Körper in einen Schmelzofen verbracht wird. Bei allen Schmelzverfahren muß jedoch mit einer Segregation gerechnet werden.It is known to melt powdered waste in glass (DE 41 16 334 A1, DE 38 41 221 A1 and DE 38 41 219 A1). According to WO 93/011 41, the powdered waste is mixed with ground glass and pressed into a body before the body is placed in a melting furnace. At all However, melting processes must be expected to segregate.

Aufgabe der Erfindung ist salzhaltige Abfälle in eine auslaugbeständige und damit deponiefähige Form zu überführen. Die Abfälle sollen homogen und ohne Segregation in eine inerte Matrix eingebunden werden. Die Einbindung soll ohne Anwendung hoher Temperaturen durchführbar sein und möglichst geringe Mengen an Sekundärabfall erzeugen.The object of the invention is to contain saline waste in a leach-resistant and thus landfillable form convict. The waste should be integrated homogeneously and without segregation in an inert matrix. The Integration should be feasible without using high temperatures and the smallest possible amounts of Generate secondary waste.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Patentanspruch beschriebene Verfahren gelöst.The object is achieved by the method described in the claim.

Erfindungsgemäß wird der salzhaltige Abfall in eine Matrix aus Glas eingebettet. Die Matrix für den Abfall wird mit den an sich bekannten pulvertechnologischen Verfahren durch Sinterung hergestellt.According to the invention, the saline waste is embedded in a glass matrix. The matrix for waste is produced by sintering using the powder technology processes known per se.

Soweit der salzhaltige Abfall nicht ohnehin in Pulverform vorliegt, muß er vor Durchführung des Verfahrens gemahlen werden. Vorzugsweise soll der Abfall eine Korngröße aufweisen, die etwa der Korngröße des gemahlenen Glases entspricht.If the saline waste is not already in powder form, it must be carried out before the procedure be ground. The waste should preferably have a grain size which is approximately the grain size of the ground glass corresponds.

Erfindungsgemäß wird gewährleistet, daß zur Einbindung des Abfalls in die Matrix eine möglichst geringe Energie aufgewendet werden muß und daß die Abfälle zuverlässig und vollständig fixiert und von der Matrix umschlossen werden. Ein Aufschmelzen der salzhaltigen Abfälle während des Sinterns oder eine teilweise Verdampfung des Salzanteils kann bei solchen Gläsern weitgehend vermieden werden.According to the invention it is ensured that the lowest possible energy for incorporating the waste into the matrix must be used and that the waste is reliably and completely fixed and enclosed by the matrix become. Melting of the saline wastes during sintering or partial evaporation the salt content can be largely avoided in such glasses.

Das Glas wird auf eine Korngröße von 5 bis 200 µm gemahlen und dann mit dem pulverförmigen salzhaltigen Abfall intensiv vermischt. Die Vermischung kann beispielsweise in einem Taumel-Mischer erfolgen.The glass is ground to a grain size of 5 to 200 microns and then with the powdered saline Waste mixed intensively. Mixing can take place, for example, in a tumble mixer.

Nach der Vermischung wird die Mischung bei einer Temperatur von 600 bis 700°C und einem Druck von 1 bis 20 MPa gesintert. Nach der Sinterung liegt ein fester Block vor, in dem der salzhaltige Abfall homogen eingebunden ist.After mixing, the mixture is at a temperature of 600 to 700 ° C and a pressure of 1 to 20 MPa sintered. After sintering, there is a solid block in which the saline waste is homogeneous is involved.

Erfindungsgemäß werden als Matrix Gitomir-Glas, das in der Ukraine in großen Mengen deponiert ist und sogenanntes R1-Glas, das durch Verglasung von Flugaschen entsteht, eingesetzt.According to the invention are called a matrix Gitomir glass made in Ukraine in large quantities is deposited and so-called R1 glass, which is created by glazing fly ash.

Die chemische Zusammensetzung solcher Abfallgläser ist in der Tabelle 1 wiedergegeben.The chemical composition of such waste glasses is shown in Table 1.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Durchführungsbeispielen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with the aid of implementation examples.

Chlorid- und sulfathaltige Abfallsalze wurden in einer Glasmatrix verfestigt. Die Abfallsalze bestanden aus 70 Gew.-% Na₂SO₄ und 30 Gew.-% NaCl; sie lagen in Form eines weißen, feinkörnigen Pulvers vor. Die Verfestigung erfolgte in Gitomir-Glas und R1-Glas.Waste salts containing chloride and sulfate were solidified in a glass matrix. The waste salts consisted of 70% by weight Na ₂ SO ₄ and 30% by weight NaCl; they were in the form of a white, fine-grained powder. The solidification took place in Gitomir glass and R1 glass.

Die Abfallgläser wurden zuerst zu einer Körnung von < 100 µm granuliert. Für jeden Versuch wurden 30 g Glas mit 6 g pulverförmigem Abfall (entsprechend 20 Gew.-% Abfallzusatz) eingewogen und eine Stunde in einem Taumel-Mischer gemischt und homogenisiert. In einer uniaxialen Presse wurden bei Raumtemperatur zylindrische Preßlinge von 60 mm Durchmesser und 5 mm Höhe hergestellt. Dabei wurde ein Druck von 10 MPa angewendet. Außerdem wurden Proben mit anderen Abmessungen, beispielsweise mit 10 mm Durchmesser und 10 mm Höhe hergestellt.The waste glasses were first granulated to a grain size of <100 µm. For each experiment, 30 g Weighed in glass with 6 g of powdered waste (corresponding to 20% by weight of waste additive) and in one hour mixed and homogenized in a tumble mixer. In a uniaxial press at room temperature cylindrical compacts of 60 mm in diameter and 5 mm in height are produced. A pressure of 10 MPa was found applied. In addition, samples with other dimensions, for example with a diameter of 10 mm and 10 mm high.

Die Preßlinge wurden an Luft in einem Laborofen gesintert. Die Sintertemperatur wurde entsprechend der Glaszusammensetzung gewählt (siehe Tabelle 2) und 2 Stunden gehalten. Die Aufheizgeschwindigkeit betrug 10 K/min; nach dem Sintern wurde der Ofen abgeschaltet und die Proben im Ofen langsam auf Raumtemperatur abgekühlt. Die Dichten der gesinterten Proben wurden über das Archimedes-Prinzip bestimmt; sie sind in der Tabelle 2 angegeben. Alle Proben zeigten eine homogene Verteilung der pulverisierten Abfälle in der Glasmatrix. The compacts were sintered in air in a laboratory furnace. The sintering temperature was in accordance with the Glass composition chosen (see Table 2) and held for 2 hours. The heating rate was 10 K / min; after sintering, the furnace was turned off and the samples in the furnace were slowly brought to room temperature cooled down. The densities of the sintered samples were determined using the Archimedes principle; they are in the Table 2 indicated. All samples showed a homogeneous distribution of the pulverized waste in the glass matrix.

Tabelle 1 Table 1

Tabelle 2 Table 2

Claims

Process for the solidification of powdery saline waste, in which

a) a Gitomir glass or an R1 glass, which is formed by glazing fly ash, is used,
b) the glass is ground to a grain size between 5 and 200 μm,
c) the ground glass is mixed with the powdered saline waste and
d) the glass mixed with the waste is sintered at a temperature of 600 ° C to 700 ° C at a pressure of 1 to 20 MPa.