DE19618663A1 - Verfahren zur Behandlung von mit Quecksilber kontaminierten Kunststoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Dekontaminierung von mit Quecksilber und seinen Verbindungen belasteten Kunststoffen.

Es ist bekannt, daß mit Quecksilber belastete Kunststoffe, bei denen eine mecha­ nische Trennung nicht möglich ist, durch Deponierung entsorgt werden. Die sich daraus ergebenden Probleme sind hinreichend bekannt.

Die Erfindung in der DE 23 34 879 betrifft die Verwendung einer Polythiurampoly­ sulfidverbindung oder einer Mischung dieser Verbindungen zum Entfernen von Schwermetallen. Anwendungszweck dieser Erfindung ist die Entfernung von Schwermetallen aus der Umwelt.

Die DE 37 03 922 bezieht sich auf ein Verfahren zum Entfernen von in Böden ent­ haltenen Schwermetallen wie Blei, Cadmium und Quecksilber durch Zugabe eines sauren Lösungsmittels.

Aus der DE 42 33 600 ist bekannt, daß Kunststoff-Restmaterialien in einer wäßrigen, alkoholischen Lösung, deren ph-Wert über 12 liegt, in verdünnter Natronlauge oder in einer wäßrigen Suspension aus Calciumhydroxid gewaschen werden, wobei sich die metallischen Verunreinigungen unter Wasserstoffbildung auflösen.

Beim bekannten Verfahren der Deponierung entsteht ein großer finanzieller Aufwand für die Einlagerung in Sondermülldeponien. Desweiteren gehen bei dieser Vorge­ hensweise sowohl der Kunststoff als auch das entsprechend zurückzugewinnende Schwermetall, beispielsweise Quecksilber, als Wertstoff verloren.

Bei anderen Verfahren wird der Kunststoff häufig zersetzt, was ebenfalls den Verlust des Wertstoffes zur Folge hat. Insbesondere bei thermischen Verfahren, wie der Pyrolyse oder der Verbrennung, ist das Herausfiltern des gasförmigen Quecksilbers technologisch schwierig und kostenintensiv.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, den mit ionischem und metallischem Quecksilber sowie seinen Verbindungen belasteten Kunststoffen vor ihrem stofflichen Recycling zu dekontaminieren.

Das Problem wird erfindungsgemäß durch das in den Patentansprüchen dargestellte Verfahren gelöst. Der vorsortierte und zerkleinerte kontaminierte Kunststoff wird mit einem Oxidationsmittel behandelt, dessen elektrochemisches Potential größer 0,85 V ist, dessen Oxydationspotential aber nicht ausreicht, um die Kunststoffmatrix aufzu­ schließen bzw. zu einer Veränderung der Kunststoffmatrix führt. Für die Lösung dieses Problems eignet sich insbesondere Natriumhypochlorit in Form einer Lösung. Diese dringt in die Porenstruktur der Kunststoffmatrix ein, das Oxydationsmittel Natriumhypochlorit reagiert mit dem Kontaminaten entsprechend der Nernst′schen Gleichung, wobei im Ergebnis alle Kontaminate ionisiert vorliegen. Durch das Wasser werden die Schwermetallionen in das Eluat überführt. Der dekontaminierte Kunststoff wird anschließend gewaschen und dann dem stofflichen Recycling zugeführt. Zur Abtrennung des in Lösung vorliegendem Quecksilbers aus dem Oxydationsmittel wird eine Fällungsreaktion in bekannter Weise oder eine Anreicherung mittels Permeation durchgeführt.

Solche mit Quecksilber oder Quecksilberverbindungen kontaminierte Kunststoffe können beispielsweise Polyvinylchlorid, Polyäthylen oder Polypropylen darstellen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist aber auch bei Kunststoffverbunden zur Dekontamination anwendbar.

Der mit der Erfindung erreichte Vorteil besteht insbesondere darin, daß der mit Quecksilber verunreinigte Kunststoff nicht mehr auf Sondermülldeponien eingelagert werden muß. In der dekontaminierten Form ist es möglich, z. B. durch einen Pyrolyse­ prozeß, aus dem Kunststoff den Grundstoff HCl zu gewinnen.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Quecksilberkontaminierter Kunststoff mit 160 mg metallischem Quecksilber pro kg PVC wird durch eine Schneidmühle in Granulatgröße zerkleinert und 24 h auf einem Überkopfschüttler in einem Eluat aus Natriumhypochlorit mit einem aktiven Chlor­ gehalt von 150 g/l gewälzt. Durch die Oxydationswirkung des Natriumhypochlorits sinkt der Quecksilberanteil im Kunststoffgranulat auf einen Gehalt von unter 50 mg/kg. Bei der nachfolgenden Elution des entkontaminierten Kunststoffgranulats werden im Eluat weniger als 0,1 mg/l Gesamtquecksilber vorgefunden. Als Elutionsmittel wird destilliertes Wasser verwendet.

Die Elution quecksilberkontaminierter Kunststoffe ist temperaturabhängig. So erhöhte sich der Gesamtquecksilbergehalt im Eluat im Temperaturintervall 20 bis 60°C unter gleichen Bedingungen von 1,55 mg/l (20°C) über 2,35 mg/l (40°C) auf die Endkon­ zentration von 3,05 mg/l (60°C). Die Restkonzentration Gesamtquecksilber im Kunststoff nach der Elution betrug 34 mg/kg.

Nachdem das Quecksilber mittels Natriumhypochlorit in die ionische Form überführt wurde, liegt dieses in komplexer Form vor. Diese Form weist eine sterische Hinderung beim Ausfällen mit Sulfid-Ionen auf. Durch die Zugabe eines Reduktionsmittels wird dieser Komplex zerstört, so daß ein Ausfällen mit Na₂S unter die geforderte Grenz­ wertkonzentration von 0,1 mg Hg/l führt. Die dabei entstehenden unlöslichen Queck­ silberverbindungen können aus dem Prozeß entnommen werden.

Claims (2)

1. Verfahren zur Behandlung von mit Quecksilber oder Quecksilberverbindungen kontaminierten Kunststoffen durch Überführung des Quecksilbers oder der Quecksilberverbindungen in eine gelöste Form und Abtrennung vom Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß der kontaminierte Kunststoff in zerkleinerter Form mit einem Oxidationsmittel im Überschuß behandelt wird, wobei das Oxidationsmittel durch ein elektrochemisches Potential größer 0,85 V gekennzeichnet ist und die Kunststoffmatrix nicht aufschließt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Oxidationsmittel ein wäßriges Hypochlorit, vorzugsweise ein wäßriges Natriumhypochlorit, verwendet wird.