CN108463445A - 包含贫铬改性赤泥的组合物及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种组合物，包含贫铬改性赤泥，其具有以下的矿物组成：10至50重量百分比的铁化合物、12至35重量百分比的铝化合物、5至17重量百分比的硅化合物、2至10重量百分比的二氧化钛、0.5至6重量百分比的钙化合物、0至1ppm的六价铬化合物和或许有的不可避免的杂质，其中，该组合物且尤其是贫铬改性赤泥包含用于六价铬的难溶性还原剂。由此，尤其提供一种廉价的化学组合物作为用于去除液态、气态和固态氛围中的有害物的重复作用的长效吸附剂。此外，提出其制造方法和用途。

Description

包含贫铬改性赤泥的组合物及其制造方法
本发明涉及包含贫铬改性赤泥的组合物及其制造方法和用途。
已经从现有技术中知道了赤泥因其内表面大而适合作为吸附剂。
例如从WO 2013/032419 A2中知道了用硫化赤泥吸收剂处理废水且尤其是卫生废水的方法。用于人类和动物和工业加工过程的高品质的水可以通过用作为有效吸附剂的硫化赤泥去除有害物如重金属、有机和无机化合物等而自工业加工过程如食品加工技术、采矿、运输的废水中获得。属于地表和地下水中的其它天然的和工业的有害物包括杀虫剂、除草剂和药物残余。它们也可以用在此所述的手段被去除。
另外从WO 2005/061408 A1中知道了包含赤泥或铝土矿残余的多孔颗粒状材料用于流体处理和有害物去除。属于有害物的是重金属、阴离子和气体。
但是，采用在所述现有技术中使用的未经改性的赤泥作为吸附剂是极其有问题的。例如作为原材料所用的赤泥因拜耳法所用的铝土矿而包含并非微不足道的量的铬，铬能以六价铬和三价铬形式存在。这源于作为铝土矿伴生物出现的矿物铬铁矿。即，当赤泥例如应该被用作用于在自来水厂/饮水净化领域中固定住重金属的吸附剂时，必须消除六价铬的存在，因为六价铬是水溶性的、有毒的且致癌的。
因此，本发明的任务是提供一种组合物和一种其制造方法，其避免现有技术的缺点并且适合作为用于在液态、气态和固态氛围内的有害物的重复作用的长效吸附剂。
该任务通过根据权利要求1的组合物的特征和具有权利要求17的特征的方法完成。在从属权利要求中说明了本发明的有利改进方案。由此，尤其是提供一种廉价的化学组合物作为用于在液态、气态和固态氛围内的有害物的重复作用的长效吸附剂。
以下，措辞“包含”或“具有”也应该尤其包含措辞“基本由…构成”或“由…组成”。此外，在所提出的方法中尤其也要求保护所提出的顺序。
根据本发明，提供一种组合物，其包含贫铬改性赤泥，其具有如下的矿物组成：
-10至50重量百分比的铁化合物，
-12至35重量百分比的铝化合物，
-5至17重量百分比的硅化合物，
-2至10重量百分比的二氧化钛，
-0.5至6重量百分比的钙化合物，
-0至1ppm的六价铬化合物，和
-或许有的不可避免的杂质，
其中该组合物且尤其是贫铬改性赤泥包含用于六价铬的难溶性还原剂。
本发明的发明人尤其已经发现，借助用于六价铬的难溶性还原剂，可以在改性赤泥或包含改性赤泥的组合物中长期阻止三价铬(再)氧化成六价铬。不想约束至理论地，本发明的发明人基于以下出发点，设想这可如此实现，因为难溶性，故只有少量百分比量的还原剂以反应形式(例如作为溶解形式的离子)存在，而大部分还原剂以不可直接反应的形式(例如作为固体)存在，因此在某种程度上有存储的还原剂，其可以在长时间里(或者说长期)防止在改性赤泥或本发明组合物中的三价铬(再)氧化成六价铬。因为还原剂的难溶性，故尤其可能的是，只恰好以反应形式存在阻止将三价铬(再)氧化成六价铬所需量的还原剂，且根据需要(例如在还原剂的反应形式氧化耗用时)该反应形式可通过平衡移动自动由非直接反应形式复制。
因此，在采用本发明组合物的所有应用中几乎排除接触六价铬的或摄入铬的危险。该事实不是过高的估计，因为在本发明组合物用于前述应用中时，是首次可以使得由赤泥制造的产品能够用于商业工艺。此外，所有迄今的、由赤泥(RS)制造技术上可用的材料的尝试都失败了，因为在采用传统的RS时其所含的全部有害物总是(能)进入生物圈/岩石圈。此外，由传统赤泥制造的材料由于立法限制(最大值TA水/TA空气；饮用水规定)而败于规定。例子是澳大利亚农业的Bauxol丑闻。过去涉及各种铬酸盐坏死的被称为“泥瓦工皮癣”的职业病也反对将赤泥用作建筑材料的组成部分。
尤其是，本发明的组合物可以具有贫铬改性赤泥，其六价铬化合物的含量不到0.75ppm、尤其不到0.5ppm、尤其不到0.25ppm、尤其是不到0.1ppm、尤其是不到0.05ppm、尤其是不到0.02ppm、尤其是不到0.01ppm。
本发明的一个有利改进方案规定，用于六价铬的难溶性还原剂具有在pH7的25℃水中的不到1克/升、尤其是不到0.5克/升、尤其是不到0.1克/升的溶解度。由此，可以因为还原剂的难溶性而尤其有效地充分利用上述效果。
本发明的另一个有利改进方案规定，用于六价铬的难溶性还原剂包含难溶的二价铁化合物。由此，例如可以提供很廉价的还原剂，其还没有将附加类型的阳离子(即并非本来就有的阳离子)引入组合物中。此外，由此可以提供一种用于六价铬的很有效的氧化还原体系即二价铁/三价铁。
因为其在电势序中的位置，根据以下公式，还原氧化体系二价铁/三价铁能够将六价铬基本完全(按量)还原成三价铬，三价铬随后例如以混合的Fe-Cr氢氧化物/水合氧化物形式析出。
Fe2+→Fe3++1e-，E(o)＝0.77V
或者
Cr2O7 2-+14H++6e-→2Cr3++7H2O，E(o)＝1.232V
或者
HCrO4 -+7H++3e-→Cr3++4H2O，E(o)＝1.350V
即，六价铬至多只在检测极限范围内存在。就是说，只要例如二价铁离子多余存在，则不存在六价铬。该出乎意料的认识首先允许在水、空气和固体材料内有害物的吸附/固定领域中使用本发明组合物，例如在农业应用和整个建筑领域中，此时在那里必须有目的地力争尽量减少六价铬。
本发明的一个实施方式优选规定，用于六价铬的难溶还原剂包含碳酸亚铁(Fe2CO3，菱铁矿)，其能以很简单廉价的方式提供并具有在pH7的25℃水中的很有利的(难)溶解性。
本发明的组合物的又一个有利实施方式规定，包含由易溶的和难溶的二价铁化合物构成的组合物，其中，易溶的二价铁化合物尤其可以是指其在pH7的25℃水中的溶解度超过1克/升、尤其超过5克/升、尤其超过10克/升的二价铁化合物，而难溶的二价铁化合物尤其可以是指其在pH7的25℃水中的溶解度不到1克/升、尤其不到0.5克/升、尤其不到0.1克/升的二价铁化合物。
本发明的另一个有利实施方式规定，该贫铬改性赤泥包含贫铬碳化改性赤泥，其中，碳酸亚铁与铁氧化物的重量比至少为1，尤其至少是1.5，尤其至少是2。由此一来，尤其可以采用可以很廉价制造的无铬改性赤泥，其还具有对组合物的许多用途而言极其有利的性能。
本发明的另一个有利实施方式规定，贫铬改性赤泥包含再水合的贫铬碳化改性赤泥，其中碳酸亚铁与铁氧化物的重量比至少为1，尤其至少是1.5，尤其至少是2，且氢氧化铁与水合氧化铁之和与铁氧化物的重量比至少为1，尤其至少是1.5，尤其至少是2。由此一来，也尤其可以采用可很廉价制造的贫铬改性赤泥，其还具有针对许多组合物用途来说很有利的性能，例如在大温度范围内的阻焰作用。
本发明的另一个有利实施方式规定，该组合物还包含pH缓冲体系，其设计用于稳定pH范围，在该pH范围内用于六价铬的难溶性还原剂和由此出现的三价铬具有低溶解度，尤其是在25℃水中的不到1克/升、尤其不到0.5克/升、尤其是不到0.1克/升的溶解度。由此，上述效果可以因为还原剂的难溶性而被很有效地充分利用并且还因为所出现的三价铬化合物的难溶性使得三价铬(再)氧化成六价铬变得更困难。尤其可能有利的是，pH缓冲系统设计用于稳定(或基本保持恒定)pH值在pH5-pH10的范围内、尤其在pH6-pH9的范围内。
本发明的另一个有利实施方式规定，贫铬改性赤泥具有在2-250m2/g(按照BET测定)、尤其是10-200m2/g(按照BET测定)范围内的比表面。由此贫铬改性赤泥例如能很有利地适合作为吸附剂，例如在清洁液态物质或气态物质时。
本发明的另一个有利实施方式规定，贫铬改性赤泥可具有至少4.5g/cm3、尤其至少是5g/cm3、尤其至少是5.3g/cm3的比重。由此，贫铬改性赤泥例如可以很有利地适合用于屏蔽或削弱放射性辐射和/或电磁辐射，或适合用作钻井增重剂。
本发明的另一个有利实施方式规定，该组合物且尤其是贫铬改性赤泥，其基本呈颗粒形式。本发明组合物的颗粒化也可以利用针对具体用途的其它添加物来进行，例如尿素和/或氨基磺酸，以便除了硝酸盐还原外还同时破坏亚硝酸盐。通过将本发明组合物转为任何合适的成型体例如颗粒，给最终用户提供可良好使用的产物以用于许多用途，例如在吸附领域、在农业中或作为灭火剂，尤其用于大范围火灾如森林火灾或泥炭火灾。
本发明的另一个有利实施方式规定，该组合物且尤其是贫铬改性赤泥至少部分具有表面改性，尤其是至少部分具有表面涂层。由此，贫铬改性赤泥例如可以针对作为吸附剂的许多用途被很有利地改性。
本发明的另一个有利实施方式规定，该组合物还包含用于六价铬的另一还原剂，它尤其是选自由Fe、Al和Zn构成的组并且最好以均匀分布形式存在。由此，尤其可以提供很快速作用的还原氧化体系，从而可以很快速有效地将六价铬还原成三价铬，或者也将硝酸盐还原成亚硝酸盐。
通过添加高温磨料品质的最细微的铁粉、锌粉或铝粉，根据以下公式：
Al→Αl++3e-，E(o)＝-1.662V
Fe→Fe2++2e-，E(o)＝-0.447V
Fe→Fe3++3e-，E(o)＝-0.037V
Zn→Zn2++2e-，E(o)＝-0.76V
而出现各自适用于将六价铬转变成三价铬的还原氧化体系。此时或许出现的气体生成(例如H2)于是可以被用于提高本发明组合物的多孔性，进而用于增大内表面。
本发明的另一个有利实施方式规定，该组合物还包含用于去除硝酸盐和亚硝酸盐的物质，其尤其选自由尿素和/或氨基磺酸构成的组。由此一来，贫铬改性赤泥例如能很有利地适用于清洁水或水净化。
本发明的另一个有利实施方式规定，该组合物还包含设计用于通过形成难溶盐来去除有害物且尤其是重金属的物质，其尤其包含硫化物。由此，贫铬改性赤泥例如可以很有利地适用于选择性吸附阴离子和/或阳离子(例如重金属如镉的，借助硫化物作为硫化镉被固定下来)。
本发明的另一个有利实施方式规定，该组合物还包含在热处理时在所述表面形成活性炭的物质且尤其是有机物质。在此，活性炭涂层可以在形成在组合物的初级颗粒上并且用于吸附药物、除草剂、荷尔蒙等。
根据本发明的用于制造本发明组合物的方法包括以下步骤：
a)提供(最好是中性化的)赤泥，最好经过洗涤或在中性pH范围内，
b)将用于六价铬的难溶性还原剂加入赤泥并且将用于六价铬的难溶性还原剂与赤泥混合，
c)在含水体系中借助用于六价铬的难溶性还原剂将赤泥所含的六价铬化合物还原成三价铬化合物，同时获得贫铬改性赤泥。
本发明的另一个有利实施方式规定，在步骤b)中作为用于六价铬的还原剂添加难溶的二价铁化合物且尤其是碳酸亚铁，其中在多个步骤中先后将六价铬化合物还原成三价铬化合物，由此附加地重复形成氢氧化铁(III)/水合氧化铁。
根据本发明的另一个用于制造本发明组合物的方法包括以下步骤：
a)提供(最好是中性化的)赤泥，最好经过洗涤或在中性pH范围内，
b)在含水体系中还原赤泥所含的三价铁化合物成二价铁化合物并还原赤泥所含的六价铬成三价铬化合物，
c)添加碳酸盐化合物至在步骤b)中获得的含二价铁化合物的溶液，同时形成碳酸亚铁，由此例如可以阻止三价铬再氧化成六价铬。
由此，例如可以尤其有利地获得一种具有贫铬碳化改性赤泥的组合物。
该方法的一个有利改进方案还规定了通过在含水溶液中将二价铁化合物氧化成三价铁化合物的再水合。由此，例如能很有利地获得一种具有再水合的贫铬碳化改性赤泥的组合物。
该方法的另一个有利改进方案还规定了在450-700℃范围内的温度加热贫铬改性赤泥。通过热活化，可以增大内表面和/或密度，或许甚至产生四氧化三铁。但是，此时要注意例如因剩余ATH分解成Al2O3或启动可能减小内表面的烧结过程(从700℃起)而带来的限制。
该方法的另一个有利改进方案还规定了用酸处理贫铬改性赤泥。用酸处理赤泥造成的酸性活化可以有利地被执行以便通过去除方钠石、氢氧化物和碳酸盐等增大内表面。在此情况下，单独的赤泥组分的溶解度决定了其限度。
该方法的另一个有利改进方案还规定在150-350℃范围内的温度热处理贫铬改性赤泥。由此可以提高该组合物的比重。
该方法的另一有利改进方案还规定了所述组合物尤其是贫铬改性赤泥的颗粒化。由此，该组合物例如可以被制成可让最终用户良好使用的形状，其可以很好地适用于许多应用，例如用在吸附领域、农业或作为灭火剂，尤其用于大范围火灾如森林火灾或泥炭火灾。
该方法的另一个有利改进方案还规定了所述组合物且尤其是贫铬改性赤泥的表面处理、尤其是表面涂覆。
由此，贫铬改性赤泥例如可以特别有利地针对作为吸附剂的大多数用途被改性。
该方法的另一个有利改进方案还规定添加以下物质中的至少一种：
-用于六价铬的另一还原剂，它尤其选自由Fe、Al和Zn构成的组，
-用于去除硝酸盐和亚硝酸盐的物质，它尤其选自由尿素和/或氨基磺酸构成的组，
-设计用于通过形成难溶盐去除有害物尤其是重金属的物质，其尤其包含硫化物，和
-有机物质，其在热处理时在表面上形成活性炭。
该方法的另一个有利改进方案还规定了干燥步骤，尤其是在基本非氧化气氛中，例如在惰性气体中。由此例如可以获得能很好贮存的组合物，其为此还最好以气密方式和/或在惰性气体中或抽真空下来包装。
本发明的一个根据本发明的实施方式规定了将本发明组合物用作吸附剂、尤其是重复作用长效吸附剂的用途。
本发明的一个有利改进方案还规定了将本发明组合物用于清洁液态物质和/或气态物质、尤其用于水净化或水处理和/或空气净化的用途。在此，本发明的组合物可以被用来自含水体系中去除以下组中的至少一种物质，该组由硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、重金属、多环芳烃碳氢化合物(PAH)、药物代谢物和病原菌组成。另外，本发明的组合物可以被用来自气态体系中去除以下组中的至少一种物质，该组由微粒粉尘、有害物和有味道物质组成。
本发明的一个有利改进方案规定了将本发明组合物应用在农业、尤其用于促生长和/或作为土壤改良剂或土壤净化的用途。
本发明的一个有利改进方案还规定了将本发明组合物用作尤其用于大范围火灾如森林火灾或泥炭火灾的无卤素防火剂和/或灭火剂。当将本发明组合物用作例如在森林中的大范围火灾用防火剂时，本发明组合物所含的氧化还原体系以及针对有害物如六价铬或重金属的吸附能力抑制其进入生物圈。本发明的组合物因此可以在成功灭火之后留在事件地点。它甚至作为用于在野外、森林、泥炭和草原中的二次植被的输送剂/生长素。另外，本发明的组合物最小化了事件发生后立即的地表土的风力侵蚀。为此首次出现大面积可用的灭火剂，其成本低廉且并非环境有害，而是在生物环境技术方面是有用的。
本发明的一个有利改进方案还规定将本发明组合物用在建筑材料中的用途，尤其用于以下当中的至少一种：
-防火；
-隔热；
-蓄热；
-隔音；
-屏蔽或削弱放射性辐射和/或电磁辐射。
本发明的一个有利改进方案还规定将本发明组合物用作钻井增重剂的用途。迄今，基于重晶石(硫酸钡，磨碎)钻井增重剂因危险的重金属如水银、铀或钍的固有含量而是对其应用在钻井技术/液压破碎的反论。利用本发明组合物和用于控制流变性、触变性和可分离性的随后各种可能表面涂层，基本上排除环境危险如污染环境(地下水平面)，因为本发明的物质一方面满足饮用水规定的标准并且低于其极限值，而且因当前钻井过程在钻井环境中释放的所有有害物(因掘井而变得活动的重金属)永久吸附、固定下来且进而不再允许生物可用性。为此，迄今最严重的关于环境的所有“液压破碎-反对者”和“环境-推动者”的论点被否定。为此得到在传统钻井技术中迄今无法获得的环保状态。
本发明的一个有利改进方案还规定将本发明组合物用作矿物聚合物或用于尤其借助钾水玻璃制造矿物聚合物。耗尽的加载有有害物的吸附剂可以在“二次开采”时作为原料源(用例如1M的HNO3或者1M的NaOH提取)，或是在最终贮存/矿井回填中以矿物聚合物的形式来继续使用/最终使用。于是吸附有害物在矿物聚合物中被长期固定下来。
以下，在结合优选实施例对本发明的详细描述中来详细示出改进本发明的其它措施。但它们决不是要设计成它们就像尤其在权利要求书中表明的那样以任何方式限制本发明。
本发明的组合物的特点是具有以下三个主要性能：
1)本发明的组合物具有大的内(BET)表面。因为该事实，物质被吸附。该物质基本通过物理力被结合至该表面。
2)本发明的组合物重且其密度可以通过加热被提升到大于5.3g/cm3的值。有目的地形成例如四氧化三铁对于在建筑工程学中的许多用途如隔音、防辐射、钻井技术、重混凝土和EMP应用是重要的。
3)本发明的组合物因其化学组合物(氢氧化铝/水合氧化铝和氢氧化铁/水合氧化铁)而包含三价铝和三价铁离子。由于低溶度积，这些阳离子以难溶盐的形式析出一些阴离子，其中包含磷酸铝和磷酸铁。此事实情况极其有意义，因为例如由磷酸盐产生的富营养化得以避免(参见在例如作为清洗剂用增洁剂体系的洗涤剂中的磷酸盐禁令)。
因为磷酸盐含量过高，故地表水营养过剩。强力生长和随后的死去造成氧含量减少，出现“死”水。相反，未来根据立法要回收磷酸盐，因为磷酸盐储量在世界范围内收缩(2013磷巅峰)和磷化合物/磷酸盐是最重要的植物肥料，其是不可替代的。
根据本发明，该组合物可以包含碳酸亚铁，其在赤泥碳化时出现。伴随碳酸亚铁的存在，在本发明组合物也存在二价铁离子。菱铁矿具有6.7x10-3％的可溶性。因此，任何时候每升水溶解67ppm的碳酸亚铁。
因此，在本发明组合物中存在三价铝、三价铁和二价铁离子。后两者形成还原氧化体系。
Fe(II)→Fe(III)+1e，Eo＝0.77eV
在本发明组合物中存在还原氧化体系允许全新形式的还原、析出和/或吸附。氧化还原反应遵从电压等级规则(能斯特定律)。随后，具有较高电势的所有物质可被还原，具有较低电势的所有物质可被氧化。在还原情况下，二价铁转为三价铁，在氧化情况下，三价铁转为二价铁。
此事实情况对将本发明组合物用在例如水处理中是极其重要的。未洗的赤泥有时包含可观量的铬，其不仅能以三价铬形式存在，也能以六价铬形式存在。六价铬是剧毒且致癌的。它根据2012饮用水规定只应以不到0.05ppm的极限浓度存在。因为1.350eV的氧化还原电势明显高于二价铁/三价铁的氧化还原电势(0.770eV)，故二价铁还原六价铬成三价铬。此外，三价铬在pH在7与8之间时作为难溶的水合氢氧化铬析出，或者可以与水合氢氧化铁(III)形成难溶的混合水合氢氧化物。碳酸亚铁相的存在因此保证了六价铬肯定不会存在，且三价铬析出。因此，本发明的组合物成为按照饮用水规定是无危险的净化剂/吸附剂，其可以通过还原、沉淀和吸附起效。
当二价铁、三价铁或三价铝耗尽时，二价铁、三价铁和三价铝离子可以根据溶度积从平衡的相菱铁矿、氢氧化铁/水合氧化铁或氢氧化铝/水合氧化铝中再次形成。
该事实情况出乎意料地具有对吸附最重要的结果：当二价铁还原其它物质时，它被氧化成三价铁且在含水体系中形成氢氧化铁(III)，其暂时作为一种具有相应高的吸附力的粘糊析出。如此新鲜(现场)生成的吸附剂现在可以又吸附。被吸附物质又可以被还原，其中再次形成其它吸附剂，其又吸附等等。换言之，存在重复的长效吸附剂或吸附剂沉淀物，其一直起效，只要存在二价铁源且相应的氧化还原过程在进行。
前述的重复过程是本发明的核心组成，因为它显著提高了所示的本发明组合物的作用并且显著扩宽了例如在吸附中的应用范围。
其它的认识在于，赤泥可以经受进一步的化学改性。通过以粉末、碎屑或颗粒形式优选以散布方式添加铁、铝和锌金属例如铝高温磨料，可以引入另一还原氧化体系，其根据以下公式具有比所述的二价铁/三价铁还原氧化体系高许多的氧化还原电势。
Eo＝-1.66eV
Eo＝-0.04eV
FeII(FeIII)2O4+8H++8e-＝3Fe+4H2O，Eo＝0.085eV
Eo＝-0.7618eV
此外，在碱性环境中出现的氢在此情况下用于再次提升本发明组合物的多孔性和内表面。在本发明组合物被进一步加工成成型体/颗粒的情况下，此过程尤其用于优选与传统的化学发泡剂结合地选择性调节成型体密度。
此外，出乎意料地证明了，通过热活化本发明组合物，用于待固定物质的比表面且尤其是吸附能力可显著提高。
通过热活化，本发明组合物中的针铁矿、纤铁矿和勃姆石相以及含量百分比几乎可任意调节的菱铁矿相被部分甚至完全分解。通过这种方式，一方面因为水裂解(从250℃起到300℃，自各种不同氢氧化铁(水合氧化物)相和剩余的氢氧化铝(水合氧化铝相)而生成极大的内表面(按照BET)，另一方面，二氧化碳从450℃起从菱铁矿相中被分解出来，这再次增大内表面。在高达550℃的温度被加热的本发明组合物的内表面(按照BET)可以达到超过200m2/g的值。这解释了经处理的本发明组合物的在以各种形式设计成吸附剂的情况下的显著提升的效能。多孔性由此也提升。
在废水处理/饮用水净化中，硝酸盐含量在世界范围内扮演了重要角色，因为在地下水和地表水中显著高出小于50毫克/升的极限浓度(威斯特法利亚-北莱茵：200-400毫克/升，视地区而不同，美国加利福尼亚州：800毫克/升，2015)。原因一方面是粪肥或硝酸盐人造肥料的输入，另一方面是在地面进行的过程(硝化，需氧和厌氧)。根据文献，最大部分的出现是因为硝酸盐作为粪肥或矿物人造肥料/化学人造肥料的输入。根据当前生物/地球化学的研究现状，在地面进行的过程对由硝酸盐造成的过度施肥最大贡献仅约5％。现在，二价铁还原硝酸盐成亚硝酸盐，亚硝酸盐随后借助例如被加入本发明颗粒中的尿素和/或氨基磺酸被还原成氮且作为气体逸出。此过程也可以分两个阶段进行：
1.步骤：硝酸盐还原成亚硝酸盐
2.步骤：通过与例如尿素或氨基磺酸反应且随后排出形成的氮来破坏亚硝酸盐。
因此除磷酸盐问题外，人们也在寻找针对地下水/地表水的硝酸盐问题的可持续的解决方法，该问题影响着几乎全世界的水管理(见联合国生物圈报告2014)。在此很重要的是在饮用水净化中绝不释放六价铬，不管是饮用水还是地表水。
当本发明组合物(以下也称为iRS)的吸附力在吸附领域中减小时，相应的有害物可通过例如酸或碱洗出，作为可回收物质被收回以便工业利用(二次开采)。或者，被吸附在iRS中的有害物也可以转移入矿物聚合物，即被长久固定下来且因此能最终贮藏。
用本发明iRS所制造的矿物聚合物的特点是对在最终贮藏于湿润矿井/最终贮藏地时会出现的酸/碱物质的耐受性最高，并且阻止不希望有的、吸附有害物游离出各自矿物聚合物成型体。只要存在还原氧化体系且其起效，就不会因酸/碱氧化干预而游离出所贮藏/所吸附的有害物。
由于通过根据本发明的矿物聚合物制造保证用后的/加载有有害物的本发明组合物在各自矿物聚合物中的最佳分布和弥散，并且还通过基于疏水聚合物体系对用后的本发明组合物的例如附加表面改性尽量减轻溶剂或水的侵入，故可以按照任何几何形状显示的成型体被调节成长期疏水，因此能可靠贮藏。这也适用于在有问题的条件下的最终贮藏(例如在含有大量硫的湿润煤井中，其被氧化成二氧化硫且最终出现硫酸，硫酸可将pH降低至1)。
此外，本发明的组合物不仅可以用于净化液相，也可用于气体/空气净化。作为例子的就是去除H2S的生物气净化和去除成批畜牧饲养设施的例如氨气和H2S的废气净化。本发明的组合物也可以被用于净化建筑物进气。在此情况下，不希望的有害物被过滤掉。范围宽度从微粒粉尘/细微灰尘到有机杂质，从PAH经气味到代谢物和病原体。
此外，可以通过使用液体来充分利用待滤除物质的亲水性吸引，以提高基于本发明组合物的滤筒的效率。在此情况下，可以通过润湿(加湿)本发明组合物的床，例如在滤筒内用液体润湿(加湿)，吸附效率可更进一步提高，在液体是水的情况下可调节出50-60％RH的最佳空气湿度。
还有，可以通过加水来整体显著提升本发明组合物的在本发明应用中的吸附能力，因此待用的本发明组合物的所需量可被减小，或者本发明滤筒的使用寿命可被延长。
热气清洁通过联合使用本发明组合物(润湿或浸渍)和液体而变得很简单，因为吸附剂床的冷却实体上提升了吸附。针对液态和气态体系所述的有害物吸附去除可以同样被用在在固态体系中的有害物吸附，如在农业技术的土壤(土壤改良剂)。有害物像在液体中那样在土壤水气中运动。与例如颗粒状本发明组合物接触地，有害物如在气态和含水体系中被吸附/析出/固定下来。此过程长期有效。就此而言，在此尤其是重复吸收剂用作良好的土壤改良剂。
新颖的本发明的iRS开创以下可能，以低成本方式在/针对几乎所有的应用来“设计”/产生吸附剂，以及首次可以提供一种对于附加用途如钻井增重辅剂、大范围火灾/露天火灾用灭火剂以及用水管理和土壤改良剂而言最合适的材料。本发明组合物不会含六价铬在此有着重要意义。范围宽度从自饮用水原料源去除硝酸盐经磷酸盐富集/磷酸盐回收以供育肥直到自废水中去除各种不同有害物如重金属(离子)。对于气体/(废)空气过滤，尤其与液体例如水相结合地也有迄今从未展现的新技术用途。在农业领域也有大的应用范围。
此外有以下可能，带有吸附有害物的本发明组合物以矿物聚合物形式被转变成专门针对地下结构/矿井回填预定的填料。借此开创了用于废品管理的广大可能性。因此例如有以下可能，将呈颗粒状的相应的本发明组合物注入填充到弃用的且没有“用水管理”被淹没的含有从短期到中期来看威胁到预期的地下水水平面(例如尤其在鲁尔区)的大量有害物的煤坑中，因而有害物通过永久吸附在本发明组合物中被固定下来。此时并行进行有害物吸附、固定和最终贮藏。
本发明组合物所涵盖的其它应用场合是钻井增重和灭火剂。在此收获在于，在这两者情况下，因最终产物主要贮留在岩石圈或生物圈，不仅没有像使用传统材料时那样的不利后果，而是如上所述得到非常有利的效果，绝没有有害物进入环境中。为此，不同于在当前传统/商业所用的包含有机溴化合物和/或三氧化锑的材料地，应使对岩石圈和生物圈的污染走到尽头。对于实际使用本发明组合物，以成型体、尤其是颗粒形式的供给形式扮演了重要角色，因为由此给使用者提供可良好操控的产物。
在快速混合机/涡轮混合机中的造粒方法
投入使用的设备是涡轮混合机/快速混合机(泰森-亨雪尔)，其具有75升容积和转速可控(晶闸管控制)的直流电机。
在混合过程中，当前批料在最高转速(均衡中)下在4.5分钟内变热至100℃。
为了造粒，造粒配方(s.w.v.)以20千克总量呈粉末状被加入混合机中。
混合机以500转/分钟启动并运行1分钟。接着，在2500转/分钟情况下在45秒内以细流形式加入各自量的酸溶液。该过程通过目视检查(视窗口)和功率消耗来控制。如果该颗粒已经根据期望尺寸2-3毫米形成，则在满转速情况下卸料且在法兰安装的冷却混合机(KM)中以最慢转速被冷却至室温(RT)。接着在相应的套筛上分离出具有期望尺寸的颗粒。
利用圆盘造球机的造粒方法
a)在900毫米圆盘造球机上制造的2-3毫米直径颗粒以及具有0.25毫米平均颗粒尺寸的微粒包含本发明组合物和按照百分比含量的相应量的粘合剂(例如CaO、无水石膏、MgO或其混合物)，其一方面容许本发明组合物的最高含量，另一方面得到颗粒抗压强度(20N)，其满足“用于肥料的射程(36米)”。
b)例如在本发明的组合物中加入10重量％的苛性高纯MgO且以常见方式在圆盘造球机上被加工成平均直径为2-3毫米的颗粒，就像在所有以下实验中所采用的那样。
c)本发明的组合物配备有还原氧化体系例如二价铁化合物，其与来自本发明组合物的针铁矿产生还原氧化体系二价铁/三价铁。
所造成的成型体/(微)颗粒具有高达50N的抗压强度。
利用不同的粘合剂和添加剂的颗粒化的几个例子：除非另有说明，否则装料量为5千克本发明组合物，其在模拟秤上被称量。圆盘式造粒机的倾斜度和转速大体被调节成使旋流最佳“降落”且得到最大的颗粒压实。圆盘式造粒机的迎角为50度，除非另有说明。
G1)：拿出4千克本发明组合物，在最低转速情况下被喷洒300毫升钠水玻璃溶液(密度:1.37)(自压力泵喷洒器1000毫升)，直到获得微粒。此后共喷洒1000毫升水，直到出现3毫米颗粒。
G2)：拿出由5千克本发明组合物和8％(400克)无水石膏(Radiplus C17A)构成的快速混合机预混物。并且尽量快速地喷洒1370毫升水。在5分钟后得到细颗粒。在10分钟后出现较大颗粒。盘式造粒机的转速被提高至约15转/分钟，并且在15分钟内共还加入300毫升水。现在出现约3毫米直径的颗粒。
G3)：拿出由5千克本发明组合物、500克MgO(特纯)和8％氨基磺酸(纯)构成的预混物，并且在52°的转盘倾斜度情况下被缓慢(在20分钟内)喷洒总共800毫升的钾水玻璃溶液(“baufan",来自OBI)。出现很硬的颗粒。随后再喷洒80毫升水。旋流体积被显著减小。接着，在35分钟内，还添加100毫升水以及在50分钟内还添加300毫升水。恰好形成颗粒尺寸为2-3毫米的均匀颗粒。
G4)：由5千克本发明组合物、15％尿素(特纯)和5％的CaO(纯)构成的快速混合机预混物在3分钟内通过喷洒1000毫升水被加工成2毫米颗粒。接着，转速被提升了2转/分钟以便旋流优化。在8分钟内喷洒2000毫升水，颗粒尺寸保持在最大1.5毫米。直到12分钟运行时间还添加600毫升。在已经得到2.5-3毫米的均匀颗粒之后，在25分钟后排出批料。
G5)：5千克本发明组合物在3分钟内被喷洒1200毫升钾水玻璃(s.w.v.)，且快速形成2.5-3毫米大小的颗粒。在10分钟内喷洒200毫升水，且形成柔软颗粒，其被进一步搅动。批料在形成约3.5毫米大小颗粒时被卸出。
G6)：拿出来自预混物的包含1％的(50克)CaO(s.w.v.)的5千克本发明组合物并且尽量快速地在2分钟内被喷洒1300毫升钾水玻璃。在10分钟后出现具有3毫米颗粒大小的颗粒。
G7)：拿出由本发明组合物和2％(100克)铁粉(最细)构成的4千克预混合物并且很快速地被喷洒1400毫升水。在10分钟后，余下的预混物(共1千克)被加入其中。在1小时后，配料被合并，其确切说已经费力形成约3毫米的颗粒。总用时60分钟。
G8)：拿出由5千克本发明组合物、500克MgO(特纯)和2％的铝高温磨料(含有在工厂“带入”的月桂酸)构成的预混物，并且在3分钟内被喷洒1500毫升水。出现很好的小颗粒。接着，旋流被喷洒约100毫升的5％的柠檬酸溶液(含水)。导致了很好的、均匀分布的2-3毫米颗粒，其具有很窄的KV。总用时25分钟。
G9)：由5千克本发明组合物、2％(100克)CaO(s.w.v.)和2％锌(特纯，平均颗粒尺寸为约10-20微米)构成的预混物在5分钟内被喷洒8％的由冰醋酸(特纯)和水制造的溶液。预先颗粒变热。6分钟后撒上两铲子的本发明组合物并在8分钟后又撒上两铲子的本发明组合物，以防止约2毫米的很好的湿润颗粒粘连。最后得到近似干燥的3毫米直径颗粒。总用时10分钟。
G10)：针对煤井内的应用条件，颗粒经受住更低至pH值1至2的腐蚀性条件。颗粒由本发明组合物制造并具有30至0.1毫米、优选10至1毫米、尤其是5至2毫米的直径。两种造粒法可被采用或被利用。根据本发明，颗粒容纳所有无机的威胁饮用水的有害物和有机有害物，主要源自(渗入)液压油的PAH，并通过化学反应/吸附将其固定下来。为了更容易加入掘进区域中，适当调整(泡沫)颗粒密度，使其接近1g/cm3。由此在作为泥浆加入时提升其可流动性并减小或阻止作为真正有用物质的颗粒沉淀，该有用物质须尽量被引入至矿井的最深处隐蔽角落。
因为在矿井内的湿润条件下的吸附/化学结合形成是不可逆的且本发明的颗粒通过所述配方基本上不受环境影响，故该颗粒永久留在废矿井中，因为保证了可靠最终贮存的条件。
进一步加工
干燥
所出现的颗粒分别在真空干燥柜中在110℃被干燥1小时。体积密度(UTBD＝松装体积密度)为1800克/升。TBD(压实体积密度)为1900克/升。洗出液分析表明，所有的有害离子处于小于1ppb的检测极限。这适用于Ni、Cd、Pb、As、Hg、V、U、Th、Zn、Sn等和相应的有害阴离子如硝酸盐、硫酸盐、磷酸盐等)。因此，两个颗粒体系不含六价铬且低于2012新版的饮用水规定的极限值，或者说处于相应有害物的检测极限。同样满足具有比饮用水规定更低的极限值的肥料规定，因为有害物可能在各种植物中富集(色拉、荞麦富含镉，蘑菇富含锶和铯137)，故而要求安全性。
热活化
本发明组合物或者说初始产物赤泥的吸附被取为参考值，其被洗涤且热活化或酸活化。所述值产生两条基线(O线)，其表明本发明组合物在所有相关方面相对于最初未经处理的赤泥和传统活化的赤泥的改善。为此目的，在BET/孔隙度和吸附效率增大方面，对照本发明组合物加热的结果和由其制造的颗粒/成型体加热的结果。
本发明组合物/颗粒的热活化的实验说明：本发明组合物以粉末或以成型体形式(例如颗粒)在中性气氛/保护气体中在带有相应的保护气体供应装置的马佛炉内被加热。所述炉的滞留时间和温度控制遵照所期望的活化程度。在此所述的本发明的颗粒，在如G9)所述参数情况下显示出最佳活化(吸附实验)。
带有有害物的待最终贮存的颗粒的疏水/封闭表面改性
应被表面改性的材料例如按照10:1的比例被加入释放表面改性用物质的液相中且被搅动一段时间。当表面涂层涂覆于(初级)颗粒表面时，将其倒出并将溶剂蒸发。也可能的是，颗粒/初级颗粒借助涡轮混合机/快速混合机准确涂覆表面。待处理材料连同涂覆物质一起被加入混合机。在反应性涂覆物质(有机硅烷、铝酸盐、Me有机化合物如铝酸锆/钛酸盐等)的情况下一直进行搅拌，直到所出现的反应产物(例如挥发性有机化合物如乙醇、2-甲氧基乙醇或者水)被蒸发掉。若希望延迟释放所需要的被吸附组分(例如PKN肥料、痕量元素、系统性植物保护剂等)，也可以应用由合适的聚合物构成的半透膜。在此情况下，在考虑相应的植物和土壤化学情况下，通过改变膜聚合物系统的膜厚度/溶解度控制释放速度。疏水剂、包封剂、表面改性剂、表面封闭剂一般在基于待处理颗粒总重的0.1重量％至10重量％、优选是0.5-5重量％、尤其是1重量％的反应试剂(s.w.v.)的范围内施加。
应用例子
自含水体系中去除硝酸盐
首先，新填充入的颗粒床用柱体积的去矿物质水来平衡。接着，硝酸盐溶液以0.1升/分钟被泵送经过柱。从在柱头溢出的洗出液中间隔10分钟进行抽样，样品借助AAS被检查是否有硝酸盐。在200分钟后也确定洗出液中无硝酸盐。
为了从含水溶液中去除硝酸盐，在第二试验中采用包含10重量％氨基磺酸(p.a.)的本发明成型体。试验装置对应于上述装置，不同之处是硝酸盐浓度现在为800毫克/升(地下水硝酸盐值，美国加利福尼亚州)和硝酸盐溶液量为1000升。在这里，在所取试样中在任何时候都未发现硝酸盐，即反过来看，所有硝酸盐被去除。对硫酸盐阴离子的检查也未产生阳性结果。
气态物质的净化
预先通过细喷嘴在粪(来自育肥农场的猪粪)中鼓泡的空气在玻璃竖管中流经100毫米直径和1000毫米长度的颗粒床。在该“空气”的嗅觉试验中检测到很重的气味污染。如果试验空气以50升/分钟被吸动经过本发明组合物的颗粒床，则在试验段结束时(在柱之后)无法再用嗅觉试验检测到气味干扰。
从高压储气罐中获得氨并借助减压装置和空气旁通阀产生总气流中有200ppm的NH3的空气-气体混合物。流量计显示出50L/分钟的流量。来自滤管(尺寸如前所述)的废空气通过嗅觉被检查是否有刺激性的氨味。人类的鉴别极限/感受极限的范围为0.03-0.05ppm的氨。极限值为20ppm。为了提高吸附效率，可为该系统提供水。
为了去除细尘/最细微粉尘，就像在空气净化时那样采用滤筒/筒(1000毫米长和100毫米内径)。整个系统以12000L/h运行。
用于含有10mg/m3细尘的空气洗扫的测试系统包括提供试验介质，其中通过永久的空气涡旋，受利用激光的空气浊度(消光)控制，确保在整个试验中，测试空气中的灰尘分布在整体体积流量中保持恒定。有趣的是，已确定通过水喷入(通过四个侧设喷嘴分别借助软管泵)保持湿润的筒填料具有大约20倍的过滤作用。
矿物聚合物
由钾水玻璃产生的矿物聚合物的钾/硅比在1-4范围内变化。下述的钾水玻璃结合的矿物聚合物最好以1至2的K/Si比工作，在这个例子中，飞灰或残渣被用作供应Si的成分。该材料以其若干组成成分的形式连同吸附装载的本发明组合物一起被加入快速混合机并在最高转速下一直搅动，直到混合物料的摩擦生热达到100℃。80℃也足以加速聚合反应。接着，矿物聚合物原料被卸出并按照相应形状被压实以便制造标准试验体，从而尽量没有出现缩孔。在此，成型体收缩被减至最低程度，从而在送致最终贮存的成型体中未出现裂纹，因而保持成型体的完整性。矿物聚合物(破碎颗粒)的洗出液的研究表明，从矿物聚合物中没有有害物进入含水相。
本发明的实施方式不局限于前述优选实施例。相反，可以想到许多变型，其也被所示解决方案在原则上不同形成的实施方式中加以利用。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种组合物，含有贫铬改性赤泥，其具有以下矿物组成：
-10至50重量百分比的铁化合物，
-12至35重量百分比的铝化合物，
-5至17重量百分比的硅化合物，
-2至10重量百分比的二氧化钛，
-0.5至6重量百分比的钙化合物，
-0至1ppm的六价铬化合物，和
-或许有的其它不可避免的杂质，
其中，该组合物且尤其是该贫铬改性赤泥包含用于六价铬的难溶性还原剂，其中，该组合物还包含pH缓冲体系，其设计用于稳定pH范围，在该pH范围内用于六价铬的难溶还原剂和由此出现的三价铬具有低溶解度、尤其在25℃水中的不到1克/升的溶解度。
2.根据权利要求1的组合物，其中，用于六价铬的难溶性还原剂具有在pH7的25℃水中的不到1克/升、尤其是不到0.1克/升的溶解度。
3.根据权利要求1或2的组合物，其中，用于六价铬的难溶性还原剂包含难溶的二价铁化合物。
4.根据前述权利要求之一的组合物，其中，用于六价铬的难溶性还原剂包含碳酸亚铁(FeCO3)。
5.根据前述权利要求之一的组合物，其中，其包含由易溶的和难溶的二价铁化合物构成的组合物。
6.根据前述权利要求之一的组合物，其中，该贫铬改性赤泥包含贫铬碳化改性赤泥，其中碳酸亚铁与铁氧化物的重量比至少为1。
7.根据前述权利要求之一的组合物，其中，该贫铬改性赤泥包含再水合的贫铬碳化改性赤泥，其中碳酸亚铁与铁氧化物的重量比至少为1，且氢氧化铁与水合氧化铁之和与铁氧化物的重量比至少为1。
8.根据前述权利要求之一的组合物，其中，该组合物还包含以下物质中的至少一种：
-用于六价铬的另一还原剂，它尤其选自由Fe、Al和Zn构成的组，
-用于去除硝酸盐和亚硝酸盐的物质，它尤其选自由尿素和/或氨基磺酸构成的组，
-用于通过形成难溶盐去除有害物且尤其是重金属的物质，尤其是包含硫化物，和
-有机物质，其在热处理时在表面形成活性炭。
9.根据前述权利要求之一的组合物，其中，该贫铬改性赤泥具有在2-250m2/g(按照BET测定)、尤其10-200m2/g(按照BET测定)范围内的比表面。
10.根据前述权利要求之一的组合物，其中，该贫铬改性赤泥具有至少4.5g/cm3、尤其至少5g/cm3、尤其是至少5.3g/cm3的比重。
11.根据前述权利要求之一的组合物，其中，该组合物且尤其是该贫铬改性赤泥基本上以颗粒形式存在。
12.根据前述权利要求之一的组合物，其中，该组合物且尤其是该贫铬改性赤泥至少部分具有表面改性，尤其是至少部分具有表面涂层。
13.根据前述权利要求之一的组合物，其中，该组合物还包含用于六价铬的另一还原剂，它尤其选自由Fe、Al和Zn构成的组且最好以均匀分布形式存在。
14.根据前述权利要求之一的组合物，其中，该组合物还包含用于去除硝酸盐和亚硝酸盐的物质，它尤其选自由尿素和/或氨基磺酸构成的组。
15.根据前述权利要求之一的组合物，其中，该组合物还包含设计用于通过形成难溶盐来去除有害物且尤其是重金属的物质，它尤其是包含硫化物。
16.根据前述权利要求之一的组合物，其中，该组合物还包含在热处理时在表面形成活性炭的物质且尤其是有机物质。
17.一种制造根据权利要求1至16之一的组合物的方法，其中，该方法包括以下步骤：
a)提供中性化的赤泥，
b)将用于六价铬的难溶性还原剂加入该赤泥并且将用于六价铬的难溶性还原剂与该赤泥混合，
c)在含水体系中借助用于六价铬的难溶性还原剂将赤泥所含的六价铬化合物还原成三价铬化合物，同时获得贫铬改性赤泥，
其中，该方法还包括添加pH缓冲体系，它设计用于稳定pH范围，在该pH范围内用于六价铬的难溶还原剂和由此出现的三价铬具有低溶解度、尤其是在25℃水中的不到1克/升的溶解度。
18.根据权利要求17的方法，其中，在步骤b)中作为用于六价铬的还原剂而加入难溶的二价铁化合物且尤其是碳酸亚铁，其中，在多个步骤中先后将六价铬化合物还原成三价铬化合物，由此还重复形成氢氧化铁(III)。
19.一种制造根据权利要求4至16之一的组合物的方法，其中，该方法包括以下步骤：
a)提供中性化的赤泥，
b)在含水体系中将赤泥所含的三价铁化合物还原成二价铁化合物并将赤泥所含的六价铬化合物还原成三价铬化合物，
c)添加碳酸盐化合物至包含在步骤b)中获得的二价铁化合物的溶液，同时形成碳酸亚铁，
其中，该方法还包括添加pH缓冲体系，它设计用于稳定pH范围，在该pH范围内用于六价铬的难溶还原剂和由此出现的三价铬具有低溶解度、尤其是在25℃水中的不到1克/升的溶解度。
20.根据权利要求17至19之一的方法，其中，该方法还包括通过在含水溶液中将二价铁化合物氧化成三价铁化合物所实现的再水合。
21.根据权利要求17至20之一的方法，其中，该方法还包括在450-700℃范围内的温度加热该贫铬改性赤泥。
22.根据权利要求17至21之一的方法，其中，该方法还包括用酸处理该贫铬改性赤泥。
23.根据权利要求17至22之一的方法，其中，该方法还包括在150-350℃范围内的温度热处理该贫铬改性赤泥。
24.根据权利要求17至23之一的方法，其中，该方法还包括该组合物尤其是贫铬改性赤泥的颗粒化。
25.根据权利要求17至24之一的方法，其中，该方法还包括该组合物尤其是贫铬改性赤泥的表面处理、尤其是表面涂覆。
26.根据权利要求17至25之一的方法，其中，该方法还包括添加以下物质中的至少一种：
-用于六价铬的另一还原剂，它尤其选自由Fe、Al和Zn构成的组，
-用于去除硝酸盐和亚硝酸盐的物质，它尤其选自由尿素和/或氨基磺酸构成的组，
-用于通过形成难溶盐来去除有害物且尤其是重金属的物质，尤其是包含硫化物，和
-有机物质，其在热处理时在表面形成活性炭。
27.根据权利要求17至26之一的方法，其中，该方法还包括干燥步骤，尤其是在基本非氧化气氛如惰性气体中。
28.将根据权利要求1至16之一的组合物用作吸附剂、尤其是重复作用长效吸附剂的用途。
29.将根据权利要求1至16之一的组合物用于液态物质和/或气态物质净化、尤其是用于水净化或水处理和/或空气净化的用途。
30.将根据权利要求1至16之一的组合物用于从含水体系中去除以下组中的至少一种的用途，该组由硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、重金属、多环芳烃碳氢化合物(PAH)、药物代谢物和病原菌组成。
31.将根据权利要求1至16之一的组合物用于从气态体系中去除以下组中的至少一种物质的用途，该组由微粒粉尘、有害物和有气味物质组成。
32.将根据权利要求1至16之一的组合物用在农业中、尤其是用于促生长和/或用作土壤改良剂或土壤净化的用途。
33.将根据权利要求1至16之一的组合物用作尤其是用于大范围火灾如森林火灾或泥炭火灾的无卤素防火剂和/或灭火剂的用途。
34.将根据权利要求1至16之一的组合物用在建筑材料中且尤其是用于以下至少一种的用途：
-防火；
-隔热；
-蓄热；
-隔音；
-屏蔽或削弱放射性辐射和/或电磁辐射。
35.将根据权利要求1至16之一的组合物用作钻井增重剂的用途。
36.将根据权利要求1至16之一的组合物用作矿物聚合物或尤其借助钾水玻璃制造矿物聚合物的用途。

Claims (36)

1.一种组合物，包含贫铬改性赤泥，其具有以下矿物组成：
-10至50重量百分比的铁化合物，
-12至35重量百分比的铝化合物，
-5至17重量百分比的硅化合物，
-2至10重量百分比的二氧化钛，
-0.5至6重量百分比的钙化合物，
-0至1ppm的六价铬化合物，和
-或许有的其它不可避免的杂质，
其中，该组合物尤其是所述贫铬改性赤泥包含用于六价铬的难溶性还原剂。
2.根据权利要求1的组合物，其中，用于六价铬的难溶性还原剂具有在pH7的25℃的水中的不到1克/升、尤其是不到0.1克/升的溶解度。
3.根据权利要求1或2的组合物，其中，用于六价铬的难溶性还原剂包含难溶的二价铁化合物。
4.根据前述权利要求之一的组合物，其中，用于六价铬的难溶性还原剂包含碳酸亚铁(FeCO3)。
5.根据前述权利要求之一的组合物，其中，包含由易溶的和难溶的二价铁化合物构成的组合物。
6.根据前述权利要求之一的组合物，其中，该贫铬改性赤泥包括贫铬碳化改性赤泥，其中碳酸亚铁与铁氧化物的重量比至少为1。
7.根据前述权利要求之一的组合物，其中，该贫铬改性赤泥包括贫铬碳化再水合改性赤泥，其中碳酸亚铁与铁氧化物的重量比至少为1，且氢氧化铁和水合氧化铁之和与铁氧化物的重量比至少为1。
8.根据前述权利要求之一的组合物，其中，该组合物还包含pH缓冲体系，其设计用于稳定pH范围，在该pH范围内，用于六价铬的难溶性还原剂和由此出现的三价Cr具有低溶解度且尤其是在25℃水中的不到1克/升的溶解度。
9.根据前述权利要求之一的组合物，其中，该贫铬改性赤泥具有在2-250m2/g(按照BET测定)、尤其10-200m2/g(按照BET测定)范围内的比表面。
10.根据前述权利要求之一的组合物，其中，该贫铬改性赤泥具有至少4.5g/cm3、尤其至少5g/cm3、尤其是至少5.3g/cm3的比重。
11.根据前述权利要求之一的组合物，其中，该组合物且尤其是该贫铬改性赤泥基本以颗粒状的形式存在。
12.根据前述权利要求之一的组合物，其中，该组合物且尤其是该贫铬改性赤泥至少部分具有表面改性，尤其是至少部分具有表面涂层。
13.根据前述权利要求之一的组合物，其中，该组合物还包含用于六价铬的其它还原剂，它尤其是选自由Fe、Al和Zn构成的组并且最好以均匀分布形式存在。
14.根据前述权利要求之一的组合物，其中，该组合物还包含用于去除硝酸盐和亚硝酸盐的物质，它尤其选自由尿素和/或氨基磺酸构成的组。
15.根据前述权利要求之一的组合物，其中，该组合物还包含设计用于借助形成难溶盐来去除有害物尤其是重金属的物质，尤其是包含硫化物。
16.根据前述权利要求之一的组合物，其中，该组合物还包含在热处理时在表面形成活性炭的物质且尤其是有机物。
17.一种制造根据权利要求1至16之一的组合物的方法，其中，该方法包括以下步骤：
a)提供中性化的赤泥，
b)将用于六价铬的难溶性还原剂加入该赤泥并使用于六价铬的难溶性还原剂与赤泥混合，
c)在含水体系中借助用于六价铬的难溶性还原剂将赤泥所含的六价铬化合物还原成三价铬化合物，同时获得贫铬改性赤泥。
18.根据权利要求17的方法，其中，在步骤b)中作为用于六价铬的还原剂而加入难溶的二价铁化合物且尤其是碳酸亚铁，其中，在多个步骤中先后将六价铬化合物还原成三价铬化合物，由此还重复形成氢氧化铁(III)。
19.一种制造根据权利要求4至16之一的组合物的方法，其中，该方法包括以下步骤：
a)提供中性化的赤泥，
b)在含水体系中将赤泥所含的三价铁化合物还原成二价铁化合物并将赤泥所含的六价铬化合物还原成三价铬化合物，
c)添加碳酸盐化合物至包含在步骤b)中获得的二价铁化合物的溶液，同时形成碳酸亚铁。
20.根据权利要求17至19之一的方法，其中，该方法还包括通过在含水溶液中将二价铁化合物氧化成三价铁化合物所实现的再水合。
21.根据权利要求17至20之一的方法，其中，该方法还包括在450-700℃范围内的温度加热该贫铬改性赤泥。
22.根据权利要求17至21之一的方法，其中，该方法还包括用酸处理该贫铬改性赤泥。
23.根据权利要求17至22之一的方法，其中，该方法还包括在150-350℃范围内的温度热处理该贫铬改性赤泥。
24.根据权利要求17至23之一的方法，其中，该方法还包括该组合物尤其是贫铬改性赤泥的颗粒化。
25.根据权利要求17至24之一的方法，其中，该方法还包括该组合物尤其是贫铬改性赤泥的表面处理、尤其是表面涂覆。
26.根据权利要求17至25之一的方法，其中，该方法还包括添加以下物质中的至少一种：
-用于六价铬的另一还原剂，它尤其选自由Fe、Al和Zn构成的组，
-用于去除硝酸盐和亚硝酸盐的物质，它尤其选自由尿素和/或氨基磺酸构成的组，
-用于通过形成难溶盐来去除有害物且尤其是重金属的物质，尤其是包含硫化物，和
-有机物质，其在热处理时在表面形成活性炭。
27.根据权利要求17至26之一的方法，其中，该方法还包括干燥步骤，尤其是在基本非氧化气氛如惰性气体中。
28.将根据权利要求1至16之一的组合物用作吸附剂、尤其是重复作用长效吸附剂的用途。
29.将根据权利要求1至16之一的组合物用于液态物质和/或气态物质净化、尤其是用于水净化或水处理和/或空气净化的用途。
30.将根据权利要求1至16之一的组合物用于从含水体系中去除以下组中的至少一种的用途，该组由硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、重金属、多环芳烃碳氢化合物(PAH)、药物代谢物和病原菌组成。
31.将根据权利要求1至16之一的组合物用于从气态体系中去除以下组中的至少一种物质的用途，该组由微粒粉尘、有害物和有气味物质组成。
32.将根据权利要求1至16之一的组合物用在农业中、尤其是用于促生长和/或用作土壤改良剂或土壤净化的用途。
33.将根据权利要求1至16之一的组合物用作尤其是用于大范围火灾如森林火灾或泥炭火灾的无卤素防火剂和/或灭火剂的用途。
34.将根据权利要求1至16之一的组合物用在建筑材料中且尤其是用于以下至少一种的用途：
-防火；
-隔热；
-蓄热；
-隔音；
-屏蔽或削弱放射性辐射和/或电磁辐射。
35.将根据权利要求1至16之一的组合物用作钻井增重剂的用途。
36.将根据权利要求1至16之一的组合物用作矿物聚合物或尤其借助钾水玻璃制造矿物聚合物的用途。
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