CN1032088C - 材料耐浸析性的检验方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种检验材料、特别是废物处理装置出来的熔粒的方法和装置。材料放入一种液体内进行耐浸析检验。材料放入液体后至少有一状态参量持续跳跃或周期性变化，并将同一或另一状态参数的曲线作为检验曲线录下。另事先按同样条件不放入材料确定一校准曲线。两曲线之差即该材料的耐浸析性量度。用一个有至少可添加可改变液体的至少一个状态参量的试剂的开口的容器来实施本方法。该容量至少配有与计算机相连的测量检验与校准曲线的仪器。

Description

本发明涉及一种材料检验方法，特别是废物处理装置产生的熔粒的检验方法，其中，是把材料置于一种液体中进行耐浸析性检验。

本发明还涉及一种材料检验装置，特别是废物处理装置产生的熔粒的检验装置，该装置具有一个容纳液体和材料的容器。

在加热处理废物和燃煤发电过程中产生的残渣是可以回收利用的。这些残渣例如可以作为建筑材料使用，特别是用于筑路。由欧洲专利说明书第0302310号公开的用低温燃烧法所生产的熔粒也属于上述残渣的一种。

为了使残渣能够作为建筑材料或其他材料使用，必须保证它不会在使用地点释放出有害物质。所以要确认它在和雨水或其他水分接触时不会发生材料的浸析，从而使有害物质不会转移到水中。残渣与具有可变的盐浓度、pH值或氧化还原电位的水接触后，只有不发生浸析才能回收利用。即便是在络合剂的作用下也不会出现浸析。可以把材料的耐浸析性简化为一个数据组来表示出。例如材料在液体中的溶解度或者机械稳定性可以是属于该数据组中的数据。

为了确定某种残渣能否回收利用，通常要进行浸析试验。在实验室的试验中，需要把检验耐浸析性的材料置于其作为有价值材料的使用条件中。可以把该材料例如置于一种液体中。如果随着时间的推移，检测出液体中有害物质的浓度或者升高，则可确认这些有害物质是从被检材料中浸析出来的。因此这种材料缺少耐浸析性。

这种方法例如已由约阿希姆·弗里格博土的论文”用接近实际的溶解测定仪检验反应性物料的存积性能”(《废物处理实践》90、6，367至372页)所公开。一种公知的检验方法是摇动试验。即将待检验材料置于一定量的去离子水内，然后摇动盛放材料和去离子水的容器。该方法至少要持续24小时后才能被认为材料已充分浸析。浸析时间也可能要持续若干天。浸析完成后要进行过滤并对滤液进行分析。从滤液的性质可以推论出材料的耐浸析性。如果在滤液中测出了有害物质，则材料便缺少耐浸析性。

公知的检验方法对一份试样的检验要持续一天甚至若干天，其目的是要保证实验室中的浸析性检验条件尽可能地模拟材料后来的实际使用条件，例如作为建筑材料暴露在降水或其他水分中。

公知的检验方法不适于连续供货的材料的无间断检验。由于检验时间长，只能以每隔较长的时间间隔对材料试样进行耐浸析性检验。如试样不符合要求，则所有自最后一次检验合格以后进货的材料都要报废。也就是说，使用公知的检验方法可能存在下面的缺点：会有大量不适于回收利用的材料在通过检验方法确认不合乎要求之前就经生产装置生产出来，然后又必须对这些不合乎要求的材料进行专门的处理，甚至要送往有害材料堆积场。此外，耐浸析性过低的材料不能作为建筑材料使用。如果存在固定的建筑材料供货合同，则有可能无法履行。

本发明的任务是提供一种检验材料特别是检验废物处理装置产生的熔粒的方法，该方法可在很短的时间内提供可靠的结果。检验可以在一个连续地输出材料的装置内快速完成在发现耐浸析性不符合要求后能立即采取防止措施，从而不致生产出较大数量的缺少非耐浸析性材料。

此外，本发明的任务还在于提供一种适于实施该方法的材料检验装置。

本发明第一个任务的解决方案是，在放入材料后，使液体的至少有一个状态值连续地，跳跃式地或者周期性地变化，其中至少一个状态值的曲线作为检验曲线记录下来，另外，使在事先未放入材料的同样液体中以相同的条件和相同的方式至少改变同一个状态值，并且定为检验曲线的状态值曲线记录下来作为标定曲线，从而使在检验曲线和校验曲线之间产生差别，该差别是对于浸析材料的稳定性的量度。

所改变和记录的状态值既可以是相同的，也可以是不同的

通过改变至少一个状态值以及同时确定至少一个状态值的变化可以获得一条或多条检验曲线，根据该曲线在耐浸析性上出现的微小改变即可测出变化。为了排除容器材料和其他外部因素的影响，还要确定一条或多条相应于不含检验材料的校验曲线。然后只需观察所测得的检验曲线和所对应的标定曲线之间的差别即可确认材料所受的影响。

本发明所述的方法是一种非常灵敏的检验方法。由于灵敏度高，所以使所需要的检验时间变得很短，从而能够很快地依次地完成检验不同材料试样的耐浸析性。只有通过这种优化方式才能实现对连续出料的材料，如废物处理装置产生的颗粒进行快速检验，从而达到一种近乎于连续性的检验。这种方法的优点是，当发现材料耐浸析性不合格时，就可以在大量的不合格材料出料之前调整总的计划或停止运行。所以几乎不会产生出不能回收利用的材料。

如果在检验过程中待检验材料中没有任何溶解。则检验曲线和校验曲线之间的特定差别为零。差别的出现则表示一部分材料溶解到液体中。其结论就是该材料缺少耐浸析性。

由于状态值是连续地、跳跃式地或者周期性地改变，所以对要记录的状态值能容易地识别。特别是对跳跃式变化的状态值更易于识别。

可以使在PH值、氧化还原电位、导电率和某种可溶物质浓度这组状态值中例如至少改变其中的一个，并同时记录该组中的一个状态值的曲线。当改变该组中至少一个状态值时，应考虑到对于缺少耐浸析性材料将会溶解一部分。此外，还可用公知的仪器测量该状态值。

为改变某个状态值例如可以向溶液中加入一种或多种试剂。酸性或碱性物质适用于改变pH值。氧化剂或还原剂适用于改变氧化还原电位。加入盐可改变电导。

可以自动控制状态值的改变，为此设置了计量装置。为了实现状态值的周期性变化，必须以周期性间隔进行相应的变化。为了周期性改变pH值例如应以周期性的间隔向液体中添加酸性或碱性物质。通常要对这种给料进行自动控制。

待检验材料例如可以先经粉碎再加到液体中。这样可使材料相对其容积有更大的与液体接触的表面积。如果材料不具备耐浸析性，则会有一部分材料很快地溶解。这样做的结果是，可以比未粉碎的材料更快地识别出过低的耐浸析性材料。

可以对材料例如用液体冲洗，这样可以使液体状态值的变化迅速地扩展到整个液体中，以便进行快速记录。

可以使液体例如在封闭环路中循环，以便使材料得到充分冲洗。

对于封闭环路中的液体还可在高于外界压力的压力下循环，这样有助于液体吸收可溶性材料。

此外，为了改变溶液的性质，可以使封闭循环中的液体的温度高于或低于外界温度。

为了防止产生不希望的反应，可以用一种保护气体填充液体上方的气体空间中。

可以通过测定液体的一股分出支流来记录状态值的曲线。这样全部液体就不需要流经测量仪了。但曲线的记录也可在主液体环路或静态液体中进行。

为了使状态置测量仪不受固体颗粒的影响，还可在一个过滤器后面记录曲线。

在检验过程中例如可以分离或丢弃一部分液体。由于在检验过程中液体的数量会因加入用于改变状态值的试剂而大量增加，所以这是必要的。对排出液可以进行自动控制。

本发明所述方法的优点是，材料耐浸析性的改变可以很快地被记录下来，从而能对材料流进行连续的监测。

本发明的第二个任务，即提供一种检验材料耐浸析性的装置，已由下述方案解决。容器具有一个用于添加可改变液体状态值的试剂的开口，容器配备至少一台用于测量和记录状态值检验曲线的测量仪，并且至少使一台测量仪和一个计算单元相连，以便获得检验曲线和标定曲线之间的差别。

其中改变和记录的状态值可以是相同的或不同的。

用本发明所述的装置可以在短时间内确认材料是否具有耐浸析性。该过程可以快到对连续供给的材料从短的时间间隔进行几乎是连续性检验的程度。所以在两个相邻的检验之间只积累少量材料。如果在某次检验中发现材料缺少耐浸析性，则仅会有少量可能不具备耐浸析性的材料自上次检验后积累下来。可以很快地发现缺乏耐浸析性的问题从而能在短时间内停止缺少耐浸析性材料的生产。

对用于添加试剂的容器开口可装设至少一个试剂计量装置。该计量装置可与一个控制单元相连。利用该计量装置可以连续地，跳跃式地或周期性地改变液体的某个状态值。

例如可以在容器之前设置一台材料粉碎装置。使材料具有相对较大的表面积可以提高耐浸析性检验的可靠性。似乎某些材料呈较大体积的块状时可能会显示出相对较高的耐浸析性，但实际却并非如此。

可以把容器例如装在一个具有泵的液体环路中，使环路中的液体不断地流动。而使可能溶解出来的材料分布在整个液体中并通过状态值的变化被很快发现。

在容器以外环路中例如可以设置一台或多台测量仪，以便测量一个或多个状态值。这样可保证环路中的所有液体都流经测量仪，从而获得高的测量精度。

然而，测量仪也可以设置在容器之内。

测量仪例如还可设置在液体环路的一个旁路上。这样在液体充分混合的条件下就不需要让全部液体流经一台测量仪了。

在测量仪前可设一个过滤器，以阻止固体颗粒流经测量仪。

在容器上例如可以带有一个多余液体的排放口。特别是在封闭环路中由于添加试剂可致使液体数量过大而需要排掉一部分液体的情况下，这部分液体可被丢弃。设置在排放口的阀门可以由控制单元操纵。

除了接口外，容器例如可以是封闭式的。这样就可在容器内施加较高的压力，使材料更易于溶解，并使耐浸析性的检验更精确。

在系统中例如可以安装可调式加热器或冷却器，使液体和材料保持在要求的温度上。

本发明所述的装置如同方法一样可使材料的耐浸析性检验时间短到几乎可以认为是连续性的。由于连续形成的材料可以以相同的速度检验，所以一旦确认缺少耐浸析性就立刻能做出响应。这就可以防止大量的缺少耐浸析性材料在发现其不具有耐浸析性之前继续进行加工。

下面对照附图进一步说明本发明所述的方法和装置。

图中所示的是一台检验材料耐浸析性的装置。

为了检验材料M，特别是废物处理装置例如低温燃烧装置产生的熔粒，要将其放入容器1中，容器中有液体F，例如是水。在液面上部的气体腔中可充以保护气体，例如惰性气体。为使气体腔通风可让情性气体通过进气口1a和出气口1b流动。容器1具有用于放入材料M和液体F的加料口2，它可用盖3封闭。材料M可经粉碎装置4进入容器1。在加入了材料M后，液体F中至少有一个第一状态值连续地，跳跃式地或周期性地变化。为此将至少一种合适的试剂R自至少一个试剂罐经计量装置5a加到容器1内。计量装置5a和控制单元6之间有电气连接。所改变的第一状态值可以是pH值，氧化还原电位，电导率或某种溶解物质的浓度。向容器1中添加何种试剂R与状态值有关。当第一状态值变化时，要连续测量属于上述状态值之一的第二状态值。第一和第二状态值可以是同一个状态值，如果应当观察该状态值所产生的时间延迟的话，它们也可以是不同的状态值。至少有一个测量仪7和容器1中的液体F相通。测量仪7设置在液体F的环路8中，也可以将其直接设置在容器1内或设置在环路8的旁路8a上。在环路8上装有泵9。此外在测量仪7之前可设置过滤器10，以阻止固态组分通过。测量仪7和控制单元6一样与一个计算单元11相连。在计算单元中，根据特定的预先给出的第一状态值曲线记录第二状态值曲线。在计算单元11中存有一条标定曲线。这条标定曲线是以相同的测量方法在容器1中未加材料M的条件下获得的。在计算单元11中产生检验曲线和标定曲线之间的差。如该差值不等于零，则表示有一部分材料M在检验中溶解到液体F中。这意味着材料M不具有耐浸析性。本发明所述的检验方法利用所示的装置能对连续供给的材料M进行连续的快速检验。如果液体F的数量因添加了试剂R而过多，则液体F可通过常闭的排放口12排出。在排放口12上可安装阀门13，该阀门可与控制单元6相连以控制液体的排放。在容器1内可设置液面计14以显示容器1内的液面。液面计还与控制单元6相连。

在容器1完成排空后，以上所述的方法可以在短时间内，例如几小时内装入新的材料试样重复进行。耐浸析性的变化可以很快被识别，这样就可以迅速采取补救措施。

Claims (23)

1、一种材料(M)、特别是废物处理装置产生的熔粒的检验方法，使材料(M)置于一种液体(F)中并对其耐浸析性进行检验，其特征是，在放入材料(M)后，使液体(F)中至少有一个状态值连续地、跳跃式地或周期性地变化，其中至少一个状态值的曲线被作为检验曲线记录下来；另外，使事先在未放入材料的同样液体(F)中以相同的条件并以相同的方式改变至少一个同样的状态值，并且定为检验曲线的状态值曲线被记录下来作为标定曲线，从而在检验曲线和校验曲线之间产生差别，该差别即为浸析材料(M)的稳定性量度。

2、如权利要求1所述的方法，其特征是，在PH值、氧化还原电位、电导率和某种溶解物质的浓度这组状态值中至少改变其中的一个，并将这组中的一个状态值曲线记录下来。

3、如权利要求1或2所述的方法，其特征是，为改变一个状态值，向液体中加入一种或者若干种试剂。

4、如权利要求1所述的方法，其特征是，状态值的变化是自动控制的。

5、如权利要求1所述的方法，其特征是使材料(M)在放入液体(F)之前预先粉碎。

6、如权利要求1所述的方法，其特征是，材料(M)由液体(F)冲洗。

7、如权利要求6所述的方法，其特征是，使液体(F)在一个封闭的环路(8)中循环流动。

8、如权利要求7所述的方法，其特征是，使液体(F)在一个封闭的环路中循环流动，其压力高于外界压力。

9、如权利要求7或8所述的方法，其特征是，在封闭循环(8)中液体(F)的温度相对于外界温度变化。

10、如权利要求1所述的方法，其特征是，液体(F)上方的空间中充以一种保护气体。

11、如权利要求7所述的方法，其特征是，通过液体(F)的一股分流出的支流记录一种状态值的曲线。

12、如权利要求1所述的方法，其特征是，在一个过滤器(10)的后面记录一种状态值的曲线。

13、如权利要求1所述的方法，其特征是，使一部分液体(F)被分离并丢弃。

14、一种材料(M)、特别是废物处理装置产生的熔粒的检验装置，具有一个容纳液体(F)和材料(M)的容器(1)，其特征是，容器(1)具有一个用于添加可改变液体(F)状态值的试剂(R)的开口，对容器(1)配备至少一台用于测量和记录状态值检验曲线的测量仪(7)，并且至少使一台测量仪(7)和一个计算单元(11)相连，以得出检验曲线和标定曲线之间的差别。

15、如权利要求14所述的装置，其特征是，添加试剂(R)的开口上至少有一个试剂(R)的计量装置(5a)。

16、如权利要求15所述的装置，其特征是，计量装置(5a)和控制单元(6)相连。

17、如权利要求14至16中之任何一项所述的装置，其特征是，容器(1)之前设有材料(M)的粉碎装置(4)。

18、如权利要求14所述的装置，其特征是，容器(1)装在具有泵(9)的液体(F)环路(8)中。

19、如权利要求18所述的装置，其特征是，在环路(8)中至少有一个测量仪(7)设置在容器(1)外部。

20、如权利要求19所述的装置，其特征是，至少有一个测量仪设置在环路(8)的旁路(8a)上。

21、如权利要求19或20所述的装置，其特征是，在测量仪(7)前装有过滤器(10)。

22如权利要求14所述的装置，其特征是，容器(1)具有供多余液体(F)排出的排放口(12)。

23、如权利要求14所述的装置，其特征是，容器(1)除接口外是封闭式的。

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