CZ81094A3

CZ81094A3 - Process of treatment contaminating waste and a product obtained therefrom

Info

Publication number: CZ81094A3
Application number: CZ94810A
Authority: CZ
Inventors: Abdelkrim Bouchelaghem; Jean Yves Cojan; Daniel Gouvenot
Original assignee: Sol Comp Du
Priority date: 1993-04-06
Filing date: 1994-04-06
Publication date: 1994-12-15
Also published as: ES2066741T1; ATE297882T1; ES2066741T3; FR2703604A1; SK39894A3; DE619278T1; DE69434404D1; FR2703604B1; DE69434404T2; EP0619278A2; JPH06304544A; PT619278E; EP0619278B1; EP0619278A3; JP3432580B2

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu zpracování znečisťujícího odpadu vnesením pojivá pro vytvoření velkých bloků. Vynález se dále týká výrobku získaného způsobem definovaným výše.

Dosavadní stav techniky

Je známo, že rozličné předpisy a směrnice stále častěji předepisují, že znečisťující odpad má být před uložením ve přírodní skládce učiněn inertním.

v

Podle jedné známé techniky se znečisťující odpad smíchá s výrobkem, který se sráží a vytváří matrici, která je co nejvíce kompaktní a ve které je odpad zachycen.

Tím jsou omezeny látkové výměny mezi odpadem a okolním prostředím.

Je také známo, že při této technice je nutné získat pevné výrobky, které mají shodné vlastnosti v jejich celém objemu a že je nepřípustné například vyrábět výrobky mající pouze tuhou skořepinu a tedy výhodné vlastnosti pouze v oblasti povrchu.

Tak je například známo smíchávání znečisťujícího odpadu s portlandským cementem, ke kterému jsou přidány zkapalnovací látky nebo činidla omezující vodu, což umožňuje uvést znečisťující odpad do formy pevných výrobků, které mají nepatrný sklon k vymytí dešťovou vodou nebo vodou obsaženou v půdě.

Je také známé přidávání vápna a dle volby také vysokopecní strusky k portlandskému cementu.

Je také známé přidávání jílu do směsi pro zlepšení bezpečnosti proti úniku pojivá.

Tyto procesy obecně jsou uspokojivé s ohledem na zadržování těžkých kovů, jsou však ponejvíce nedostatečné s ohledem na rozpustné výrobky, například chloridy.

Podle jiné známé techniky se odpad zpracuje směsí portlandského cementu a rozpustného křemičitanů, ve kterém molární poměr oxidu křemičitého ku oxidu sodnému je obecně asi 3,3«

Oxid křemičitý přítomný ve křemičitanů je velmi aktivní, takže může působit na vápník (Ca⁺⁺) obsažený v cementu a na kationty kovů jako rtuti, olova, kadmia a jiných, obsažených

Λ ve znečisťujícím odpadu, pro vytvoření sraženin křemičitanů kovů, které mají obecně velmi nízkou rozpustnost.

Nicméně není vždy možné řídit slučivost mezi rozličnými kationty ve vztahu k oxidu křemičitému a výsledek je ten, že směsi na bázi portlandského cementu a křemičitanů jsou poměrně účinné pro zachycení kationtů kovů, jsou však mnohem méně účinné v

vzhledem k rozpustným znečistujícím látkám a organickým látkám.

Kromě toho tyto rozličné známé procesy vedou na nesnadně řiditelné reakce, jejichž exotermický charakter způsobuje trhliny nebo mikrotrhliny v získaném pevném výrobku, což působí proti zamýšlenému cíli podporováním výměnných procesů mezi takto zpevněným odpadem a okolním prostředím.

Úkolem předloženého vynálezu je vytvořit matrici, která by umožnila účinně povléci znečisťující odpad a jejíž zpevnění by nebylo narušováno složkami odpadu a která by tudíž nebyla poškozována trhlinami či mikrotrhlinami.

-Podš~fata vynálezu :

Vynález tudíž vytváří způsob zpracování, znečisťujíčího odpadu vnesením pojivá pro vytvoření velkých bloků, jehož podstata spočívá v tom, že se použije vodného pojivá na bázi cementu z vysokopecnístrusky.a/nebo prachového výrobku na bázi strusky,

...... - . - ....... _ť .. v smíchaného s jemným prachem oxidu křemičitého a s alespoň jednou ze sloučenin hořčíku, draslíku nebo hliníku.

Vynález dále vytváří výrobek vyrobený způsobem definovaným výše, jehož podstata spočívá v tom, že existuje v pevné a stabilní formě a že sestává z pojivá na bázi cementu z vysokopecní strusky nebo prachového výrobku na bázi strusky, důkladně prov W míchaného s produkty z reakce znečisťujícího odpadu s alespoň jednou sloučeninou hořčíku, draslíku nebo hliníku.

Takové výrobky mohou být použity například jako stavební dílce například pro výrobu obrubních kamenů, dlaždic, přepážkových stěn apod.

Výsledným předmětem předloženého vynálezu je výrobek pro zpevnění znečisťujícího odpadu vyrobený způsobem definovaným výše, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z pojivá na bázi cementu z vysokopecní strusky a/nebo z prachového výrobku na bázi strusky smíchaného s jemným prachem oxidu křemičitého a s alespoň jednou sloučeninou hořčíku, draslíku nebo hliníku.

-3Bylo dokázáno, že přítomnost sloučenin hořčíku, draslíku _v v a/nebo hliníku pcdle předloženého vynálezu umožňuje odstranit poruchy způsobené chloridy nebo oxidy kovů přítomnými ve znečisťujícím odpadu, a vyskytující se ve procesech pcdle dosavadního, stavu techniky zmíněných výše.

V souhlase se předloženým vynálezem se tedy získá pevný výrobek, jehož doba tuhnutí je v podstatě stejná jako u obvyklého pojivá, které nebylo smícháno s odpadem a jehož pevnost v —2 po 28 dnech je rovna alespoň 10 kg.cm .

Rovněž bylo při použití způsobu podle předloženého vynálezu vyluhovacími zkouškami podle normy NF X3121O prokázány mnohem lepší výsledky než u známých procesů, přičemž celkový rozpustný podíl byl nižší než 5%, obsah chloridů byl nižší než 10 g na 1 kg zpracovaného odpadu a obsah kovů byl od 0 do ICO mg na 1 kg odpadu.

Bylo tedy zjištěno, že v kombinaci se přidáním jemného prachu oxidu křemičitého přidání hořčíku, draslíku nebo hliníku podle předloženého vynálezu umožňuje vyloučit poruchy působené v

prvky obsaženými ve znečistujícím odpadu.

Podle vynálezu se tedy získá homogenní kompaktní matrice, která není rušivě změněna jevy exothermické expanze, které rozrušují obvyklé matrice, zejména matrice na bázi portlandského cementu.

Zkoušky výrobků získaných podle předloženého vynálezu dále ukazují, že v nich nedochází k růstu expandujících krystalů nebo solí, které by byly velmi nepříznivé pro celistvost jejich matrice.

Podle předloženého vynálezu má jemný prach oxidu křemičitého přednostně velikost částeček menší než 10/um. Jeho podíl ve směsi je přednostně od 5 do 20 % hmotnostních, vztaženo na vysokopecní strusku.

Podle výhodného provedení vynálezu částice pojivá mohou mít velikost například 0 až 200/Um, přednostně menší než 100/urn.

Podle dalšího výhodného převedení předloženého vynálezu sloučenina hořčíku může být například chlorid hořečnatý, oxid hořečnatý, síran hořečnatý nebo nějaký výrobek obsahující dostatečné podíly těchto sloučenin, který má schopnost vytvářet například oxichloridy hořečnaté.

-4Sloučenina draslíku může být například síran dreselný nebo jiná sloučenina obsahující dostatečný podíl draslíku.

Hliník může být dodán například jako rozpuštěný cement na bázi oxidu hlinitého nebo alternativně jako oxid hlinitý nebo jiný výrobek jej obsahující.

Směs podle předloženého vynálezu pojivá a sloučenin na bázi hořčíku, draslíku a/nebo hliníku může být vyrobena ve velmi širokém rozsahu podílů, například od 2 do 150 kg sloučenin hořčíku, draslíku a/nebo hliníku na 100 kg cementu z vysokopecní strusky a/nebo prachového výrobku na bázi strusky.

Podle výhodného provedení předloženého vynálezu může být také přidán jíl v podílu od 5 do 100% hmotnostních, vztaženo na směs pojivá.

Podle výhodného provedení předloženého vynálezu je také možno přidat určité množství aktivního uhlí do směsi pro podporu zadržení organických látek. Toto aktivní uhlí může být přidáno například v podílu od 0 do 20%. všech ostatních složek.

-‘Konečně^-je-možné^při-dat—do-směsi—obv-y-kl-é—p-ř-í-s-ad-y—k-te-réuprávu j í t ekut os t po j iv, j e j i ch dobu tuhnutí a obe cně;TheoTo^- ^—gii směsi.

Výraz prach na bázi vysokopecní strusky znamená podle předloženého vynálezu směs obsahující alespoň 50% vysokopecní strusky. - - - ...... ......... .......Pro lepší vysvětlení podstaty předloženého vynálezu jsou dále uvedeny příklady provedení vynálezu.

Přiklad I

Pro zpracování 1000 kg suchého průmyslového odpadu še tento smíchá se

- 100 až 300 kg cementru z vysokopecní strusky

- 10 až 30 kg prachu oxidu křemičitého o velikosti lO^um

- 100 kg oxidu hořečnatého

- 550 až 700 litrů vody.

Po ztuhnutí této směsi se získá pevný homogenní výrobek, ve kterém nemohou vznikat žádné trhliny.

»2

Pevnost tohoto výrobku po 28 dnech je od 10 do 20 kg.cm

Získaný produkt podrobený vyluhovacím zkouškám podle normy NF X31210 dává únikové látky v mezích této normy.

Jestliže pro účely srovnání se k 1000 kg stejného odpadu přidá od 300 do 600 kg portlandského cementu, získaný výrobek mc po několika dnech mikrotrhliny.

-5Navíc, jestliže znečisťující odpad obsahuje oxidy kovů, což je častý případ, pojivo na bázi portiandského cementu nepokračuje v tuhnutí na rozdíl od směsi podle předloženého vynálezu, jejíž doba tuhnutí je stejná jako u obvyklého pojivá bez odpadu.

Příklad 2 ..... ’ ' ” ' ..... ...............

Za účelem zpracování se 1000 kg suchého znečisťujícího odpadu smíchá s

- 200 až 500 kg prachu na bázi vysokopecní strusky obsahujícího asi 60£ strusky

- 100 až 200 kg rozpuštěného cementu na bázi oxidu hlinitého

- 10 až 50 kg jemného prachu oxidu křemičitého

- 500 až 700 litrů vody.

Po ztuhnutí se získá výrobek, který má v podstatě stejné vlastnosti jako výrobek získaný ve příkladu 1.

Příklad 3

Za účelem zpracování se 1000 kg znečisťujícího kalu se suchým obsahem 40 % organických nečistot smíchá se

- 100 až 300 kg cementu z vysokopecní strusky _T - 20 až 50 kg chloridu hořečnatého

-5 až 60 kg jemnoho prachu oxidu křemičitého

- 5 kg jílu

- 10 až 20 kg aktivního uhlí

- 200 až 300 litrů vody

- 5 kg přísady sestávající z melaminové pryskyřice.

Po ztuhnutí směsi získaný výrobek má minimální pevnost 10 kg.cm bez vzniku trhlin či mikrotrhlin.

Pro účely srovnání bylo zjištěno, že srovnávací výrobek vyrobený ze samotného cementu neztuhne.

Jak bylo uvedeno výše, jíl má funkci zadržování kovových nečistot zatímco aktivní uhlí zadržuje organické nečistoty.

Získaný výrobek podrobený vyluhovacím zkouškám podle platných norem dává únikové látky, to je kovové nebo organické nečistoty ve množství pod dovolenými mezemi.

Příklad 4

Za účelem zpracování 1000 kg suchého znečisťujícího odpadu se síranem draselným byla vytvořena směs:

-ó- 200 až 500 kg prachu vysokopecní strusky

- 10 až 20 kg vápna

- 10 až 20 kg jemného prachu oxidu křemičitého

- 10 až 20 kg chloridu hořečnatého

- 20 až 30 kg síranu draselného

- 5 až 10 kg jílu

- 400 až 500 litrů vody

- 3 kg glukonanu jako přísady k ovlivňování rychlosti tuhnutí.

Tato směs tuhne aniž by dosáhla teploty 100 °C. Naopak, po— užije-li se pojivo sestávající z obvyklého cementu, získaná hmota se zahřívá a praská.

Blok získaný podle předloženého vynálezu podrobený vyluhovacím zkouškám splňuje platné normy na rozdíl od bloku vyrobeného s obvyklým portlandským cementem.

Příklad 5 rťPentO^- příklad^-umožnuje-zpracov-at— odpad-o-bsahu-j-í-c-í— Ca—,který je velmi reaktivní, bez spráskání bloků, způsobem podle předloženého vynálezu.

Za tím účelem se vytvoří směa:

- 1000 kg reaktivního odpadu

- 300 až 500 kg prachu vysokopecní strusky

- 10 až 20 kg síranu draselného

- 10 až 20 kg rozpuštěného cementu

- 5 kg jílu

- 10 až 50 kg jemného prachu oxidu křemičitého

- 400 až 500 litrů vody v

kg lignosulfonanu působícího jako zpoždovač

Toto složení směsi zamezuje stoupání teploty způsobující praskání bloků když objem přesahuje asi 100 litrů.

Při použití normálního cementu blok praská a nesplňuje požadavky norem.

Přiklad 6

Může být provedena obměna příkladu 5 tím, že se vytvoří směs:

- 200 až 300 kg cementu z vysokopecní strusky

- 10 až 20 kg rozpuštěného cementu

- 30 až 40 kg chloridu hořečnatého

-7- 5 kg jílu

- 10 kg jemného prachu oxidu křemičitého

- 400 až 500 litrů vody

- ó až 7 kg zpožďovače na bázi lignosulfonanu.

Je zřejméy že výše-popsaná provedení předloženého vynálezu jsou pouze příklady, a že mohou být provedeny některé obměny, aniž by se vybočilo z rámce myšlenky vynálezu.

Claims

PATENTOVE

NÁROKY

1. Způsob zpracování znečistil jícího odpadu vnesením pojivá pro vytvoření velkých bloků, vyznačující se tím, že se použije vodného pojivá na bázi cementu z vysokopecní strusky a/nebo prachového výrobku na bázi strusky smíchaného s jemným prachem oxidu křemičitého a s alespoň jednou ze sloučenin hořčíku, draslíku nebo hliníku.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, hořčíku je chlorid hořečnatý.
3. Způsob podle nároku 1, vyznačující s hořčíku je oxid hořečnatý.
4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, hořčíku je síran hořečnatý.
5. Způsob podle nároku 1, vyznačující f draslíku je síran draselný.

tím, že sloučenina tím, že sloučenina tím, že sloučenina tím, že sloučenina tím, že sloučenina

-hliníku obsahuje rozpuštěný cement nebo hlinitan srodný.

T.„Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že sloučenina hliníku je oxid hlinitý.

S. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že směs se vytvoří-v...po.díle.ch od 2 do 150 kg sloučenin hořčíku, draslíku nebo hliníku na 100 kg pojivá.
9. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že se do směsi zavede od 5 do 100% hmotnostních jílu, vztaženo na pojivo.
10. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že se do směsi zavede od 5 ďo 20% hmotnostních jemného prachu oxidu křemičitého, vztaženo na hmotnost vysokopecní strusky.
11. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že se do směsi přídavně zavede aktivní uhlí.
12. Výrobek vyrobený způsobem podle kteréhokoli z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, Že existuje v pevné a stabilní formě a že sestává z pojivá na bázi cementu z vysokopecní strusky nebo prachového výrobku na bázi strusky, důkladně promíchaného

V v s produkty z reakce znečisťujícího odpadu s alespoň jednou zé sloučenin hořčíku, draslíku nebo hliníku.

-913. Výrobek získaný zpevněním znečistujícího odpadu podle kteréhokoli z nároků 1 až 11, vyznačující se tím, že sestává z pojivá na bázi cementu z vysokopecní strusky a/nebo z prachového výrobku na bázi strusky smíchaného s alespoň jednou sloučeninou hořčíku, draslíku nebo hliníku.