Processing of mercury-contaminated industrial wastes, particularly from former chlorine-alkali electrolysis facilities and acetaldehyde sites in soil washing plants

Titel in Übersetzung: Die Aufbereitung quecksilberkontaminierter Industrieabfälle unter besonderer Berücksichtigung ehemaliger Chloralkalielektrolyse- und Acetaldehydstandorte in Bodenwaschanlagen

Rüdiger Richter

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

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Abstract

Die „PARCOM-Entscheidung 90/3“ vom 14. Juni 1990 empfiehlt, dass alle nach dem Amalgamverfahren arbeitenden Chloralkalielektrolyseanlagen der 176 Mitgliedstaaten aus Gründen des Umweltschutzes bis spätestens 2010 stillzulegen oder umzurüsten. Aufgrund der umfangreich vorgenommenen weltweiten Stilllegungen und des damit einhergehenden Rückbaus zahlreicher Chloralkalielektrolysen und Acetaldehydfabriken sind zuverlässige und kostengünstige Aufbereitungstechnologien zur Behandlung der quecksilberkontaminierten Abfälle aus dem Rückbau derartiger Anlagen von großer Bedeutung. Anwendbare technische Verfahren für die Behandlung quecksilberkontaminierter, mineralischer Abfälle sind insbesondere die Bodenwäsche und die Vakuumdestillation als Alternative zu einer etwaigen Untertagedeponierung oder einer Einlagerung in Monodeponien. Physikalisch-chemische Aufbereitungsanlagen (Bodenwaschanlagen) haben sich in Deutschland, Österreich und in der Schweiz in den letzten zwanzig Jahren bei der Reinigung kontaminierter Böden und anderer mineralischer Abfälle bewährt. Das Behandlungsprinzip basierte lediglich auf dem Aufschluß des Bodens durch den Eintrag mechanischer Energie. Die Abtrennung der Schadstoffe erfolgte vorwiegend durch Kombinationen von Klassier- und Sortierprozessen. Durch die Aufkonzentration der Kontaminanten im Feinkornbereich, erlangt die Flotation Bedeutung als Separationsprozeß im Partikelgrößenbereich bis 500 µm. Bisher wurde die Flotation in der Bodenwäsche lediglich bei der Behandlung organisch kontaminierter Böden, insbesondere bei polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) erfolgreich eingesetzt1. Im Rahmen von Vorarbeiten zu dieser Dissertation wurden u.a. entsprechende Untersuchungen mit einem hochgradig blei- und zinkbelasteten Bodenaushubmaterial von einem innerstädtischen Walzwerksgelände aus Berlin durchgeführt. Dabei wurde nach entsprechender Vorbehandlung ein Bleiausbringen von 75 % und ein Zinkausbringen von 44 % durch Flotation erzielt. Das Ausbringen an gereinigtem Boden betrug 92 %i. Anhand von Vorversuchen mit quecksilberkontaminiertem Boden konnte gezeigt werden, dass im Korngrößenbereich von 25 500 µm eine Abreinigung durch Flotation von 1000 mg/kg auf die Zielwerte der LAGA (Z2: Hg  10mg/kg) möglich ist. Anhand von Bodenproben, die an verschiedenen Chloralkalielektrolyse- und Acetaldehydstandorten weltweit entnommen wurden, konnte eine Kategorisierung hinsichtlich des korngrößenbezogenen Quecksilbergehaltes im Feststoff und des Auslaugungsverhaltens vorgenommen werden. Es wurde u.a. festgestellt, dass bei ton- und schluffreichen Böden der Quecksilbergehalt in dieser Fraktion vergleichsweise geringer ist, als in sandigen Bodentypen mit einem Feinkorngehalt bis ca. 20 Massen-%. Auf den positiven Effekt durch Attrition zur Anreicherung von Quecksilber in der Feinfraktion bei sandigen Böden und auf die Bedeutung der notwendigen Abtrennung der meist hoch quecksilberbelasteten kohlestämmigen Fraktion aus Chloralkalielektrolyseböden (zumeist Anodenkohle) wurde hingewiesen. Auf der Kenntnis des unterschiedlichen Löslichkeitsverhaltens einzelner Quecksilbersulfidspezies in aquatischen Systemen bei variierendem pH-Wert wurde ein Flotationsverfahren auf der Basis organischer Sulfidisierungsreagenzien und Kaliumamylxanthat (KAX) als Sammler entwickelt, wobei dem Komplex eine besondere Bedeutung zukommt. Es konnte gezeigt werden, dass das Verfahren im Kontaminationsbereich von etwa 1000 mg/kg Quecksilber durchaus zuverlässige Reinigungsergebnisse erbringen kann. Als Zielwert für eine Verwertung des gereinigten Bodens wurde der Zuordnungswert 2 (Z2) der LAGA: Hg <10 mg/kg herangezogen. Sämtliche Ergebnisse der Eluierversuche nach dem TCLP-test lagen eindeutig unterhalb der Toxizitätsgrenze von Hg <0,2 mg/l.
Titel in ÜbersetzungDie Aufbereitung quecksilberkontaminierter Industrieabfälle unter besonderer Berücksichtigung ehemaliger Chloralkalielektrolyse- und Acetaldehydstandorte in Bodenwaschanlagen
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Flachberger, Helmut, Beurteiler A (intern)
  • Lorber, Karl, Beurteiler B (intern)
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2011

Bibliographische Notiz

gesperrt bis null

Schlagwörter

  • Quecksilber
  • Bodenwäsche
  • Löslichkeit von Quecksilbersulfiden
  • physikalisch/chemische Trennung
  • Schaumflotation

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