BayFORREST

BAYERISCHER FORSCHUNGSVERBUND ABFALLFORSCHUNG UND RESTSTOFFVERWERTUNG

F092 Immobilisierung von Schadstoffen aus industriellen Reststoffen durch Speichermineralbildung - Dynamische Brennversuche im halbtechnischen Maßstab

Arbeitsfeld:

In der Rauchgasreinigung thermischer Abfallverbrennungsanlagen fallen große Mengen schadstoffangereicherte Rückstände wie Filterstäube und Reaktionsprodukte an. Seit Inkrafttreten des KrW-/AbfG wird die hierfür gebräuchliche Formulierung Reststoffe durch den Begriff "Abfälle" (zur Verwertung oder Beseitigung) ersetzt. Diese Rückstände sind in der Regel besonders überwachungsbedürftig (Schwermetallgehalte, leicht lösliche Chloride und Sulfate, organische Substanzen wie Dioxine und Furane). Falls eine Verwertung nicht erreicht werden kann, ist eine Umwandlung in weitgehend umweltneutrale Abfälle anzustreben. In Bezug auf die Entsorgung oder Verwertung werden zur Zeit verschiedene Wege beschritten. Das vorliegende Forschungsvorhaben beschäftigt sich mit der Inertisierung von Reststoffen bzw. mit der Herstellung von Sekundärbaustoffen und Bindemitteln auf Reststoffbasis. Die theoretische Grundlage der Arbeiten ist das Konzept der "Inneren Barriere". Es ermöglicht eine Verringerung des Auslaugverhaltens von Reststoffen durch Bildung von stabilen Verbindungen. Die Wirkung beruht auf der kristallchemischen Fixierung von Schadstoffkationen und -anionen in sogenannten "Speichermineralen". Diese entstehen entweder durch thermische Behandlung (primäre Speicherminerale wie Apatite) oder durch hydraulische Reaktion (sekundäre Speicherminerale wie Ettringit und Calcium-aluminathydroxisalze).Zur primären Speichermineralbildung sind Temperaturen um 800°C erforderlich. Dieses Konzept wurde am Lehrstuhl für Mineralogie der Universität Erlangen-Nürnberg entwickelt. Die Leistungsfähigkeit wurde im Labormaßstab an verschiedenen Reststoffen unter Beweis gestellt. In Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Chemiemaschinenbau und Apparatetechnik soll im Rahmen dieses Projektes die Umsetzung in einen technischen Prozeß erfolgen. Hierzu wurde eine Drehrohrofenanlage im Technikumsmaßstab konstruiert, um ein realitätsnahes kontinuierliches Verfahren zu simulieren. Durch Variation verschiedener Versuchsparameter (Sintertemperatur, Ofenatmosphäre, Reaktionszeit) soll eine Optimierung des Prozesses erfolgen. Die Bewertung erfolgt u.a. durch Kontrolle des Reaktionsumsatzes mittels Pulverdiffraktometrie, durch analytische Methoden zur Untersuchung der Schwermetallfixierung (Aufstellung von Massenbilanzen) und durch Untersuchung des Elutionsverhaltens. Je nach Belastung der Reststoffe sind folgende Verwertungs-/Entsorgungsmöglichkeiten Ziel der Untersuchungen: 1. Einhaltung der Deponieklasse 2 (TA-Siedlungsabfall) für hoch- und mittelbelastete Reststoffe (z.B. Flugstaub aus der Sondermüllverbrennung) 2. Erzeugung eines inerten Bauzuschlagstoffes bzw. Granulates aus mittel - und niedrigbelasteten Rückständen 3. Herstellung von hydraulischen Bindemitteln (Zementen) aus mittel- bis niedrigbelasteten Rückständen.


Gefördert durch:
Bayerisches Staatsministerium für Umwelt und Verbraucherschutz