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DE4330551A1 - Verfahren zur umweltschonenden Entsorgung von Mineralfasern und mineralfaserhaltigen Stoffen und deren Überführung in Wertstoffe - Google Patents

Verfahren zur umweltschonenden Entsorgung von Mineralfasern und mineralfaserhaltigen Stoffen und deren Überführung in Wertstoffe

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DE4330551A1
DE4330551A1 DE19934330551 DE4330551A DE4330551A1 DE 4330551 A1 DE4330551 A1 DE 4330551A1 DE 19934330551 DE19934330551 DE 19934330551 DE 4330551 A DE4330551 A DE 4330551A DE 4330551 A1 DE4330551 A1 DE 4330551A1
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Werner Prof Dr Rammensee
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Description

Es wird ein Verfahren beschrieben, mit dem Asbeste und asbesthaltige Stoffe (z. B. Spritzasbest, asbesthaltige Zemente) und industriell hergestellte Mineralfaserstoffe (z. B. Gesteinsfasern, Basaltfasern, Schlackenfasern, Keramikfasern, Glasfasern) und Materialien, die aus diesen hergestellt werden, wie z. B. Verbundwerkstoffe, Filze, Matten; Dämmstoffe durch Erhitzen mit Zuschlagstoffen in in einem Drehrohrofen in Wertstoffe, wie Portlandzement und Zementklinker umgewandelt werden können.
Verfahrensschritte
  • a) gegebenenfalls Mahlen und Homogenisierung der Stoffe auf die für die Zementherstellung notwendige Korngröße, entweder trocken oder unter Zusatz von Wasser in staubdichten Mühlen.
  • b) Bestimmung der chemischen Zusammensetzung des Mahlgutes, z. B. durch Röntgenfluoreszenzanalyse (on-line) oder durch ICP/AES
  • c) Berechnung der notwendigen Zusatzstoffe, um Portlandzemente und Zementklinker herzustellen, entsprechend der erforderlichen Zusammensetzung des gewünschten Zements.
  • d) Mischen des mineralfaserhaltigen Mahlgutes mit den Zuschlagstoffen, entsprechend der vorherigen Berechnung, in staubdichten Mühlen.
  • e) Einbringen des Gemisches in einen Drehrohrofen.
  • f) Glühen des Gemisches im Drehrohrofen bei den üblichen Temperaturen und Zeiten für die Zementherstellung.
  • g) Nach Abkühlen des entstandenen Zements kann der erhaltene Werkstoff gemahlen, abgepackt und verkauft werden.
Die Erfindung betrifft die gefahrlose Beseitigung mineralischer Fasern und Faserstoffe, insbesondere von Asbest und Asbestprodukten, und deren Umwandlung in einen Wertstoff, insbesondere in Zement (Portlandzement, Zementklinker).
Die Zusammensetzung von Portlandzementen und Zementklinkern ist entsprechend DIN 1164 festgelegt. Haupt- und Spurenelementzusammensetzung mineralischer Fasern und Faserstoffe und von Asbest und Asbestprodukte kann durch Analyse leicht festgelegt werden.
So bestehen z. B. Serpentinasbeste (Krokydolith, Blauasbest aus wasserhaltigen Mg-Silicaten und Amphibolasbeste (Chrysotil, Weißasbeste) - vereinfacht - aus Ca-, Na-, Fe-, Mg-Silikaten. Glasfasern und Gesteinsfasern bestehen zum großen Teil aus verschiedenen zuammengesetzten Silikatgläsern. Da Zement bzw. Zementklinker aus Mg-, Fe-, Na-haltigen Calcium-Aluminiumsilikaten besteht, sind dessen chemische Bestandteile in den Mineralfasern, zumindest teilweise, schon enthalten.
Durch geeignetes Mischen der feingemahlenen Faserstoffe mit Rohstoffen, wie sie bei der Zementproduktion verwendet werden, (das sind z. B. Kalkstein, Kreise, Tone und Kalksteinmerkel, Gipsstein oder Anhydrid, Hüttensand oder Traß) kann die Gesamtzusammensetzung des Materials so eingestellt werden, daß es der Zusammensetzung von Zementen nach DIN, oder auch anderen zementähnlichen Wertstoffen entspricht.
Die Reaktion lautet dann:
Mineralfasern + Zuschläge - (bei 1250-1450°C) → Portlandzement + Wasser
Die Berechnung der gewünschten chemischen Zusammensetzung kann mit einem Rechnerprogramm erfolgen, das zusätzlich den Kalkstandard (KSt) den Tonerdemodul TM, den Silicatmodul (SM) und den Kalksättigungsgrad (KSG) einbezieht, um die Toleranzen der DIN-Norm für die Portlandzementzusammensetzung einzuhalten.
In zahlreichen Versuchen wurde dies an mehreren mineralischen Faserstoffen, insbesondere Asbestprodukten im Labormaßstab erprobt. (siehe Diplomarbeit unter meiner Anleitung an der Universität zu Köln, Köln 1992).
Die Mischung wird gemahlen, homogenisiert und anschließend in einen Drehrohrofen bei Temperaturen zwischen 1250°C und 1450°C gebrannt, wie mit dem Rasterelektronenmikroskop und röntgendiffraktometrisch nachgewiesen werden konnte. Das gebrannte Produkt besteht ausschließlich aus Zementphasen (Alit, Belit, C₃A, C₄AF und Matrix).
Die Versuche haben ergeben, daß nach einer Brennzeit von ca. 30 Min. bei Temperaturen von größer 1250°C mit dem Rasterelektronenmikroskop keine Fasern mehr nachweisbar sind. Dies ist auch aufgrund der Phasengleichgewichte in diesen Systemen anzunehmen, da sowohl Asbeste als auch Glasfasern und anderes Fasermaterial bei diesem Temperaturen nicht mehr thermodynamisch stabil sind, deshalb zersetzt werden oder schmelzen.
Untersuchungen der pohysikalischen Eigenschaften der erhaltenen Zemente haben gezeigt, daß diese innerhalb der für Zemente geforderten DIN-Werte liegen.
Die erhaltenen Zemente können gemahlen und als normale Zemente (z. B. PZ 35, PZ45) in den Handel gebracht werden.

Claims (13)

1. Verfahren zur umweltschonenden Entsorgung von Mineralfasern und mineralfaserhaltigen Stoffen und deren Überführung in Wertstoffe.
Eingeschlossen sind dabei:
  • a) Asbeste und asbesthaltige Stoffe (z. B. Spritzasbest, asbesthaltige Zemente),
  • b) industriell hergestellte Mineralfaserstoffe (z. B. Gesteinsfasern, Basaltfasern, Schlackenfasern, Keramikfasern, Glasfasern) und
  • c) Materialien, die aus den unter a) und b) bezeichneten hergestellt werden können, wie z. B. Verbundwerkstoffe, Filze, Matten, Dämmmaterialien.
2. Verfahren, nach dem die unter Anspruch 1a) bis c) genannten Materialien einzeln oder gemischt, naß oder trocken in staubdichten Mühlen gemahlen und zur Homogenisierung gemischt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das homogenisierte Material mit Hilfe der Röntgenfluoreszenzanalyse (oder ICP/OES, oder naßtechnisch) auf seine chemische Zusammensetzung analysiert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß aus der chemischen Zusammensetzung dieses Materials die notwendige Zuschlagstoffe für die Wertstoffherstellung, wie z. B. Zementklinker und Portlandzement, rechnerisch bestimmt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge und Art der erforderlichen Zuschlagstoffe für die Herstellung von Wertstoffen, wie Zementklinker bzw. Portlandzement (nach DIN), Dämmmatten, mit einem Computerprogramm automatisch berechnet werden und zwar so, daß die Hauptelementzusammensetzung des Materials innerhalb der Vorschriften (DIN 1 164) für Zementklinker oder Portlandzement liegt.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß Menge und Art der erforderlichen Zuschlagstoffe entsprechend der Berechnung nach Anspruch 4 oder 5, gegebenenfalls automatisch, zudosiert werden.
7. Verfahren nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuschlagstoffe aus Kalkstein, Kreide, Tonen und Kalksteinmerkel, Gipsstein oder Anhydrid, Hüttensand oder Traß bestehen.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuschlagstoffe mindestens aus einem der in Anspruch 7 genannten Stoffe bestehen.
9. Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß das in Anspruch 6 erhaltene Gemisch in einen Drehrohrofen eingebracht und bei Temperaturen von 1250°C bis 1450°C gebrannt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mischung und Homogenisierung und das Brennen im Drehrohrofen von Mineralfasern und mineralfaserhaltigen Stoffe und deren Mischung mit den Zuschlagstoffen bei einem Druck von 0,5 bis 1 bar durchgeführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der nach dem Brennen erhaltene Wertstoff nach dem Erkalten mit Röntgendiffraktometrie oder Rasterelektronenmikroskopie auf Faserfreiheit untersucht wird.
12. Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die nach den vorhergehenden Ansprüchen erhaltenen Produkte nach DIN 4 188 gemahlen werden.
13. Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die nach den vorhergehenden Ansprüche erhaltenen Wertstoffe zu anderen Werkstoffen, wie Fasern, Dämmmatten, usw. weiterverarbeitet werden.
DE19934330551 1993-09-09 1993-09-09 Verfahren zur umweltschonenden Entsorgung von Mineralfasern und mineralfaserhaltigen Stoffen und deren Überführung in Wertstoffe Withdrawn DE4330551A1 (de)

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