In der Rauchgasreinigung verschiedener industrieller Prozesse der thermischen Abfallbeseitigung oder Energiegewinnung fallen große Mengen mineralischer Reststoffe an (mit Inkrafttreten des KrW-/AbfG ist der Begriff Reststoffe durch die Formulierungen "Abfälle zur Verwertung" bzw. "Abfälle zur Beseitigung" ersetzt worden). Je nach Belastung dieser Reststoffe wird in dieser Arbeit entweder eine Inertisierung (hoch- bis mittelbelastete Abfälle) oder eine Verwertung in der Bindemittelproduktion (niedrigbelastete Abfälle) verfolgt. Bei Filterstäuben und Reaktionsprodukten aus der Rauchgasreinigung thermischer Abfallbeseitigungs-anlagen handelt es sich in der Regel um hoch- bis mittelbelastete Produkte, die besonders über-wachungsbedürftig sind (Schwermetallgehalte, leicht lösliche Chloride und Sulfate, organische Sub-stanzen wie Dioxine und Furane). Falls stofflich nicht verwertbar, sind sie in weitgehend umweltneutrale Abfälle umzuwandeln, die dann entsorgt werden müssen. Hierbei werden zur Zeit verschiedene Wege der Beseitigung oder Verwertung beschritten. In dieser Arbeit soll ein neuer Ansatz zur Immobilisierung dieser Abfälle untersucht werden. 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 dem Prinzip 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 Calciumaluminathydroxisalze). 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 sollte im Rahmen dieses Projektes die Umsetzung in einen technischen Prozeß erfolgen. Hierzu wurde eine Drehrohr-ofenanlage im Technikumsmaßstab konstruiert, um ein realitätsnahes kontinuierliches Verfahren zu si-mulieren. Durch Variation verschiedener Versuchsparameter (Sintertemperatur, Ofenatmosphäre, Reaktionszeit) wurde die Prozeßführung untersucht und optimiert. Die Bewertung erfolgte u.a. durch Kontrolle des Reaktionsumsatzes mittels Pulverdiffraktometrie, durch analytische Methoden zur Untersuchung der Schwermetallfixierung (Aufstellung von Massenbilanzen) und durch Untersuchung des Elutions-verhaltens. Die Verwertung von niedrig belasteten Abfällen als Sekundärrohstoff in der Bindemittelproduktion stellt den zweiten Teil des Vorhabens dar. Ein hierfür ungenütztes Potential bieten Braunkohlenflugaschen, die zur Zeit größtenteils deponiert oder zur Verfüllung ehemaliger Tagebaugruben eingesetzt werden. Der Gesamtchemismus dieser Aschen eignet sich zur Herstellung von Sulfoaluminatzementen auf Basis der hydraulisch aktiven Verbindungen Ye´elimit Ca4(Al6O12)(SO4) und Larnit Ca2SiO4. Um das Verwendungspotential des produzierten Bindemittels zu charakterisieren, wurden die zement-technischen Eigenschaften (Hydratationsverlauf, mechanische Kennwerte) untersucht. Zur Kontrolle des Klinkers wurde eine Routine zur quantitativen röntgenographischen Phasenanalyse mit der Rietveld-Methode entwickelt.
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