NL1009490C2

NL1009490C2 - Werkwijze voor het behandelen van afvalstoffen.

Info

Publication number: NL1009490C2
Application number: NL1009490A
Authority: NL
Inventors: Aldo Bennini
Original assignee: Kiror B V
Priority date: 1998-06-25
Filing date: 1998-06-25
Publication date: 2000-01-04
Also published as: AU4658699A; WO1999066989A1; NL1009490C8; PL345201A1; AU736283B2; RU2203709C2

Description

Werkwijze voor het behandelen van afvalstoffen.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het behandelen van afvalstoffen die met zware metalen zijn verontreinigd, en voor het inert maken 5 daarvan. Het is bekend dat specifieke schadelijke en/of toxische materialen die van verscheidene bronnen afkomstig zijn en die zware metalen omvatten zoals arseen, cadmium, chroom, kwik, lood, seleen of telluur, en die de neiging hebben om bij een overdrachtstest een eluaat te leveren dat niet voldoet aan de vastgestelde acceptatiegrenzen, worden opgeslagen in beveiligde vuilstortplaatsen voor gevaarlijke toxische 10 afvalstoffen.

Veel technologieën zijn bekend in de stand van de techniek waarmee metalen in stabiele matrices kunnen worden geïmmobiliseerd waardoor zij chemisch inerte eigenschappen verkrijgen en waardoor de overdracht daarvan kan worden voorkomen zodat dit type afvalstoffen onder minder stringente condities kan worden gestort (de 15 uitloogtesten liggen daarbij binnen de grenzen die door nationale en internationale wetgeving zijn opgelegd).

Veelal hebben dergelijke typen afvalmaterialen een samenstelling die voor een voldoende mate van stabilisatie grote hoeveelheden reagentia vereist, zoals bijvoorbeeld cement, of waarvoor dure stoffen dienen te worden gebruikt in combinatie met lange 20 inwerktijden. Andere solidificatietechnieken maken gebruik van additieven zoals slakken, fijngewreven bakstenen, kiezelzand en zand gemengd met bentoniet waardoor een excessieve toename van het uiteindelijke gewicht en volume optreedt, en matige resultaten worden verkregen bij het beperken van het uitlogen van de metalen.

Om het bindmiddelaandeel bij het inert maken van rookgas dat vrijkomt bij de 25 mijnbouw te verminderen, worden de verstorende ionen (chloriden) met water gewassen.

Een aantal van de systemen die recentelijk zijn toegepast gebruiken waterhoudende oplossingen van chemische producten die bijzonder duur zijn, waardoor onvoldoende gegevens bekend zijn omtrent de fysische en de fysisch-chemische omstandigheden die noodzakelijk zijn voor de verschillende typen afValmateriaal of over de hoeveelheden die 30 moeten worden toegepast om het gewenste resultaat te bereiken.

Uit het Amerikaans octrooi nr 4,737,356 is een werkwijze bekend voor het behandelen van afvalstoffen, waarbij zware metalen in vliegas worden gebonden door de vliegas eerst te mengen met calciumoxide of calciumhydroxide en vervolgens een 1009490 2 wateroplosbaar fosfaat toe te voegen, bijvoorbeeld afkomstig van orthofosforzuur of trinatriumsulfaat of kaliumsulfaat. Het nadeel van de bekende werkwijze is dat de pH van het reactiemengsel moeilijk kan worden beheerst.

Er bestaat dus de behoefte om in bijzondere gevallen een veelzijdige methode te 5 kunnen toepassen waarbij bijzondere voorbehandelingen niet noodzakelijk zijn en waarbij op grote schaal verkrijgbare goedkope reagentia kunnen worden toegepast die in beperkte hoeveelheden kunnen worden toegevoegd om de toename van het uiteindelijk te storten gewicht te minimaliseren.

Het is een doel van de onderhavige uitvinding te voorzien in een werkwijze waarbij 10 de pH van de reactie nauwkeurig kan worden beheerst.

Door de onderhavige uitvinding is het mogelijk om aan bovengenoemde eisen te voldoen naast het verkrijgen van een aantal andere voordelen die hieronder duidelijk zullen worden.

De onderhavige uitvinding is hiertoe gekenmerkt doordat de volgende stappen 15 worden uitgevoerd: bepaling van de zuurgraad van het verontreinigde materiaal, gedeeltelijke neutralisatie van het materiaal indien dit zuur is (pH tussen 0,5 en 3), het toevoegen van een oplossing van orthofosforzuur en een alkalizout of een aardalkalizout daarvan in water, 20 - het vormen van een homogene pasta uit het gevormde mengsel, het toevoegen van calciumoxide (CaO) en/of calciumhydroxide Ca(OH)2) aan de pasta, en het aan de lucht laten drogen van de pasta.

Door toevoeging van orthofosforzuur in combinatie met, een alkalizout of een 25 aardalkalizout wordt een buffersysteem verkregen waarbij de binding van zware metalen bij een nauwkeurig ingestelde zuurgraad kan worden doorgevoerd.

Het calciumhydroxide of het calciumoxide kan in poedervorm worden toegevoegd in een hoeveelheid tussen 50 en 350 kg per ton inert te maken afvalmateriaal. Goede resultaten zijn verkregen met poedervormig calciumoxide of calciumhydroxide van het 30 type dat geschikt is voor bouwtoepassingen.

De geconcentreerde waterhoudende oplossing van het orthofosforzuur en van het alkalizout daarvan kan de in de handel verkrijgbare "Fissa Met" inert makende oplossing zijn die orthofosforzuur en mono-, di-, trinatriumfosfaat (NaH2P04, Na2HP04, Na3p04), 1009490 3 mono-, di- en trikaliumfosfaat (KH2PO4, K2HPO4, K3PO4) of mono-, di-, tricalciumfos-faat (CaHP04, Ca(H2P04)2, Ca3(P04)2) watervrij of als hydraat omvat dat in een hoeveelheid tussen 5 en 150 liter per ton inert te maken afValmateriaal wordt toegepast.

De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding is zeer veelzijdig en kan op 5 afValmateriaal van verscheidene bronnen worden toegepast zoals metaalslakken, sloopresten, as van verbrandingsovens of vast industrieel en anorganisch chemisch afvalslib afkomstig van steden, speciale installaties, ziekenhuizen, de industrie en dergelijke.

Een beschrijving van de algemene eigenschappen volgens de onderhavige uit-10 vinding is hierboven gegeven. Een gedetailleerde beschrijving van een specifieke uitvoeringsvorm, de eigenschappen, voordelen en manier waarop de werkwijze dient te worden toegepast zullen beter worden begrepen aan de hand van het bijgevoegde voorbeeld.

15 Voorbeeld

De methode voor het inert maken van afValmateriaal volgens de uitvinding werd toegepast op vliegas afkomstig van de verbranding van afval uit een ziekenhuis. Dit materiaal werd in een mixer geplaatst. Tegelijkertijd werd calciumhydroxide (gebluste kalk) op pneumatische wijze uit geschikte silo's toegevoegd met een hoeveelheid van 90 20 kg per ton afValmateriaal, alsmede 50 liter van de "Fissa Met" inertmakende oplossing hetgeen een geconcentreerde waterhoudende oplossing is van orthofosforzuur en van het waterstofdinatriumzout daarvan (dinatriummonowaterstoffosfaat (Na2HPC>4)) dat vanuit een andere houder werd toegevoegd samen met net genoeg water om een innig contact van het mengsel te waarborgen. Het mengsel diende in een roerbare samenstelling te 25 blijven en werd gedurende een aantal minuten geroerd.

Aan het einde van deze stap werd het natte mengsel op een geschikt oppervlak geplaatst zodat dit geheel kon drogen of werd dit direct gedroogd in een stroom hete lucht (indien het terugwinnen van warmte mogelijk is).

Wanneer het materiaal verkregen met de bovengenoemde behandeling aan een 30 uitloogtest werd onderworpen bleek dat de afgifte van lood, cadmium, koper en seleen binnen de acceptabele limieten bleef om het zonder verdere behandelingen direct te mogen storten op een beveiligde stortplaats.

1009490 4

De aanvankelijke originele waarden van de metaalconcentraties in het eluaat met een oplossing van azijnzuur van 0-5 M voorafgaand en na behandeling zijn voor vergelijkende doeleinden gegeven in bijgesloten tabellen 1 en 2. Hierin geeft "T.Q.” de aanvankelijke concentratie van de zware metalen weer.

5

Tabel 1

Metaal Eluaat (mg/1) voor Eluaat (mg/1) na Limiet voor de behandeling de behandeling acceptatie

Lood 10.500 0,200 0,200

Cadmium 6400 0,020 0,020

Koper 0,600 0,100 0,100

Seleen 0,030 0,030 0,030 1009490 tt o

ti cd ö) O CN O

C ω 3 E; cn o — £ 13 o· o' o' o" 1 : S | *§> o o w 5 c o ^ io ^ W O ~H O ^ g----

^ /-s O

0 ^ o C ry ® «n o 4» 2 S (N «Λ --

> H O *-1 CN O

^ m ^ CN o tn CO ö) ©O’—1 § Μ ε ^ o o

cq h5 <u 'S' o V V

ω .22

^ 'Q

s 1 1) o

^ g iO u-1 O

8 W O CN ’—1 ’—1 1 ~_g— ü Ó ^ ® in ^ *£ H w m m >- •a m g J g r* o.

Λ v O O O i b 1 | q 2 I m ë, 2 o , co

|> ό *§J q Q

S H 'ê oo ^ i | t; ! § 8 8 2 ills? ? ?

.§ ejj (NO

Ö 9 Sb · o o^ ~ ^ S £ 3 ? ? s---- I . P o .2 O' ï So et r S <* o m ?* t—1 o i—i tj-

CN

2 I

£ $ o I S’ [tS |3 ö s 1009490

Claims

1. Werkwijze voor het behandelen van afvalstoffen die met zware metalen zijn verontreinigd, en voor het inert maken daarvan, met het kenmerk, dat de volgende stappen 5 worden uitgevoerd: bepaling van de zuurgraad van het verontreinigde materiaal, gedeeltelijke neutralisatie van het materiaal indien dit zuur is, het toevoegen van een oplossing van orthofosforzuur en een alkalizout of een aardalkalizout daarvan in water, 10. het vormen van een homogene pasta uit het gevormde mengsel, het toevoegen van calciumoxide (CaO) en/of calciumhydroxide (Ca(OH2)) aan de pasta, en het aan de lucht laten drogen van de pasta.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het verontreinigde materiaal wordt geroerd.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat per ton inert te maken afValmateriaal tussen 50 kg en 350 kg poedervormig calciumoxide en/of cal- 20 ciumhydroxide wordt toegevoegd.

4. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het poedervormige calciumoxide of de calciumhydroxide van het type is dat geschikt is voor bouwtoepassingen. 25

5. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de oplossing van orthoforzuur en een alkalizout daarvan ten minste een uit de groep mono-, di-, en trinatriumfosfaat, mono-, di- en trikaliumfosfaat, mono-, di- en tricalciumfosfaat omvat, watervrij of als hydraat. 30

6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het mono-, di-, en trinatriumfosfaat, en/of mono-, di- en trikaliumfosfaat, en/of mono-, di- en tricalciumfosfaat in een hoeveelheid tussen 5 1 en 150 1 per ton inert te maken afValmateriaal wordt toegepast. 1009490 SAMENWERKINGSVERDRAG (PCT) RAPPORT BETREFFENDE NIEUWHEIDSONDERZOEK VAN INTERNATIONAAL TYPE IOENTIFIKATIE VAN DE NATIONALE AANVRAGE Kenmerk v»n de aanvrager of van de gemachtigde NO 41989 YK Nederlandse aanvrage nr. Indleningsdatum 1009490 25 juni 1998 Ingeroepen voorrangsdatum Aanvrager (Naam) KIROR B.V. Datum van het verzoek voor ten onderzoek van inttmationaal type Door de Instantie voor Internationaal Onderzoek (ISA) aan het verzoek voor een onderzoek van internationaal type toegekend nr. SN 31372 NL I. CLASSIFICATIE VAN HET ONDERVM:RP(bij toepassing van verschillende classificaties, alle classificatiesymbolen opgeven) Volgens de Internationale classificatie (IPC) Int. Cl.6: A 62 D 3/00 II. ONDERZOCHTE GEBIEDEN VAN DE TECHNIEK Onderzochte minimum documentatie Classificatiesysteem Classificatiesymbolen Int. Cl.6 A 62 D Onderzochte andere documentatie dan de minimum documentatie voor zover dergelijke documenten in de onderzochte gebieden zijn opgenomen lil. | | GEEN ONDERZOEK MOGELIJK VOOR BEPAALDE CONCLUSIES (opmerkingen op aanvullingsblad) ƒ y ,ν· (ZZ1 GEBREK AAN EENHEID VAN UITVINDING (opmerkingen oo aanvullingsblad) 'T- ' Form PCT/ISA/201(«> 07.1979