DE69923479T2

DE69923479T2 - Verfahren zur Neutralisierung und Entgiftung von gefährlichen Stoffen und stabile Verfestigungsmethode

Info

Publication number: DE69923479T2
Application number: DE69923479T
Authority: DE
Inventors: Yukoh Kobe-shi Hyogo-ken Akae; Kazuo Yokohama-shi Kanagawa-ken Kote
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-11-15
Filing date: 1999-11-15
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2019-11-16
Also published as: ATE287752T1; DE69923479D1; EP1196219B1; EP1196219A1; WO2001036050A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung einer Probe von Umweltschadstoffen gemäß Anspruch 1.
Verfahren zur Detoxifizierung und Fixierung von Umweltschadstoffen (Verbindungen, die als Umweltverschmutzungsquelle bekannt sind), wie z.B. Schwermetallverbindungen (Cu, Pb, Cr, Zn, Co), Halbmetallverbindungen (P, As, Sb, Bi) und halogenierten Verbindungen.
Entsprechend dem derzeitigen Verfahren zur Behandlung einer Umweltverschmutzung kann die Verarbeitung von Schadstoffen durch Hitzebehandlung bei hohen Temperaturen vollendet werden, um Schwermetalloxide und Halbmetalloxide zu erzeugen; jedoch ist derzeit kein Verfahren zum stabilen Fixieren dieser Oxide bekannt. Obwohl einige Kommentatoren sagen, dass diese Verbindungen nicht für die Umwelt gefährlich sind, wenn sie in Oxide konvertiert werden, ist es klar, dass die Verbindungen für eine Verunreinigung nur durch das Oxidieren nicht ausreichend behandelt werden. Bei spezifischen Umweltschadstoffen, wie z.B. Schwermetall-, Halbmetall- und halogenierten Verbindungen, ist daher ein vollständiges Neutralisieren/Detoxifizieren erforderlich.
Um mit der Umweltverschmutzung umzugehen, ist, wie im folgenden dargestellt, das folgende erforderlich: (1) die sichere Handhabung und Behandlung von potentiell gefährlichen gasförmigen Elementen (Halogengruppe), die zu Schwermetallen und Halbmetallen zugegeben werden; (2) das sichere Fixieren sowohl von Schwermetallen und Halbmetallen als auch den zu ihnen gegebenen (organischen) Elementen; (3) die sichere Handhabung und Wärmebehandlung sekundärer Verunreinigung in der Erde in Folge des Ablagerns von Schwermetallen und Halbmetallen; und die sichere Handhabung und sekundäre Behandlung von verunreinigten kolloidalen Substanzen, primär Halbmetallverbindungen in verschmutztem Wasser.
EP-A-0526 997 offenbart, dass mindestens ein Teil aller Eisen-, Kupfer, Nickel und Chrom-Ionen aus einer wässrigen Flüssigkeit, in der sie als Chelate einer Alkylenpolyaminpolyessigsäure oder als Salze in Lösung sind, entfernt werden durch (a) Anpassen des pH der Flüssigkeit auf über etwa 10; (b) Zugeben von ausreichend Natriumsulfid, um mit mindestens einem Teil der Kupfer-Ionen zu reagieren; (c) Abtrennen der präzipitierten Eisen- und Kupferverbindungen; (d) Zugeben von Salpetersäure, um den pH im Bereich von etwa 6 bis 8 einzustellen; (e) Zugeben von ausreichend Natriumnitrit zur Flüssigkeit, um mit mindestens einem Teil des vorhandenen Nickels und Chroms zu reagieren; (f) Erhitzen der Flüssigkeit für mindestens etwa 15 Minuten auf etwa über 575°F (302°C), um die Präzipitation des Nickels und Chroms zu erleichtern; und durch (g) Abtrennen der präzipitierten Feststoffe, um ein ungefährliches Filtrat zurückzulassen.
Zusammenfassungen der Japanischen Patente Vol 6, N°118(C-111), vom 2. Juli 1982 & JP 57 045385 A (Sato Shinobu; Andere:02) vom 15. März 1982 betreffen die einfache und effiziente Reinigung verschiedener Abwasserarten durch das Anwenden von elektrischen Schocks bei Fabrikationsabwässern, damit die darin enthaltenen Schwermetall-Ionen kristallisieren und entfernt werden können, da dann andere Fremdbestandteile kristallisieren können.
Statische Elektrizität von etwa 500.000 W, 1.000.000 V wird pulsweise in das Abwasser von Galvanisierungsanlagen oder ähnlichen abgegeben, damit die ionisierten Schwermetalle im Schmutzwasser kristallisieren können. Dann werden Metallstäbe zum Wiedergewinnen von Schwermetallen geladen, so dass die Schwermetalle anheften können, danach werden die Metallstäbe zum Wiedergewinnen von Schwermetallen entfernt. Dann wird die 1. chemische Flüssigkeit zum Kristallisieren, die aus Deolit, Perlit, dem Eisen(III)-Ion und Aluminiumsulfat besteht, die 2. chemische Flüssigkeit zum Kristallisieren, die aus Natriumhydroxid, Natriumnitrit und Natriumphosphat besteht und die 3. chemische Flüssigkeit zum Kristallisieren, die aus Kalziumcarbonat besteht, nacheinander portionsweise zugegeben, damit andere Verunreinigungen als Schwermetalle kristallisieren, wobei diese Vereunreinigungen entfernt werden. Durch dieses Verfahren werden verschiedene Arten von Fabrikationsabwässern mit guter Effizienz gereinigt.
Die für Umweltverschmutzung bekannten gefährlichen Verbindungen, wie z.B. Schwermetall-, Halbmetall- und halogenierten Verbindungen sind in den meisten Fällen im Zustand sekundärer Verschmutzung. Sie existieren im (1) kolloidalen Abwasserschlamm; (2) in verteilter erdhaltiger Asche aus einer Verbrennungsanlage, besonders in Asche, die unvollständig verbrannt wurde; und in (3) verschmutztem Erdreich und Wasser, das unbehandelt abgelagert wird. Daher ist es wünschenswert, ein Verfahren zum Entfernen von gefährlichen Schwermetall- und Halbmetallverbindungen, die in den hierin beschriebenen Formen existieren, bereitzustellen.
Das Verfahren zur Behandlung einer Probe von Umweltschadstoffen wird im Anspruch 1 definiert.
Die vorliegende Erfindung löst die Probleme, die hier weiter oben dargestellt sind, durch chemische Behandlung der Verbindungen, durch Auswählen spezifischer Lösungsmittel und ihre Verwendung, Behandeln der Probe bei Raumtemperatur oder darunter (30°C oder niedriger); Abtrennen von Fettsäuren, die mit Schwermetall- und Halbmetallverbindungen vermengt sind, als auch das Abtrennen von organischen Substanzen (halogenierte Verbindungen eingeschlossen), die zu Schwermetallen und Halbmetallen zugegeben wurden; Bilden von Diazosalzen durch Verwendung von Natriumnitrit und Natrium-1-naphthylamin-4-sulfonat in Verbindung aus spezifischen Lösungsmitteln, wodurch Alkansulfonsäuresalz und Alkansulfoniumsalz in Gegenwart von Sulfonsäuresalz gebildet wird, so dass in die Probe eingemischte organische Substanzen fixiert werden; Absorbieren und Polimerisieren der Kohlenwasserstoffgruppe, die in der Probe während der Behandlung erzeugt wird, durch die Wirkung von Elektronenaustauschionen der Hydroxylgruppe, wobei die Hydroxyl- und Sulfonylgruppen durch Verwendung von 2-Naphthol-4-sulfonsäure und Kalziumoxid in Kombination (Lösungsmittel 3) aus den spezifischen Lösungsmitteln (Formel 5) durch Substitution gebildet werden; und um einen Chlor aufnehmenden Stoff durch Substitution mit Kalziumoxid in Gegenwart der Natriumsulfonylgruppe (Formel 5 und 10) zu bilden.
Neue Reaktionen, wie z.B. Substitution, Metallaustausch, Bildung von zahlreichen komplexen (und Koordinierung) Verbindungen, traten im Verfahren zur Behandlung mit den eingesetzten Lösungsmitteln zwischen den Schwermetallverbindungen (Pb, Cr, Zn, Fe, etc.) und Halbmetallverbindungen (P, As, Sb, Bi, etc.), die in der Probe enthalten waren, auf; der Fokus liegt auf der Fixierung und Stabilisierung der Halbmetallverbindungen. Der Hauptgrund, wie er hier weiter oben genannt wird, ist, diese Halbmetallverbindungen zu hindern, die Quelle für eine Luftverschmutzung nach der Evaporation oder nach einer Verpulverung zu werden und dadurch die Hochtemperatur-Wärmebehandlung zu vermeiden.
Als letzter Schritt der Behandlung werden die gefährlichen Substanzen durch Absorbieren der Elektronendonatoren und Elektronenrezeptoren, die im vorherigen Schritt mit Graphitzwischenschichtverbindungen (Rührzeit ist etwa eine Stunde und Absetzzeit ist etwa eine Stunde. Ein erdähnlicher Kristall wird verwendet) gebildet werden, fixiert und stabilisiert.
Um eine vereinfachte Erklärung für das Verfahren in seiner Reihenfolge bereitzustellen, wird auf Schwermetall- bzw. Halbmetallverbindungen in den gefährlichen Verschmutzungen (in folgenden als Probe bezeichnet), die in verschiedenen Formen existieren, wie folgt Bezug genommen:
Probe (A) für die Probe in Bezug auf die Behandlung von gefährlichen Schwermetallverbindungen; und
Probe (B) für die Probe in Bezug auf die Behandlung von gefährlichen Halbmetallverbindungen. Klärschlamm, 3 Liter in einer kolloidalen Form, wurden für die Ausführungsform der Probe (A) ausgewählt. Das Einäschern der Verbrennungsasche, Wassergehalt etwa 50%, wurden für die Ausführungsform der Probe (B) ausgewählt.
In Probe (A) sind die Schwermetalle Cadmiumchlorid, alkyliertes Quecksilber, Bleimonooxid und ähnliche, die in der Probe enthalten sind, die Gegenstände. Andere sind Fettsäureester und herkömmliche Erde und der Wassergehalt liegt bei 120.
In Probe (B) sind die Halbmetallverbindungen, die in der Probe enthalten sind, Arsenoxid, Arsensulfid, Antimonoxid, Antimonchlorid, Bismutchlorid und ähnliche. Ansonsten war die Fettsäuregruppe als ein Bestandteil der Lösung enthalten.
Ursprünglich sind die gesättigten und ungesättigten Fettsäuren in den Proben (A) und (B) vermengt. Zusätzlich waren sowohl Schwermetall- als auch Halbmetallverbindungen in den Proben (A) und (B) enthalten, wie jedoch hier weiter oben dargestellt, wird zur Vereinfachung der Erklärung in der Ausführungsform die Behandlung von Schwermetallen in Probe (A) und die Behandlung von Halbmetallen in Probe (B) der primäre Fokus der folgenden Diskussion sein. Die Behandlung folgt einem dreistufigen Verfahren. Im ersten und zweiten Schritt werden die Proben (A) und (B) getrennt voneinander behandelt, jedoch werden sie im dritten Schritt durch das gleiche Verfahren behandelt. (Entgegen den Vorhersagen wurde als Ergebnis gefunden, dass die gleichen Mittel und die gleiche Prozedur zur chemischen Behandlung von Schwermetallen und Halbmetallen anwendbar waren und dass die Behandlung bei Raumtemperatur oder darunter durchgeführt werden kann.) Im Folgenden folgt die schrittweise Erklärung zum Behandlungsverfahren.
Behandlung von Probe (A) – Der erste Schritt: Die verwendeten Mittel sind (Lösungsmittel 1) Natriumnitrit und (Lösungsmittel 2) Natrium-1-naphthylamin-4-sulfonat. Lösungsmittel 1 und 2 werden nacheinander zur Probe (A) gegeben und für etwa fünf Minuten verrührt. Das Verhältnis für die Zugabe von (Lösungsmittel 1 und 2) ist eins zu zwei (1:2), das Verhältnis selber hat jedoch keine signifikante Bedeutung. Jedoch hat es (nachfolgend diskutiert) im Verhältnis zur Fixierung von Halbmetallen (Phosphorverbindung, Arsenverbindung, etc.), die zur Klasse B der Probe (A) gehören, eine wichtige Bedeutung.
An dieser Stelle ist der Zweck alkalische Substanzen durch Dehydratation (Formel 1) des (Lösungsmittels 1) und (Lösungsmittels 2) zu bilden. Reaktanten und die nitrosehaltige Gruppe werden die Substitution (Formel 2) mit ungesättigten Fettsäuren und Fettsäureester, der in Probe (A) enthalten ist, durchführen und dann, wie in (Formel 3) dargestellt, mit der Zersetzung (Kondensation) der organischen Säuren (Fettsäuren), die in Probe (A) enthalten sind, fortzufahren. In anderen Worten, es ist die Folge der Zersetzung der Fettsäuren eine wirksame Fixierung durch Substitution und Austauschreaktion von Schwermetallverbindungen, die danach folgen, zu fördern.
Als zweites wird ein aromatisches primäres Amin zugegeben. Die Reaktion, die an dieser Stelle auftritt, ist eine Diazoreaktion (Formel 4) und darüber hinaus werden Azoverbindungen durch die Diazotatreaktion (Formel 6) und Kopplungsreaktion (Formel 7) gebildet. Das gleiche wird zur Bildung von Hydrazin (N2H4) führen.
Zusätzlich sind die avisierten Ziele im ersten Schritt die Abtrennung und Kristallisation (Kondensation) der Metallgruppe, der Fettsäuregruppe, der anderen Phenolgruppe und organischer Substanzen, die in Probe (A) enthalten sind. Das bedeutet die Entchlorung mit der Diazoniumgruppe (-N2) und die Bildung von unlöslichen Kristallhydrazinverbindungen (RRC=NNH₂) durch Anwenden der Wirkung von Hydrazin auf organische Verbindung mit einer Aldehyd- und Ketongruppe.
In anderen Worten, war die Natur der Schwermetalle, die in Probe (A) detektiert worden sind, die Mischung aus Cadmiumchlorid, Chromat und Dichromatsalz, Kupferdioxid, alkyliertes Quecksilber und ähnlichem. Darüber hinaus hält der gesättigte Fettsäureester, der in Probe (A) vermengt ist, die Viskosität der Probe (A) und ist der Grund für die Inhibierung des Fortschreitens bei der Metallaustauschreaktion. Um daher die Viskosität zu verwässern, wurden (Lösungsmittel 1 und 2) zugegeben und zuerst verrührt. Der Hauptteil einer Serie von Reaktionen (Formel 4) an dieser Stelle ist die Diazoreaktion und die Bildung verschiedene Diazoniumsalze. Andere Reaktionsserien (Formel 1 bis 7) werden als Referenz dargestellt. Wie darüber hinaus in (Formel 9) gezeigt, wird (Lösungsmittel 1) ebenso für die Entchlorung bereitgestellt.
Nach fünfminütigem Verrühren und zehnminütigem Stehenlassen folgt der nächste Schritt.
Der zweite Schritt: Die verwendeten Mittel sind die Folgenden: (Lösungsmittel 3) 2-Naphthol-4-sulfonsäure oder (Lösungsmittel 4); (Lösungsmittel 4) 2-Naphthol-7-sulfonsäure; (Lösungsmittel 5) Kalziumoxid.
Der Behandlungszweck in diesem Schritt ist die Kombination mit Schwermetallen, die in der Probe enthalten sind, durch das Bilden von Komplexverbindungen aus Diazosalz, das im ersten Schritt gebildet wurde, und (Lösungsmittel 3) wurden in der Ausführungsform verwendet. Zusätzlich wird (Lösungsmittel 6) als Entchlorungsmittel für Metalloxide und Halogenabsorptionsmittel spezifiziert. Als nächstes wurde mit der Gegenwart der Sulfon-Gruppe als funktioneller Gruppe, die in der Lösung nach Zugabe von (Lösungsmittel 3) gebildet wurde, darauf abgezielt, eine komplexe Verbindung (Sulfonsalz) verschiedener Übergangsmetalle (Blei, Kupfer, Eisen, Zinn, Chrom, etc.) zu bilden, die in der Probe enthalten ist. In anderen Worten, die Sulfon-Gruppe (-SO2(OH)) existiert, um eine aromatische elektrophile Substitution durchzuführen.
Auf diese Art und Weise werden Schwermetalle, die in Probe (A) enthalten sind, von anderen organischen Substanzen, die gleichzeitig existieren, isoliert und entchlort. Bei anderen Metallen wird teilweise die Bildung des Sulfidkomplexes (Kupfer, Blei, Eisen, etc.) und die Bindung der Schwermetalle (Chromammonium, Nickelcyan, etc.) von der Bildung von Koordinationsverbindungen stattfinden. Namentlich bedeutet dies, dass die Ammonium- und Ethylengruppe eine Koordinationsbindung ausbilden wird, was unter Bezug auf Probe (B) weiter unten diskutiert werden wird.
Daher existieren z.B. organisches Quecksilber, Quecksilberionen, die an eine Kohlenwasserstoffgruppe gebunden sind, in der Lösung. Die Insertion einer Sulfonylgruppe wird zur Bildung und Fixierung von Quecksilber-O-alkylsulfoxylat (RO-S(=O)-Hg) (Formel 11) führen. Schwermetallionen, z.B. ein trivalentes Metallion, werden individuell zu einem divalenten Metallion, wie in (Formel 12) gezeigt, reduziert.
Danach wird die Beta-Naphtholsulfonsäure, (Lösungsmittel 3), als Absorptionsmittel für die Kohlenwasserstoffgruppe (monovalente Alkylgruppe) agieren. Der Grund warum dieses Lösungsmittel ausgewählt wurde, ist, dass seine Toxizität geringer ist als die von Alpha-Naphthol. Die phenolische Sulfonylgruppe verhindert die Bildung von Kohlenwasserstoffgas während des Verfahrens der stabilen Fixierung von Schwermetallen im ersten und zweiten Schritt. Nach dem Verrühren wird die Mischung für etwa 60 Minuten stehengelassen. Dieser Zeitraum mag abhängig vom Behandlungsvolumen variieren.
Behandlung der Probe (B). Das Behandlungsverfahren von gefährlichen Halbmetallverbindungen wird unter Verwendung von Probe (B) nachfolgend erklärt.
Das hierin erwähnte Halbmetall ist aus der 15. Familie des Periodensystems, die Phosphor, Arsen, Vanadium, Antimon und ähnliche einschließt.
Die im ersten Schritt verwendeten Mittel sind:
(Lösungsmittel 1) Natriumnitrit; (Lösungsmittel 2) Natrium-1-naphthylamin-4-sulfonat.
Die gefährlichen Verbindungen, die zur 15. Familie des Periodensystems gehören und detektiert wurden, sind Arsentrioxid, Antimontetroxid [Phosphor-9-uolfuramik/Wolframsäure] und Phosphorverbindungen mit Kupfer und Blei.
Im Folgenden erfolgt eine Erklärung der Stabilisierung und Fixierung von Halbmetallverbindungen (P, Ax, Sb, Bi, etc.) in Probe (B), jedem Schritt folgend. Der erste Schritt (Probe B): Der Zweck dieses Schrittes ist der gleiche wie für Probe (A), durch Dehydratation verschiedene Fettsäureester in Alkohol und Kristalle (Kondensation) umzuwandeln. Das Bildungsverfahren ist das, was angegeben wurde, mittels (Formel 1), (Formel 2), (Formel 3) und (Formel 4). Die zu verwendenden Mittel und Rührzeiten sind die Gleichen wie für Probe (A).
Der zweite Schritt (Probe B): – Zu verwendende Mittel: (Lösungsmittel 3) 2-Naphthol-4-sulfonsäure oder (Lösungsmittel 4); (Lösungsmittel 6) Kalziumoxid. Es wird dem gleichen Verfahren gefolgt wie für Probe (A). Zu den verwendeten Mitteln, es werden alle gleichen Mittel im gleichen Volumen verwendet.
Der wichtigste Punkt ist, dass die Entchlorung, Isolierung und stabile Fixierung von Arsen- und Antimonoxiden durchgeführt wird. In anderen Worten, die Reaktion der (Formel 5) tritt in Folge der Sulfongruppe in der Lösung von (Lösungsmittel 3) und der Natriumhydroxylgruppe, die im ersten Schritt der Probe (B) gebildet wird, auf und dann wird (Formel 11) folgend das Arsentrioxid fixiert.
Die Bildung des Natriumhydrogensulfonats in (Formel 5) wirkt als Entchlorungsmittel. Ein Beispiel einer Reaktionsgleichung wird in (Formel 13) gezeigt. Zusätzlich weist die Sulfongruppe, die in der Lösung von (Lösungsmittel 3) existiert, eine Hydroniumgruppe auf. Das phenolische Hydrochinon agiert als Elektronenaustauscher, um Ionen reversibel zu oxidieren oder reduzieren. Basierend auf dieser Wirkung zeigt, wenn (Lösungsmittel 2) im ersten Schritt zugegeben wird, die Bildung der Azoverbindungen durch die Kopplungsreaktion (Formel 7) nach dem Umwandeln des aromatischen primären Amins in Diazoverbindungen die Bildung von Hydrazonen an. Auch werden Aldehyd und Keton von alkylierten Verbindungen isoliert und einige Kristallkörper, wie zum Beispiel Phenylhydrazon (RR*=C=NNC6H5) werden gebildet.
Auf der anderen Seite werden das alkaline Erdmetall(Ca, Sr, Ba, etc.)sulfid und Halbmetall-(As, P, Sb, Bi)sulfid in Gegenwart der Sulfongruppe der Sulfonsäure sulfoniert, und beide Sulfonsalze werden als eine komplexe Verbindung (Doppelsalz) zusammenbinden.
Die im zweiten Schritt zu verwendenden Lösungsmittel beinhalten (Lösungsmittel 3) bis (Lösungsmittel 6) und ihre Kombination. In anderen Worten, die Kombination von (Lösungsmittel 3) bis (Lösungsmittel 6) als auch (Lösungsmittel 4) bis (Lösungsmittel 5) wird verwendet. In der Ausführungsform wurde die Kombination von (Lösungsmittel 3) bis (Lösungsmittel 6) verwendet.
Der Hauptzweck des zweiten Schrittes ist es, die zerschmelzende Kristallisation von zahlreichen Alkylhalogen- und Schwefelsäurealkylgruppen in Gegenwart einer phenolischen Hydrochinon- und phenolischen Sulfonylgruppe durchzuführen, und um die ionisierte Halogengruppe (Chlor) und Alkylgruppen auf Kalziumhydrogensulfit zu absorbieren und fixieren. Natürlich wird die Reaktionsformel, die für die Bildung im ersten Schritt verwendet wurde, wiederholt durchgeführt und als weiterer Zweck wird die Erhöhung der Temperatur der Probe in Folge der exothermalen Reaktion des Kalziumoxids für die Kondensation des Alkansulfonsäuresalzes verwendet.
Auf diese Art und Weise ist es zur Bestimmung des Volumens von verschiedenen zu verwendenden Lösungsmitteln im ersten und zweiten Schritt, wie bei der Behandlung der Proben (A) und (B) verdeutlicht, notwendig, quantitative Informationen der halogenierten Schwermetall- und Halbmetall Verbindungen und des Sulfids, das in der Substanz, die Gegenstand der Behandlung ist oder dem Probenkandidaten enthalten ist, zu kennen, und das verwendente Volumen wird als Ergebnis davon bestimmt werden. In anderen Worten, die chemischen und physikalischen Eigenschaften der zu behandelnden Substanzen sind nicht gleich. Nach dem Beenden der obigen Behandlung lässt man alles für 60 Minuten stehen, um die Abtrennung zwischen Lösung und festen Teilen zu fördern.
Der dritte Schritt: Dieser Schritt ist bei den Proben (A) und (B) der gleiche. (Graphitbehandlung). Zu verwendende Mittel – (Lösungsmittel 7) Graphit (in Form einer Bodenmatrix). (Lösungsmittel 7) wird zu den Proben (A) und (B) gegeben und vermengt und verrührt. Der Zweck ist die Bildung einer Graphitzwischenschichtverbindung. Zwischen den Schichten werden die folgenden eingesetzt. Elektronendonatoren, wie z.B. Alkalimetalle, Erdalkalimetalle, Übergangsmetalle, etc.; und Elektronenrezeptoren, wie z.B. ein Halogen, halogenierte Metallverbindungen, ein Metalloxid, eine Lewissäure, etc. (Eine Vielzahl von Zwischenschichtreaktionen werden durchgeführt).
Das obige tritt ein, da Graphit charakteristischerweise zur Bildung von Zwischenschichtverbindungen neigt, wobei Reaktanten durch Elektronentransfer zwischen die Schichten eingefügt werden, wenn sie mit Kalium, Natrium, Halogen, Schwefelsäuresulfid (sulfuric sulfide), Oxid und ähnlichem reagieren. Der Hauptgrund für das Vermengen mit Graphit wird im Folgenden dargelegt.
Das in diesem Schritt verwendete Graphit (in Form einer Bodenmatrix) hatte 8 Gew.-% zur Probe (A) und 6 Gew.-% zur Probe (B). Da die Menge des Chlors in der Probe (A) groß ist, wurde, um zu verhindern, dass es sich in der Luft verteilt, und um die Sicherheit beizubehalten, das innerhalb der Behandlungsanlage erzeugte Abgas durch Druckzugventilation in den/die Reaktor/Brennkammer geleitet, die (Lösungsmittel 3)- Lösung enthält und in der äußeren Kammer der Behandlungsapparatur angeordnet ist.
Dann beträgt die Rührzeit im dritten Schritt nach dem Vermengen (Lösungsmittel 7) für beide Proben (A) und (B) etwa eine Stunde. Die Zeit zum Stehenlassen bzw. Reagieren beträgt ebenfalls eine Stunde. Als Ergebnis waren beide Proben deutlich in eine feste Phase und eine transparente flüssige Phase getrennt und wurden nach Bestätigung der Sicherheit beider flüssiger Bestandteile voneinander getrennt. Konsequenterweise wurde die Umweltverschmutzung in den abgetrennten Bestandteilen gefunden.
Die vorliegende Erfindung neutralisierte/detoxifizierte und fixierte Schwermetall-(Fe, Cu, An, Cr, Pb, etc.) und Halbmetall-(P, As, Sb, Bi, etc.)Verbindungen, Halogen- und halogenierte Verbindungen, Sulfid, und ähnliches im Verlauf des fortwährenden Behandlungsverfahrens. Vor dem Behandlungsverfahren wurde keine Hitze von außen zugeführt und alle Reaktionen wurden bei Raumtemperatur oder darunter durchgeführt, was Wirtschaftlichkeit und Sicherheit ermöglichte. Da Schwermetall-, Halbmetall-, halogenierte und Sulfidverbindungen, etc., die durch die letzte Behandlung mit Graphit fixiert wurden, Graphitzwischenschichtverbindungen sind, können die physikalischen Eigenschaften von Graphit, wie z.B. Wärmeisolation und der Reibungswiderstand bei hoher Temperatur beibehalten werden. Sie stellten sich für verschiedene Verbindungen, die zwischen den Schichten des Graphits eingesetzt waren, wie z.B. Schwermetall-, Halbmetall- und halogenierte Verbindungen als sicher heraus, da sie nicht ins Wasser abgegeben wurden.
Die sichere Fixierung von gefährlichen Substanzen wurde dadurch ermöglicht, was wiederum eine effektive Behandlung für Umweltverschmutzungen erlaubt.
Es ist möglich, Wasser und Schlamm, die für eine Umweltverschmutzung bekannt sind, zu neutralisieren/detoxifizieren und in Bezug auf die Umwelt sicher zu machen. Zum Beispiel kann die Neutralisation/Detoxifikation von Abwasserbehandlungsanlagen, verschmutztem Wasser und Schlamm von Tierfarmen vorgenommen werden.
Es ist möglich, eine Behandlung für eine umweltbewusste sichere Fixierung von gefährlichen Substanzen, die vom Bergbau und chemischen Fabriken, etc. abgegeben werden, bereitzustellen; und die Behandlung für die umweltbewusste sichere Fixierung von verschmutzter Erde, die diese Einrichtungen umgibt.
Es ist möglich, eine Behandlung für die umweltgerechte sichere Fixierung von gefährlichen Substanzen, die in Verbrennungsasche und Rückständen von Verbrennungsfeldern enthalten sind, bereitzustellen; und die Behandlung für die Neutralisierung/Detoxifizierung von Erdreich, das die Verbrennungsfelder umgibt, die mit Dioxin und ähnlichem, was vom Ruß und vom Rauch abstammt, verschmutzt sind.
Es ist auch möglich, eine Behandlung zur Neutralisation/Detoxifikation von gefährlichen Substanzen in veralterten chemischen Waffen durchzuführen und Reinigungseinrichtungen zu errichten, die nach Typ und Geschäft differenziert werden, um eine großflächige Ausdehnung der Verschmutzung zu verhindern.
Während die Erfindung in Bezug auf die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, wird der Durchschnittsfachmann verstehen, dass zahlreiche Veränderungen durchgeführt werden können und Äquivalente gegen Elemente davon ausgetauscht werden können, ohne vom wahren Sinn und Umfang der Erfindung abzuweichen. Zusätzlich können viele Modifikationen gemacht werden, um eine bestimmte Situation oder ein Material den Lehren der Erfindung anzupassen ohne von seinen wesentlichen Lehren abzuweichen.
Anhang: Formeln

N_aONO + H₂O → N_aOH + HONO (1)
RCOOR' + HONO + H₂O → RCOOH + R'OH + HNO₂ (2)
RCOOH + (SO₂Na) → ROC(SO₃Na) + (OH)^– ROC(SO₃Na) + OH → ROC(SO₃H) + Na(OH) (3)
NH₂Ar·SO₂Na + HONO → Ar·Na⁺·(SO₃Na) (4)
·SO₃Na^. + H₂O → ·HSO₃ ^. + Na(OH) (5)
(HSO₃)ArNH₂ + HONO → [ArN⁺≡N] + OH + H₂O (6)
[ArN₂] + (SO₃H) + NaOH → Na⁺[Ar-N-O^–] (7)
[ArN⁺≡N] + (Ar'NH₂) → [ArN₂NHAr'] (8)
Ar·N₂([ArN¹≡N] + (SO₃Na) → ArN≡N(SO₃Na) (9)
Na(OH) + CL^.aq → NaCL (10)
As₂O₃ + 6NaOH → 2Na₅A₉O₃ + 6(OH)^– 2Na₅A₃O₇ + 3Ca(OH)₂ → Ca₃(A₉O₃)₂ + 6Na(OH) (11)
R·Hg + (SO₂)^–aq → [RO-S(-O₂)-Hg]' (12)
CdCL₂ + 2NaHSO₃ → Cd(HSO₃)₂ + 2NaCL (13)
2Cr⁶⁺ + (SO₃)aq → 2Cr⁵ + (SO₃)^2. + 4H^. (14)
Ca(SO₃Na)₂ + 2RCL → CaCL₂ + 2R(SO₃Na) (15)
Ar(OH) + (C₃H₂)^– → Ar(OH)·CH₃·CH₂· CH₂ ^–Ar(OH)·(CH₃)₂·CH^– (16)
CaO + H₂O → Ca(OH)₂ + 63·6 Kj/mol Ca(OH)₂ + 2(HSO₃)^–aq → Ca(HSO₃) + 2(OH)^–aq (17)
Ca(SO₃H)₂ + 2R'CL → CaCL₂ + 2R'(SO₃H) (18)
CuCL₂ + Ca(SO₃H)₂ → CaCL₂ + Cu(SO₃H)₂ (19)
2SbCL₃ + 3Ca(SO₃H)₂ → 3CaCL₂ + 2Sb(SO₃H)₃ (20)
2Ca(HSO₃)₂aq + As₂O₅ → Ca₂As₂O₅ + 2(HSO₃)^–aq (21)
P₂O₅·18WO₃ + (SO₃Na) → l(SO₃Na)·mP₂O₅·nWO₃ (22)

Claims

Verfahren für die Behandlung einer Probe von Umweltschadstoffen, wie zum Beispiel Schwermetallen und Halbmetallen, das die Schritte umfasst: – Behandeln der Probe bei Raumtemperatur oder darunter, – Bilden von basischen Substanzen durch Dehydratation von Natriumnitrit und Natrium-1-naphthylamin-4-sulfonat, – Zugeben eines aromatischen primären Amins, – Bilden von Diazosalz durch Verwendung von Natriumnitrit und Natrium-1-naphthylamin-4-sulfonat in Kombination mit spezifischen Agenzien, wodurch Alkansulfonsäuresalz und Alkansulfoniumsalz in Gegenwart von Sulfonsäuresalz gebildet werden, um Fettsäuren, die mit Schwermetallverbindungen in der Probe als auch mit zu Schwermetallen zugegebenen organischen Substanzen vermengt sind, abzutrennen, – Bilden von Komplexverbindungen mit Schwermetallen und dem Diazosalz, – Behandeln mit Graphit für die Bildung von Graphitzwischenschichtverbindungen durch Absorbieren von Elektronendonatoren und Elektronenrezeptoren.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die spezifischen Agenzien Natriumnitrit, Natrium-1-naphthylamin-4-sulfonat, 2-Naphthol-4-sulfonsäure, Naphthalinderivate sind.