DE69216034T2

DE69216034T2 - Mittel zur Fixierung von Giftabfällen und Verfahren zu dessen Gebrauch

Info

Publication number: DE69216034T2
Application number: DE69216034T
Authority: DE
Inventors: Carel Willem Jan Hooykaas; Jeffrey Porter Newton
Original assignee: Pelt and Hooykaas BV
Current assignee: Pelt and Hooykaas BV
Priority date: 1991-10-01
Filing date: 1992-09-30
Publication date: 1997-06-19
Anticipated expiration: 2012-10-01
Also published as: US5347077A; EP0535758A1; SK300892A3; DE69216034D1; NL9101656A; HU212614B; HUT65905A; ATE146370T1; EP0535758B1; CA2079507C; CA2079507A1; HU9203131D0; CZ300892A3

Description

Hintergrund der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Behandlung von toxischem Abfall und, spezieller, auf ein Giftabfall-Fixierungsmittel, um das Auswaschen organischer und anorganischer Gifte aus Böden, Sedimenten und Schlämmen mit nicht annehmbaren Auswaschpegeln zu verhindern und eine signifikante Verringerung der einem kontaminierten Material innewohnenden Giftkonzentration durch chemische Bindung und Reaktion zu bewirken, sowie auf ein Verfahren zur Verwendung dieses Fixierungsmittels.
Das Problem der sicheren Lagerung von Giftabfällen ist ein dringendes. Mit der immer steigenden Bildung gefährlichen Materials in unserer industriellen Gesellschaft besteht ein wachsender Bedarf an strengen Kontrollen für die Handhabung und Entsorgung aller Formen von Giftabfall. Als Antwort auf diesen Bedarf haben Gesetzgeber Gesetze erlassen, die die Menge und Beschaffenheit von Abfällen, die in die Umwelt freigesetzt werden dürfen, einschränken. Es gab in letzter Zeit sehr viele Maßnahmen, um diese Gesetze strenger zu machen, und das Erreichen der in den Gesetzen angegebenen Ziele kann schon bald sehr viel schwieriger werden.
Giftabfälle sind gesetzlich in verschiedenen Vorschriften und Verordnungen, die sich mit ihrer Handhabung und Behandlung befassen, definiert, aber sie können allgemein gesagt als jedwedes Material definiert werden, das als Nebenprodukt eines industriellen Verfahren gebildet wird und eine nachteilige Wirkung auf die Umwelt hat, wenn es ohne Behandlung freigesetzt wird.
Die Vorschriften und Verordnungen geben auch die Standards an, die von der den Abfall produzierenden Industrie eingehalten werden müssen, allgemein durch Festsetzen maximaler Grenzen einer angegebenen Anzahl von parts-per- million (ppm), parts-per-billion (ppb) oder parts-per-trillion (ppt) des freien, in den Testproben gefundenen Abfalls, gemessen relativ zu einem Teststandard für das Auswaschen. Es ist daher das Ziel von Behandungsverfahren toxischen Abfalls, die Pegel an vorhandenem Abfall und/oder das übermäßige Auswaschen in Testproben auf den niedrigsten möglichen Pegel zu verringern, zumindest auf einen Pegel unterhalb des vorgeschriebenen Maximums.
Bekannte Verfahren zur Behandlung von Giftabfällen in Form von Stabilisierung/Verfestigung oder Verfahren chemischer Bindung beinhalten z.B. die fünf breiten Kategorien von: Sorption, Kalk-Flugasche-Puzzolan-Verfahren, Puzzolan- Portand-Zementsysteme, thermoplastische Mikroverkapselung und - Makroverkapselung.
Die Sorption umfaßt die Zugabe eines Feststoffes zu dem Material, das den zu behandelnden Abfall enthält. Der Feststoff saugt jede vorhandene Flüssigkeit auf und kann ein erdähnliches, den Abfall enthaltendes Material herstellen und ist am besten geeignet für Anwendungen, die die Behandlung nicht reaktiver, nicht biologisch abbaubarer Abfälle umfassen. Typische Festkörper, die für die Verwendung bei der Sorption geeignet sind, umfassen aktivierten Kohlenstoff, wasserfreies Natriumsilicat, verschiedene Formen von Gips, Celite, Tone, geblähten Glimmer, Zeolithe, Kohleflugasche, Zement-Brennofenstaub und Kalk.
Kalk-Flugasche-Puzzolan-Verfahren verwenden fein verteilten, nicht kristallines Siliciumdioxyd in Flugasche, und das Calcium im Kalk wird ausgenutzt, um eine Zementierung geringer Festigkeit herzustellen. Die behandelten Abfälle werden in der Puzzolan-Beton-Matrix (Mikroverkapselung) eingeschlossen, wobei sie vom Kontakt mit der Umwelt entfernt werden.
Puzzolan-Portland-Systeme verwenden Portland-Zement und Flugasche oder andere Puzzolan-Materialien, um einen festeren Typ eines Abfall/Beton-Verbundes herzustellen. Der Einschluss des Abfalls ergibt sich durch Mikroverkapselung des Abfalls in der Betonmatrix. Lösliche Silicate könnten zur Beschleunigung des Härtens und zum Metalleinschluß verwendet werden.
Thermoplastische Mikroverkapselung umfaßt das Mischen feiner Abfallpartikel mit geschmolzenem Asphalt oder einer anderen Matrix. Mit den Abfällen verbundene flüssige und flüchtige Phasen werden in einer Masse von gekühltem, gehärtetem Asphalt isoliert. Das sich ergebende Material kann ohne einen Behälter vergraben werden.
Mikroverkapselungssysteme enthalten Abfall durch Isolieren großer Abfallmassen unter Verwendung einer Art von Umhüllungsmaterial. Die am gründlichsten untersuchten Systeme verwenden eine 208-Trommel- oder Polyäthylen- Umhüllung, die über einen monolithischen Block verfestigter Abfälle geschmolzen wird.
Diese Systeme sind nützlich und für viele Anwendungen geeignet, aber sie sind nicht geeignet, um allen gegenwärtigen Staats- und Bundesgesetzen für alle Arten von Materialien zu entsprechen. Es besteht noch ein Bedarf für ein besseres System zur Behandlung giftiger Abfälle, um das Auswaschen unzulässiger Pegel solcher Abfälle in die Umwelt zu verhindern.
Daher besteht Bedarf für ein neues Material, das bei bestimmten Anwendungen für das Ablagern oder Einschließen einiger Arten von Giftabfall in einem größeren Maß als bisher bekannt verwendet werden kann.

Gegenstände und Zusammenfassung der Erfindung

Entsprechend ist es ein Gegenstand der Erfindung, ein Fixierungsmittel für Giftabfall bereitzustellen, das die Nachteile des Standes der Technik überwindet. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist es, ein Fixierungsmittel für Giftabfall bereitzustellen, das Giftabfälle in einem größeren Ausmaß unauswaschbar macht als bekannte Verfahren.
Noch ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist es, ein Fixierungsmittel für Giftabfall bereitzustellen, das eine verbesserte Mikrostruktur in Gegenwart von hohen Säurekonzentrationen, von auslaugenden Lösungsmitteln, von Salzwasser oder anderen Bedingungen aufweist, die die Widerstandsfähigkeit des Fixierungsmittels gegen Auswaschen beeinträchtigen können.
Kurz gesagt, wird ein Mittel zur Fixierung von gemischtem organischem und anorganischem Giftabfall in einer Blockmatrix bereitgestellt. Das hier offenbarte Fixierungsmittel enthält bis zu 90 Gew% eines anorganischen, hydraulischen Bindemittels, basierend auf Schlackenmaterial, und zumindest 2,5 bis 5 Gew% eines Eisensalzes und 2,5 bis 5 Gew% eines Mangansalzes, wobei die genannten Salze ausgewählt sind aus Sulfaten und Chloriden.
Es wird bemerkt, daß ein Fixierungsmittel zur alleinigen Fixierung von in Abfallmaterial enthaltenen giftigen organischen Verbindungen durch die EP-A- 0 482 718 bekannt ist. Dieses bekannte Fixierungsmittel enthält ein anorganisches Bindemittel und zumindest ein Metallsulfat zur Fixierung der organischen Verbindungen und zur Verhinderung des Auswaschens. In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Kombination von Aluminium-, Mangan- und Eisensalzen zur Fixierung organischer, einen aromatischen Ring aufweisender Verbindungen verwendet.
Ein Verfestigungsmittel zur Verfestigung flüssiger, organischen Halogenide ist des weiteren durch die US-A-4 855 083 bekannt. Dieses bekannte Verfestigungsmittel umfaß Schlackenstaub von Metalraffinerien, der durch Mischen mit Silicaten, wasserlöslichen Verbindungen mit hohem Molekulargewicht, Metallsalzen, einer organischen Säure und Calciumcarbonat aktiviert werden muß. Diese Metalsalze einer organischen Säure umfassen Salze wie Eisen-, Mangan-, Aluminium- oder Cobaltsalze, die zusammen mit den Silicaten die Bildung eines Organopolysiloxans ergeben, bei welchem aktiviertes Alumiumoxyd inkorporiert sein kann, um wasserlösliche puzzolanartige Produkte zu erhalten.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die vorhandenen Eisensalze oder kann das vorhandene Eisensalz teilweise oder vollständig durch ein Cobaltsalz ersetzt werden. Colbaltionen sind reaktiver als Eisenionen; Cobalt ist jedoch teurer.
Die verwendeten Salze sind oder das verwendete Salz ist bevorgzugt Sulfat oder Chlorid; obwohl es offensichtlich ist, daß andere Anionen mit gleichwertiger Wirkung auch verwendet werden können.
Neben der Kombination von Metallsalzen enthält das vorliegende Fixierungsmittel auch ein anorganisches, hydraulisches Bindemittel. Das genannte Bindemittel liegt in einer Menge von bis zu 90 Gew%, insbesondere 80 bis 88 Gew%, bezogen auf das Fixierungsmittel, vor. Obwohl das Bindemittel z.B. aus Portlandzement bestehen kann, kann jeder andere hydraulische Zement ebenso verwendet werden.
Des weiteren enthält das vorliegende Fixierungsmittel vorzugsweise ein Aluminiumsalz, insbesondere Aluminiumsulfat oder -chlorid, zweckmäßigerweise in einer Menge von 2 bis 5 Gew% des Fixierungsmittels.
Zur Steuerung der Abbindezeit des Bindemittels ist die Zugabe von Gips (Calciumsulfat) bevorzugt, zweckmäßigerweise in einer Menge von bis zu 6 bis 10 %.
Wie zuvor erwähnt, kann jedes andere hydraulische Bindemittel genauso zur Erreichung eines harten, gesteinsartigen Endproduktes verwendet werden. In dieser Hinsicht ist ein anorganisches, hydraulisches Bindemittel basierend auf Schlackenmaterial bevorzugt, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe, die gemahlene oder nicht gemahlene granulierte Hochofenschlacken, feine oder gemahlene Stahlschlacken, poröse granulierte Stahlschlacken etc. umfaßt. Die Menge des in den Fixierungsmitteln enthaltenen Schlackenmaterials liegt erfindungsgemäß zweckmäßigerweise im Bereich von 20 bis 80 %, vorzugsweise 27 bis 75 %.
Das genannte anorganische Bindemittel besteht des weiteren vorzugsweise aus einem Calcium enthaltenden Zement, womit ein Zement gemeint ist, der Calciumoxid enthält, insbesondere nicht gelöschten Kalk. Der genannte Zement wird dann vorzugsweise mit einem Alumiumsilicat gemischt, wie Flugasche. Der Zement aus nicht gelöschtem Kalk kann bis zu 70 %, bezogen auf das Fixierungsmittel, betragen.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform enthält das vorliegende Fixierungsmittel Trimercapto-S-Triazin Trinatriumsalz zur Fixierung von Schwermetallen, wobei dessen Menge von der Konzentration der Schwermetalle in der mit dem vorliegenden Fixierungsmittel zu behandelnden Mischung abhängt.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich des weiteren auf ein Verfahren, um mit Giftabfall verunreinigtes Material unschädlich zu machen, bei welchem das genannte Material mit einem erfindungsgemäßen Fixierungsmittel gemischt und die erhaltene Mischung gehärtet wird, falls gewünscht, durch Zugabe eines anorganischen hydraulischen Bindemittels und Wasser, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß das genannte, verunreinigte Material mit einer wässrigen Suspension eines hier offenbarten Fixierungsmittels gemischt wird.
Die zu verwendende wässrige Suspension weist vorzugsweise ein Verhältnis von Wasser zu Fixierungsmittel von 0,6 bis 1,2 Gewichtsteilen des genannten Fixierungsmittels auf.
Als eine Abwandlung der Erfindung ist vorgesehen, daß bei dem Fixierungsmittel Hochofenschlacken und/oder Calciumoxyd (nicht gelöschter Kalk) den Zementteil der Erfindung ersetzen können. Mit anderen Worten kann das Fixierungsmittel nur aus Hochofenschacken und/oder nicht gelöschtem Kalk und 6 bis 10 Gew% Gips, 2,5 bis 5 Gew% Eisensulfat und aus Mangansulfat zusammengesetzt sein.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Verfahren zur Behandlung von giftigen Abfall enthaltendem Material bereitgestellt, das die Schritte umfaßt: Mischen eines erfindungsgemäßen Fixierungsmittels, wobei das genannte Fixierungsmittel Eisenfulfat, Mangansulfat und/oder Aluminiumsulfat und/oder Zement und/oder Schlacke und/oder Gips und/oder Kalk umfaßt, Hinzufügen des genannten Fixierungsmittels zu dem genannten Material, wobei das genannte Fixierungsmittel das genannte Material härtet und den genannten Giftabfall nach Behandlung im wesentlichen weniger auswaschbar macht.
Das obige und weitere Gegenstände, Gesichtspunkte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende Beschreibung ersichtlich.

Ausführliche Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Die Erfindung ist auf die Herstellung und Verwendung eines Fixierungsmittels zur Behandlung von in Erd-, Sediment- und Schlammaterial aufgefundenen Giftabfällen gerichtet. In der folgenden Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung besteht das Material aus Giftabfall enthaltendem Erdreich. Dies ist aber nicht als Beschränkung, sondern lediglich als Erläuterung gedacht.
Die Wirksamkeit der Behandlung von Giftabfälle enthaltendem Erdreich wird gemessen, indem der aus den giftigen Komponenten bestehende, fraktionierte Anteil des Erdreichs, Sediments oder Schlamms, je nachdem in parts per million (ppm) oder parts per billion (ppb), der Menge solcher anorganischer und organischer giftiger Komponenten, die aus dem kontaminierten Erdreich mittels vorgeschriebener Auswasch- und Extraktionstests ausgewaschen werden kann, gegenüber gestellt wird.
Es wurde festgestellt, daß eine erfindungsgemäße Mischung die Zement und/oder Schlacke und/oder Gips und/oder Kalk und/oder Eisensulfat und/oder Mangansulfat und/oder Alumiumsulfat enthält eine sehr verbesserte Wirksamkeit zeigt bei der Behandlung von anorganischen und organischen Giftabfällen wie Blei, Quecksilber, Arsen, Chrom, Zyanid, Kupfer, polychlorierten Biphenylen, Benzol, Toluol, Xylolen, Naphthalin, Anthracen und anderen polycyklischen aromatischen Verbindungen.
Der Reaktionsmechanismus ist bis jetzt noch nicht vollständig aufgeklärt; er wurde dennoch beobachtet und ist hier offenbart, um so viel Einblick wie möglich in den Mechanismus der von dem Fixierungsmittel erbrachten Behandlungsaktivität zu geben. Die Zusammensetzung und Wirksamkeit der Erfindung werden im einzelnen beschrieben.
Das Fixierungsmittel bewirkt eine chemische Änderung in der Struktur des Giftes, z.B. durch Ionenaustausch, Substitutionsreaktionen, intermolekulare Kräfte (Dipol-Dipol, Wasserstroffbrückenbindungen, London-Kräften, bimolekulare Umlagerung und verschiedene metallorganische Bindungen der giftigen Komponenten in dem kontanimierten Material. Diese Änderungen wandeln den Giftabfall in unschädliche Verbindungen und Komplexe um, wobei die nach der Behandlung im Material verbleibenden Gesamtanteile an freien giftigen Komponenten verringert werden. Das Fixierungsmittel bindet die giftigen Bestandteile in eine härtende Betonmatrix.
Der verwendete Zement kann handelsüblicher, der Öffentlichkeit ohne weiteres zugänglicher Standardzement sein. Hochofenschlacke, Gips und Kalk sind gleichermaßen allgemein erhältliche Handesartikel. Ihre Kombination als solche wurde schon oft im Stand der Technik verwendet, um Giftabfälle zu behandeln sowie bei der beschriebenen Sorption und den Puzzolan-Portlandsystemen. Jedoch stellt die Zugabe von Eisensulfat, Manganfulfat und Aluminiumsulfat in der vorliegenden Erfindung einen einzigartigen Gesichtspunkt dieses Fixierungsmittels dar, ebenso die Tatsache, daß die Aufgabe darin besteht, die vorgeschriebenen Auswasch- und Extraktionstests zu bestehen.
Die Mikrostruktur des mit dem Fixierungsmittel behandelten Materials zeigt eine erhöhte Beständigkeit, verglichen mit bekannten Systemen, in Gegenwart hoher Azidität (bis zu pH 0.5), in verschiedenen Auswasch-Lösungsmitteln, Salzwasser oder unter anderen Bedingungen, unter denen sie normalerweise beeinträchtigt wird.
Des weiteren ist das Fixierungsmittel relativ bilig, so daß es den Vergleich mit anderen weniger wünschenswerten Alternativen, wie Veraschung oder Einschluß in Giftabfalldeponien, nicht zu scheuen braucht.
Bei der Behandlung eines Giftabfall enthaltenden Materials mit dem Fixierungsmittel entsteht eine Substanz mit einem komplexen, kristallinien anorganischen Polymer, d.h. mit einem vier oder mehr verbindendem Netzwerk. Die sich ergebenden Makromoleküle enthalten ausgewählte, mehrwertige anorganische Elemente, die in polyfunktioneller Weise reagieren und verzweigte und vernetzte Polymere mit einer Dichte erzeugen, die zur Bildung von IPN- (Sonderelastomer) Bindungen ausreicht. Die sich daraus ergebenden Polymere zeigen auch eine hohe Beständigkeit gegenüber Säuren und anderen natürlicherweise auftretenden Verfallsförderern. Die strukturelle Bindung im Polymer ist in erster Hinsicht ionisch und kovalent. Es läuft eine Zwei-Phasen-Reaktion ab, in welcher die giftigen Komponenten zuerst in einer schnellen Reaktion komplexiert werden und dann permanent weiter komplexiert werden beim Bilden der Makromoleküle, deren Bildung sich noch über eine lange Zeit fortsetzt.
In der ersten Phase der Fixierung bilden sich irreversibel colloidale Strukturen, Komplexe durch Ionenaustausch und kovalente Bindung mit giftigen Metallen und organischen Verbindungen mittels der genannten zugegebenen Metalle Eisensulfat, Mangansulfat und Aluminiumsulfat. Bei einem hohen Prozentsatz der Reaktionen mit halogenierten Kohlenwasserstoffen findet als erster Schritt eine bimolekulare Umlagerung oder Substitution beim Bindungsmechanismus zu den Makromolekülen der zweiten Phase statt.
In der zweiten Phase schließt die Bildung des Gerüstes aus Makromolekülen auch eine relativ irreversible Colloidsynthese ein. Diese Reaktion ist langsamer, geht jedoch vom Sol zum Gelzustand und letztendlich zu einem dreidimensionalen kristallinen anorganischen Polymer über. Das behandelte Material soll in der Lage sein, die neuerdings vorgeschlagenen Auswaschstandards innerhalb von 7 bis 28 Tagen zu durchlaufen. Von besonderem Interesse bei der Bindung gefährlicher Elemente und Verbindungen ist die Entwicklung der Reaktion der zweiten Phase von Sulfo-Eisen-Aluminathydraten. Die Bindungseigenschaften und die strukturelle Beständigkeit werden variiert, um sie an eine spezielle Anwendung durch Variation der Zusammensetzung des Fixierungsmittels anzupassen.
Spezielle Beispiele zeigen die Wirksamkeit des Fixierungsmittels in den erläuternden Anwendungen.

Beispiel I

Zusammensetzung des Fixierungsmittels in Gew%:

Portlandzement...88%
Mangansulfat...5%
Eisensulfat...5%
Aluminiumsulfat...2%
Das folgende stellt eine Zusammenfassung von Auswaschtests von mit mäßigen Anteilen organischer, giftiger Verbindungen kontaminiertem Erdreich dar, die auch hohe Anteile langkettiger Kohlenwasserstoffe als Trägermaterial enthielten. Die oben aufgelistete Zusammensetzung des Fixierungsmittels wurde mit 20 Gew%, bezogen auf das Gewicht des Erdreiches, zur Anwendung gebracht. Werte in ppm sind unten angegeben. Es sind Werte nach 14 Tagen Härtung. Der Gesamtanteil organischen Kohlenstoffs beträgt 1.5%. Die freie Druckfestigkeit betrug nach 28 Tagen 600 psi und nach 45 Tagen 1000 psi.

Beispiel II

Zusammensetzung des Fixierungsmittels in Gew%:

Portlandzement... 62%
Mangansulfat... 2,5%
Eisen(III)-sulfat... 2,5%
Hochofenschlacke... 27%
Gips... 6%
Die folgenden Behandlungstests wurden unter Verwendung der oben angegebenen Zusammensetzung des Fixierungsmittels an Erdproben durchgeführt, die giftige Metalle enhielten.

I. TEST EINS Gesamtkonzentrationen - Arsen 43,000 ppm, Quecksilber 5,300 ppm

Die TCLP-Werte der behandelten Probe mit 30 Gew% des Fixierungsmittels waren nach sieben Tagen die folgenden: As 3.5 ppm und Hg 0.06 ppm.

II. TEST ZWEI Chrom +6 und Zyanid

Das folgende wurde erhalten durch Behandlung mit dem Fixierungsmittel im Vergleich zur Behandlung nur mit Portlandzement.
Gesamtchromgehalt 6310 ppm, Gesamtzyanidgehalt 235 ppm unbehandelte Auswaschungslösung, Cr = 37 ppm, CN = 0,34 ppm
BD = unterhalb der Nachweisgrenze

III. TEST DREI Chrom +6

Abfallansammlung kontaminiert mit 7155 ppm Chrom +6. 150 ppm ausgewaschenes Chrom +6. Behandelt wurde mit 25 Gew% des Fixierungsmittels. Nach den Auswaschdaten nach einem Tag der Härtung war Cr+6 nicht nachweisbar, und 0.15 ppm Gesamtchrom war ausgewaschen.

IV. TEST VIER Arsen, Blei, Kupfer

Eine Erdprobe war mit 2200 ppm Arsen, 670 ppm Blei, 1250 ppm Chrom und 3000 ppm Kupfer kontaminiert. Nach Behandlung mit 15 Gew% des Fixierungsmitels betrugen die EP Giftauswaschwerte nach einer Woche der Härtung 0.126 ppm Arsen, Blei war nicht nachweisbar, 1.1 ppm Chrom und 0.22 ppm Kupfer.

V. TEST FÜNF

Die Erdprobe von Test vier wurde des weiteren mit 670 ppm Kadmium und 2100 ppm Quecksilber kontaminiert. Die Behandlung mit der obigen Fixierungsmittelzusammensetzung in Gegenwart von Trimercapto-S-Triazin Trinatriumsalz führte für die vorhandenen Metalle zu Auswaschwerten unterhalb der Nachweisgrenze.

BEISPIEL III

Fixierungsmittelzusammensetzung:

Portlandzement... 90%
Mangansulfat... 5%
Eisen(III)-sulfat... 5%
Anilin wird als schwierige Verbindung im Hinblick auf das Beherrschen der chemischen Fixierung in bezug auf das Auswaschen angesehen und ist auch äußerst giftig. Das oben beschriebene Fixierungsmittel wurde im Vergleich mit vierzehn anderen Produkten und Mischungsmustern in dieser Behandlungsfähigkeitsstudie getestet. Es bestand die Aufgabe, Anilin kontaminiertes Kalk/Erd(pH 12.5)-Material zu behandeln, so daß der TCLP-Wert weniger als 50 ppb betrug. Dies war ein Versuch für die Verwendung einer Metall-Cluster- Katalyse unter Verwendung von Eisen(III)sulfat und Mangansulfat, um Fixierung, Bindung und Komplexierung der organischen Giftverbindungen zu erreichen. Hier wurde ein bimetallischer Clusterkatalysator verwendet mit dem folgenden Ergebnis. Hier ist auch von Bedeutung, daß keine der verwendeten organophilen Zubereitungen zufriedenstellende Leistungen erbrachte.
Die Zementauswaschwerte stiegen mit der Zeit fortlaufend an. FTIR-Studien wurden durchgeführt bei Anilin + Zement und Anilin behandelt mit dem oben beschriebenen Fixierungsmittel.
Diese Ergebnisse bestätigten die Prämisse, daß aufgrund eines unterschiedlichen und verschobenen Spektrums der chemischen Aktivität des Fixierungsmittels und des giftigen Bestandteils, insbesondere bei den dem Anilinmolekül zuzuordnenden, charakteristischen Absorptionsbändern im Vergleich zu Zement + Anilin, eine bedeutende chemische Bindung besteht.
Die obigen Beispiele zeigen durch die Verwendung des Fixierungsmittels erreichte bemerkenswerte Ergebnisse.
Nachdem bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden sind, versteht sich von selbst, daß die Erfindung nicht begrenzt ist auf diese speziellen Ausführungsformen und daß verschiedene Um- und Abänderungen durch den Fachmann bewirkt werden können, ohne den in den beigefügten Ansprüchen definierten Bereich zu verlassen. Solch eine Abänderung ist z.B. die Verwendung von Metallchloriden anstelle von Metallsulfaten und der Ersatz einer Eisenverbindung durch eine Kobaltverbindung. In dieser Hinsicht wird bereits jetzt vermerkt, daß die Kobaltverbindung reaktiver ist als die Eisenverbindung; sie ist jedoch auch teurer, so daß aufgrund einer wirtschaftlichen Betrachtungsweise die Verwendung der Eisenverbindungen bevorzugt ist.

Claims

1. Fixierungsmittel zur Fixierung gemischter organischer und anorganischer Giftabfälle in einer Blockmatrix, die bis zu 90 Gew% eines anorganischen hydraulischen Bindemittels, basierend auf Schlackenmaterial, und zumindest 2,5 bis 5 Gew% eines Eisensalzes und 2,5 bis 5 Gew% eines Mangansalzes enthält, wobei die genannten Salze ausgewählt sind aus Sulfaten und Chloriden.

2. Fixierungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Eisensalz zumindest teilweise durch ein Kobaltsalz ersetzt ist.

3. Fixierungsmittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Kobaltsalz ausgewählt ist aus der Gruppe, die Sulfate und Chloride enthält.

4. Fixierungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es 80 bis 88 % anorganisches hydraulisches Bindemittel enthält.

5. Fixierungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin ein Aluminiumsalz, ausgewählt aus Aluminiumsulfat und Aluminiumchlorid in einer Menge bis zu 5% des Aluminiumsalzes zugegen ist.

6. Fixierungsmittel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß 2 bis 5% Aluminiumsulfat zugegen sind.

7. Fixierungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß des weiteren Calciumsulfat zugegen ist, vorzugsweise in einer Menge von 6 bis 10%.

8. Fixierungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte anorganische hydraulische Bindemittel, das auf Schlackenmaterial basiert ist, ausgewählt ist aus gemahlenen oder nicht gemahlenen granulierten Hochofenschlacken; feinen oder gemahlenen Hochofenschlacken; feinen oder gemahlenen Stahlschlacken; porösen granulierten Stahlschlacken u.s.w., insbesondere in einer Menge von 20 bis 80%, vorzugsweise 27 bis 75% Schlackenmaterial.

9. Fixierungsmittel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte anorganische hydraulische Bindemittel des weiteren Calciumoxid, insbesondere nichthydratisierten Kalk enthält, in einer Menge von bis zu 70% Calciumoxid, ausgehend von dem genannten Fixierungsmittel.

10. Fixierungsmittel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß des weiteren ein Mittel zur Fixierung von Schwermetallen zugegen ist, insbesondere Trimercapto-S-Triazintrinatriumsalz.

11. Verfahren, um ein mit Giftabfall verunreinigtes Material unschädlich zu machen, bei welchem das genannte Material mit einem Fixierungsmittel gemischt und die erhaltene Mischung gehärtet wird, falls gewünscht, durch Zugabe eines anorganischen hydraulischen Bindemittels und Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte verunreinigte Material mit einer wäßrigen Suspension eines Fixierungsmittels nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 gemischt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine wäßrige Suspension mit einem Verhältnis von Wasser zu Fixierungsmittel von 0.6 bis 1.2 Gewichtsteilen des genannten Fixierungsmittels verwendet wird.