ES2066741T3 - Procedimiento para la estabilizacion y la solidificacion de desechos contaminantes, productos obtenidos por este procedimiento y productos para ponerlo en practica. - Google Patents
Procedimiento para la estabilizacion y la solidificacion de desechos contaminantes, productos obtenidos por este procedimiento y productos para ponerlo en practica.Info
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN PROCESO PARA TRATAR DESECHOS CONTAMINANTES INCORPORANDOLOS EN UN LIGANTE PARA FORMAR BLOQUES DE VOLUMEN IMPORTANTE. SE UTILIZA UN LIGANTE ACUOSO A BASE DE CEMENTO DE ESCORIA DE ALTOS HORNOS Y/O UN POLVO DE PRODUCTO A BASE DE ESCORIA, MEZCLADO CON UN POLVO FINO DE SILICE, Y CON AL MENOS UN COMPUESTO DE MAGNESIO, DE POTASIO O DE ALUMINIO.
Description
Procedimiento para la estabilización y la
solidificación de desechos contaminantes, productos obtenidos por
este procedimiento y productos para ponerlo en práctica.
La presente invención tiene por objeto un nuevo
procedimiento de estabilización y de solidificación de desechos
contaminantes, los productos obtenidos por este procedimiento, así
como los productos para ponerlo en práctica.
Se sabe que diferentes legislaciones y
reglamentaciones imponen cada vez con más frecuencia que los
desechos contaminantes se hagan inertes antes de almacenarlos en
los lugares de descarga.
De acuerdo con una técnica conocida, se mezclan
los desechos contaminantes con un producto que toma y que
constituye una matriz tan compacta como sea posible, en la cual son
aprisionados los desechos.
Se limita de esta forma los intercambios entre
los desechos y el mundo exterior.
Se sabe igualmente que de acuerdo con esta
técnica es necesario obtener unos productos sólidos que presenten
unas características idénticas en todo su volumen, lo que prohíbe
por ejemplo llevar a cabo unos productos tales como coquillas que
solo presentan unas características interesantes en la vecindad de
su superficie.
Es de esta forma que se sabe que se mezclan unos
desechos contaminantes con cemento Portland al que se añade unos
productos fluidificantes o agentes reductores de agua, lo que
permite poner los desechos contaminantes en forma de productos
sólidos poco susceptibles de ser deslavados por las aguas de lluvia
o de las aguas contenidas en el suelo.
Se sabe igualmente que se añade al cemento
Portland cal y eventualmente polvo de escoria de altos hornos.
También se sabe de la introducción de arcilla en
la mezcla, para mejorar la estanqueidad del ligante.
Estos procedimientos dan en general satisfacción
para la retención de metales pesados pero con mayor frecuencia son
insuficientes en relación con los productos solubles tales como los
cloruros.
De acuerdo con otra técnica conocida, se trata
los desechos con una mezcla de cemento Portland y silicato soluble
(licor dé sílice) en los que la relación molar SiO_{2}/Na_{2}O
es generalmente del orden de
3,3.
3,3.
El sílice presente en el silicato es muy activo
de modo que puede actuar sobre la cal del cemento (Ca^{++}) y
sobre los cationes metálicos (Hg, Pb, Cd, etc...) de los desechos
contaminantes para formar unos precipitados de silicato metálicos
que en general son poco solubles.
Sin embargo, la competencia entre los diferentes
cationes no es siempre fácil de dominar en relación con el sílice y
de ello resulta que las composiciones a base de cemento Portland y
de silicato tienen un rendimiento relativamente elevado para
retener los cationes metálicos pero que lo son mucho menos en
relación con unas sustancias contaminantes solubles y unas materias
orgánicas.
Además, estos diferentes procedimientos conocidos
llevan a unas reacciones mal dominadas, cuyo carácter exotérmico
provoca unas fisuras o microfisuras en el seno del producto sólido
obtenido, lo que va en contra del objetivo buscado al favorecer los
intercambios entre los desechos compactados de esta forma y el
mundo exterior.
La presente invención tiene por objeto llevar a
cabo una matriz que permita envolver de modo eficaz unos desechos
contaminantes, matriz cuya toma no se perturba por los
constituyentes de los desechos y que por este hecho no se deteriora
por unas fisuras o unas microfisuras.
La presente invención tiene por objeto un
procedimiento para tratar unos desechos contaminantes al
incorporarlos en un ligante para formar unos bloques de volumen
importante, caracterizado por el hecho de que se incorporan los
desechos contaminantes en un ligante acuoso a base de cemento de
escoria de altos hornos y / o de un polvo de producto a base de
escoria mezclada con un polvo de sílice fino y con al menos un
compuesto de magnesio, de potasio o de aluminio del modo definido
en la reivindicación 1.
Se ha revelado que, de un modo no explicado aún,
la presencia de acuerdo con la invención de compuestos de
magnesio, de potasio y / o de aluminio en la mezcla permite evitar
las perturbaciones provocadas por los óxidos o los cloruros
metálicos contenidos en los desechos contaminantes, como se produce
con los procedimientos ya conocidos que se han recordado
anteriormente.
Es de esta forma, que conforme al procedimiento
de acuerdo con la invención, se obtiene un producto sólido cuyo
tiempo de toma es sensiblemente el mismo que el de un ligante
convencional que no se habría mezclado con unos desechos y cuya
resistencia a 28 días es al menos igual a 10 kg por cm^{2}.
Se revela igualmente que al poner en práctica el
procedimiento de acuerdo con la invención, los ensayos de
lixiviación llevados a cabo de acuerdo con la norma NF X 31210
(desechos masivos) dan unos resultados netamente mejores que con
los procedimientos anteriormente conocidos, la fracción soluble
total es inferior a un 5%, el contenido de cloruros es inferior a
10 g por kg de desechos tratados y el contenido de metales es del
orden de 0 a 100 mg por kg de desechos.
Se constata por tanto que, combinado con la
agregación de sílice de polvo fino, el aporte de acuerdo con la
invención de magnesio, de potasio o de aluminio permite evitar las
perturbaciones engendradas por los elementos contenidos en los
desechos contaminantes.
Se obtiene de esta forma una matriz compacta
resistente y homogénea que no se altera por unos fenómenos de
inflado exotérmico que hacen estallar las matrices clásicas, sobre
todo las realizadas a base de cemento Portland.
Además, el examen de los productos obtenidos, de
acuerdo con la invención, muestra que no dan lugar a la formación
de sales o de cristales inflantes que son muy perjudiciales para la
integración de su matriz.
De acuerdo con la invención, el polvo fino de
sílice tiene una granulometría inferior a 10 micras. El cual está
presente en la composición preferentemente entre un 5 y un 20% de
peso en relación con la escoria de altos hornos.
De acuerdo con la invención, los granos de
ligante tienen una granulometría comprendida entre 0 y 200 micras
y preferentemente inferior a 100 micras.
De acuerdo con la invención, los compuestos a
base de magnesio pueden por ejemplo estar constituidos por cloruro
de magnesio, por magnesio, por sulfato de magnesio, o por todo
producto que contenga unos contenidos suficientes de tales
compuestos, que son susceptibles de formar por ejemplo oxicloruros
de magnesio.
El potasio puede por ejemplo ser aportado por
sulfato de potasio o cualquier otro producto que contenga un
contenido suficiente de potasio.
El aluminio puede por ejemplo ser aportado por
cemento fundido que está hecho a base de alumina o aún por alumina
o cualquier otro producto que lo contenga.
De acuerdo con la invención, la mezcla del
ligante y de los compuestos a base de magnesio, de potasio y / o de
aluminio se puede llevar a cabo en una gama bastante grande de
proporciones que se extienden por ejemplo de 2 a 150 kg de
compuestos a base de magnesio, de potasio y / o de aluminio para
100 kg de cemento de escoria y / o de polvo de producto a base de
escoria.
De acuerdo con la invención, también se puede
incorporar arcilla por ejemplo con un contenido de aproximadamente
un 5 a un 100% de peso de la mezcla de ligante.
De acuerdo con la invención, es igualmente
posible añadir a la mezcla una cierta cantidad de carbón activo
para favorecer la retención de las materias orgánicas. Este carbón
activo se puede por ejemplo añadir en una proporción de un 0 a un
20% del conjunto de los otros constituyentes.
Finalmente, es igualmente posible añadir a la
mezcla unos adyuvantes clásicos que modifiquen la fluidez de los
ligantes, su tiempo de toma y de un modo general la reología de la
mezcla.
Por polvo de base de escora de altos hornos, se
comprende, de acuerdo con la invención, una mezcla que contiene al
menos aproximadamente un 50% de escoria de altos hornos.
En el objetivo de hacer comprender mejor la
invención, se va a describir ahora a título de ilustración y sin
ningún carácter limitativo varios modos de realización descritos
posteriormente a título de ejem
plo:
plo:
Para tratar 1000 kg de desechos industriales
secos, se les mezcla con:
- -
- 100 a 300 kg de cemento de escoria
- -
- 10 a 30 kg de polvo de sílice de 10 micras
- -
- 100 kg de magnesia (aporte de magnesio)
- -
- 550 a 700 litros de agua
Después de la toma de la mezcla descrita
anteriormente, se obtiene un producto homogéneo sólido que no deja
aparecer ninguna fisura.
La resistencia a 28 días de este producto es de
10 a 20 kg/cm^{2}.
El producto obtenido, lixiviado de acuerdo con la
norma NF X31210, solo vuelve a soltar efluentes de acuerdo con
esta norma.
A título de comparación, si se incorporan los
mismos 1000 kg de desechos a 300 a 600 kg de cemento Portland, el
producto obtenido se microfisura después de unos días.
Además, si los desechos contaminantes contienen
óxidos metálicos, lo que es frecuente, este ligante a base de
cemento Portland no logra tomarse, contrariamente a la composición
de acuerdo con la invención, que posee un tiempo de toma idéntico
al de un ligante clásico sin desechos.
Para tratar 1000 kg de desechos contaminantes
secos, se les mezcla con:
- -
- 200 a 500 kg de polvo a base de escoria de altos hornos (que contienen aproximadamente un 60% de escoria)
- -
- 100 a 200 kg de cemento fundido a base de alumina (aporte de aluminio)
- -
- 10 a 50 kg de polvo fino de sílice
- -
- 500 a 700 litros de agua
Después de la solidificación, se obtiene un
producto que presenta sensiblemente las mismas características que
las obtenidas como se indica en el ejemplo 1.
Para tratar 1000 kg de barros contaminantes de
sílice que contienen un 40% de contaminantes orgánicos, se les
mezcla con:
- -
- 100 a 300 kg de cemento de escoria
- -
- 20 a 50 kg de cloruro de magnesio (aporte de magnesio)
- -
- 5 a 60 kg de polvo fino de sílice
- -
- 5 kg de arcilla
- -
- 10 a 20 kg de carbón activo
- -
- 200 a 300 litros de agua
- -
- 5 kg de aditivo constituido por una resina de melamina.
Cuando la toma de la mezcla se lleva a cabo, el
producto obtenido alcanza una resistencia mínima de 10 kg por
cm^{2} sin fisuración ni microfu-
sión.
sión.
A título de comparación, el producto testigo
llevado a cabo únicamente a partir de cemento no consigue
tomarse.
Como se ha indicado previamente, la arcilla tiene
como función retener los contaminantes metálicos mientras que el
carbono activo retiene los contaminantes orgánicos.
El producto obtenido, lixiviado de acuerdo con
las normas actualmente en vigor, solo vuelve a soltar los
contaminantes metálicos u orgánicos por debajo del umbral
reglamentario.
Para tratar 1000 kg de desechos contaminantes
secos con sulfato de potasio, se mezcla:
- -
- 200 a 500 kg de polvo de escoria
- -
- 10 a 20 kg de cal
- -
- 10 a 20 kg de cloruro de magnesio (aporte de magnesio)
- -
- 20 a 30 kg de sulfato de potasio (aporte de potasio)
- -
- 5 a 10 kg de arcilla
- -
- 400 a 500 litros de agua
- -
- 3 kg de gluconato (aditivo moderador de la velocidad de la toma).
Esta mezcla se toma sin que la temperatura
alcance 100°C. Por lo contrario, si se utiliza un ligante
constituido por un cemento convencional, la masa obtenida se
calienta y se fisura.
El bloque obtenido de acuerdo con la invención,
sometido a lixivación respeta las normas reglamentarias, contrario
a un bloque llevado a cabo con un cemento convencional de tipo
Portland.
Este ejemplo permite tratar desechos que
contienen Ca^{++} que son muy reactivos sin que haya fisuración
de los bloques obtenidos de acuerdo con la invención.
Se parte de 1000 kg de desechos reactivos:
- -
- 300 a 500 kg de polvo de escoria
- -
- 10 a 20 kg de sulfato de potasio (aporte de potasio)
- -
- 10 a 20 kg de cemento fundido (aporte de aluminio)
- -
- 5 kg de arcilla
- -
- 10 a 50 kg de polvo fino de sílice
- -
- 400 a 500 litros de agua
- -
- 6 kg de lignosulfato que juega el papel de materia de retardo.
Esta formulación evita las subidas de temperatura
que provoca la fisuración de los bloques, tan pronto como el
volumen sobrepasa una centena de litros.
Con un cemento habitual, los bloques estallan y
no respetan la norma reglamentaria.
Una variante del ejemplo 5 se puede llevar a cabo
mezclando:
- -
- 200 a 300 kg de cemento de escoria
- -
- 10 a 20 kg de cemento fundido (aporte de aluminio)
- -
- 30 a 40 kg de cloruro de magnesio (aporte de magnesio)
- -
- 5 kg de arcilla
- -
- 10 kg de polvo fino de sílice
- -
- 400 a 500 litros de agua
- -
- 6 a 7 kg de producto de retardo a base de lignosulfato.
Claims (10)
1. Procedimiento para tratar unos desechos
contaminantes que constan al menos de uno de los compuestos
siguientes: unos cloruros, unos metales pesados, unos contaminantes
orgánicos, unos óxidos metálicos, o Ca^{++} al incorporarlos en
un ligante para formar unos bloques de volumen importante,
caracterizado por el hecho de que se utiliza un ligante
acuoso a base de cemento de escoria de altos hornos y / o de un
polvo de un producto a base de escoria de altos hornos cuya
granulometría es inferior a 200 \mum, mezclado con un polvo fino
de sílice cuya granulometría es inferior a 10 \mum y cuyo
contenido ponderal está comprendido entre un 5 y un 20% en relación
con la escoria de altos hornos y con al menos un compuesto de
magnesio, de potasio o de aluminio.
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que el compuesto a base de
magnesio contiene cloruro de magnesio.
3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que el compuesto a base de
magnesio contiene magnesia.
4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que el compuesto a base de
magnesio contiene sulfato de magnesio.
5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que el compuesto a base de
potasio contiene sulfato de potasio.
6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que el compuesto a base de
aluminio contiene cemento fundido o aluminato de sodio.
7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado por el hecho de que el compuesto a base de
aluminio contiene alúmina.
8. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho
de que la mezcla se lleva a cabo en unas proporciones comprendidas
entre aproximadamente 2 y 150 kg de compuestos de magnesio, de
potasio o de aluminio por 100 kg de ligante.
9. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de
las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho
de que se introduce en la mezcla de 5 a 100% en peso de arcilla con
respecto al ligante.
10. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera
de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el
hecho de que se introduce además carbón activo en la mezcla.
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