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TMT 15®

TMT 15® ist eine 15-prozentige wässrige Lösung von Trimercapto-s-triazin, Trinatriumsalz (C3N3S3Na3, CAS-RN 17766-26-6). Es wird ausschließlich zur Fällung von Schwermetallen hergestellt. Von seiner chemischen Charakteristik ist TMT 15® nicht mit anderen Triazinverbindungen gleichzusetzen wie sie z. B. als Wirkstoffe in Pflanzenschutzmitteln eingesetzt werden.

 

TMT 15® wird ausschließlich von der Evonik Industries AG seit 1979 hergestellt und direkt oder über ein autorisiertes Händlernetz in Kanistern, Containern und Bulks-Lieferungen vertrieben.

 

TMT 15® wird zur Fällung von gelösten, komplexgebundenen ein- und zweiwertigen Schwermetallen u. a. Ag, Cd, Cu, Hg, Ni, Pb aus Abwässern eingesetzt, da diese - bedingt durch Komplexbildner - nicht als Hydroxide ausgefällt werden können.

 

TMT 15® wird in der Metallbearbeitung und -verarbeitung, bei thermischen Prozessen (Müll- und Reststoffverbrennungen, Kraftwerken) chemischen und fotochemischen Prozessen, Minen, etc. eingesetzt. Es findet zur Zeit weltweit in mehreren hundert Verbrennungsanlagen kommerziell, überwiegend zur Quecksilberfällung, Eingang.

 

Bei der Verbrennung von Kohle oder Reststoffen entstehen Rauchgase, die verschiedene Schadstoffe - u. a. auch Schwermetalle - enthalten. Durch die Rauchgaswäsche werden die Schwermetalle in das Rauchgaswaschwasser (RGWW) überführt. Da die Schwermetall-konzentrationen des ausgeschleusten RGWW in der Regel deutlich über den Einleitgrenzwerten liegen, müssen diese zuvor entfernt werden. Zur Reinigung der meist sauren RGWW wird vorzugsweise die Neutralisation mit Kalk [Ca(OH)2] oder Natronlauge [NaOH] angewandt.
Bei diesem Verfahren fallen die meisten Schwermetalle weitgehend als Hydroxide aus. Speziell Quecksilber [Hg] läßt sich auf diese Weise jedoch nur unvollständig abtrennen, da es mit den in hoher Konzentration vorhandenen Chloriden im Abwasser den löslichen und sehr stabilen Quecksilberchlorokomplex [(HgCl4)2-] bildet. Folglich sind zur Abtrennung andere Technologien erforderlich.

Insbesondere zur Abtrennung von Hg ist ein kombiniertes Verfahren unter gemeinsamer Verwendung von Kalk oder Natronlauge und TMT 15® geeignet. Dabei wird das Waschwasser zunächst neutralisiert und anschließend TMT 15® zudosiert. Es bildet sich ein Fällungsprodukt aus Metallhydroxiden und Metall-TMT-Verbindungen, d. h. die Hauptmenge an Metallen wird bereits vom Kalk bzw. der Natronlauge und nur die in Lösung verbleibende Restmenge - speziell auch das Hg - wird vom TMT 15® ausgefällt.

 

Der vorab beschriebene kombinierte Einsatz von Neutralisationsmittel und TMT 15® hat sich als standadisiertes Verfahren zur Rauchgaswaschwasserbehandlung bewährt. Da die TMT 15® Dosiermenge speziell auf das Hg ausgelegt sein sollte, ist der TMT 15® Einsatz in Anlagen, die den Hg-Grenzwert dauerhaft unterschreiten, nicht notwendig. So ist z. B. der Einsatz von TMT 15® in Kohlekraftwerken von der Qualität der eingesetzten Kohle abhängig.
Aus ökologischen und ökonomischen Gesichtspunkten ist die TMT 15® Einsatzmenge zu optimieren. So ist z. B. die Regelung der TMT 15® Dosiermenge durch Einsatz eines Online Hg-Analysators möglich. Dies ist vor allem für Betreiber von Reststoffverbrennungsanlagen von Interesse, da hier starke Schwankungen des Hg-Gehaltes im Abwasser auftreten.

 

Aus RGWW ausgefällte Schwermetall-TMT-Verbindungen wurden nach DIN 38 414 Teil 4 (bei pH 4) und nach der TVA-Schweiz, Entwurf 8/88 gelaugt. Die Ergebnisse zeigen, daß die Schwermetalle und insbesondere das Hg in sehr schwer auslaugbare Verbindungen überführt werden.
Zur vollständigen Zerstörung von Hg-TMT ist ein Königswasser Druckaufschluss (4 h bei 180 °C) erforderlich. Mit konzentrierter Salpeter- oder Schwefelsäure gelingt dies nicht.

Bedingt durch die hohe thermische Stabilität von Hg-TMT ( < 250 °C) eignet sich TMT 15® auch zur Hg-Fällung in RGWW mit nachgeschalteten Eindampfprozessen.

 

Freies TMT 15® kann in wässrigen Lösungen durch eine UV-spektroskopische Bestimmung im unteren ppm Bereich bestimmt werden.

 

Die Auslegung der TMT 15® Dosiermenge erfolgt in Anlehnung an den maximal zu erwartenden Hg-Gehalt. Aus Erfahrungswerten beträgt die Dosiermenge ca. 50 ml TMT 15®/m³ RGWW, d. h. bis zu 6 g Hg / m³ können ausgefällt werden. Andere Schwermetalle, die üblicherweise in wesentlich höheren Konzentrationen vorliegen (bei MVA bis zu mehreren 100 g/m³), werden bereits bei der Neutralisation als Hydroxide ausgefällt. Da die Löslichkeitsprodukte von Schwermetall-TMT-Verbindungen wesentlich geringer als die der entsprechenden Hydroxide sind (Lp Cd(OH)2 ~ 3,1x10-14, Lp Cd3TMT2 ca. 7,7x10-33), reagieren TMT 15® Überschüsse an den Hydroxiden ab, indem sie diese in die schwererlöslichen Schwermetall-TMT-Verbindungen überführen. Dieses konnte mehrfach an Praxisabwässern bestätigt werden. Somit verbrauchen sich die TMT 15® Überschüsse quasi von selbst.
TMT 15® wird nachweislich an Belebtschlamm adsorbiert.

 

Neben TMT 15® werden Fällungsmittel auf der Basis von Natriumsulfid, Dithiocarbamaten und Natriumtrithiocarbonat angeboten.

 

Gegenüber allen anderen Produkten zeichnet sich TMT 15® durch seine sehr günstigen toxikologischen und ökologischen Eigenschaften aus. Neben der geringen akuten Toxizität (LD50 7878 mg TMT 15®/kg) ist TMT 15® auch nicht mutagen. TMT 15® ist praktisch nicht fischgiftig (LC0 13720 mg TMT 15®/l), nicht toxisch gegenüber Daphnia magna (Wasserflöhe; EC50 4224 mg TMT 15®/l und auch nicht akut toxisch gegenüber der Bakterienbiozönose. Die Toxizität gegenüber Grünalgen ist gering (IC50 273 mg TMT 15®/l).
TMT 15® ist lagerstabil und handhabungssicher. Beim versehentlichen Zusatz von Säuren werden keine großen Mengen an toxischem Schwefelwasserstoff und kein Schwefelkohlenstoff freigesetzt, sondern lediglich die schwerlösliche Säureform von TMT 15® (TMT-H3) ausgefällt. Durch Zusatz von Natronlauge kann das ursprüngliche Natriumsalz TMT-Na3 wieder hergestellt werden.

Da TMT 15® im sauren Milieu stabil ist, wird es teilweise direkt in saure Rauchgaswäscher zur Hg-Fällung eingesetzt. Die TMT 15® Gehaltsbestimmung beruht auf einer Titration gegen Säure.

TMT 15® ist kein Gefahrgut im Sinne der Transportvorschriften.

 

Neben dem bewährten Einsatz von TMT 15® in der RGWW-Behandlung kann auch durch den Einsatz von TMT 15® in die alkalischen Hauptwäscher von Verbrennungsanlagen die Hg-Emission im Reingas verringert werden. Das Hg wird im Wäscher als Hg-TMT ausgefällt und somit die Reduktion zu leicht flüchtigem, metallischem Hg verhindert. Die Abtrennung der Hg-TMT-Fällung erfolgt entweder in der Abwasserbehandlungsanlage oder dem Sprühtrockner der Verbrennungsanlage.