NL8401069A

NL8401069A - Werkwijze voor het zuiveren en ontgiften van grond.

Info

Publication number: NL8401069A
Application number: NL8401069A
Authority: NL
Original assignee: Heijmans Wegenbouwmij
Priority date: 1984-04-04
Filing date: 1984-04-04
Publication date: 1985-11-01
Also published as: EP0161698B1; DE3569685D1; ATE42482T1; EP0161698A1

Description

m t -1- 23859/Vk/mvl *z~-“·%

Korte aanduiding: Werkwijze voor het zuiveren en ontgiften van grond.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het 5 zuiveren en ontgiften van grond door a) de in hoofdzaak met koolwaterstoffen of ander organisch materiaal, (lichter dan water), zware metalen en/of cyaniden verontreinigde grond te mengen met water als extractiemiddel, b) de althans gedeeltelijk gezuiverde grond af te scheiden van water, c) de verontreinigingen af te scheiden uit het 10 water en d) het water als extractiemiddel te recirculeren.

Deze werkwijze is bekend uit "handboek Bodemsanerings-technieken" van 1 juli 1983, blz. 17 en 18, waarin de mogelijkheid voor het zuiveren van grond is aangegeven door de grond te extraheren met water. In dit handboek is aangegeven dat hoewel op vrij uitgebreide 15 schaal, wordt geëxperimenteerd slechts één extractietechniek in de praktijk wordt toegepast, te weten het onder hoge druk schoonwassen van grond.

In de Nederlandse octrooiaanvrage 8202593 is bijzondere aandacht besteed aan het ontgiften van een met cyaniden verontreinigde 20 grond, die met een waterige loogoplossing wordt verdund tot een vaste stof-gehalte van 36-50% bij een pH van ongeveer 11 en onder intensief mengen wordt alkalihypochloriet toegevoegd, zodat het cyanide wordt omgezet tot het cyanaat, en daarna wordt bij een pH van 6-7 en bij een vaste sfcofgehalte van 21-33%, alkalihypochloriet toegevoegd, zodat het 25 cyanaat wordt omgezet ter vorming van gasvormig kooldioxide en stikstof.

De Nederlandse octrooiaanvrage 8100879 beschrijft een werkwijze voor het verwijderen van ongewenste bestanddelen uit de grond door de verontreinigde grond af te schermen van de daarnaast gelegen niet verontreinigde grond en daarna de verontreinigingen (in situ) 30 uit de verontreinigde grond te extraheren en het gevormde extract af te voeren en volgens een op zichzelf bekende wijze verder te zuiveren. Over de wijze van extractie is aangegeven dat het extractiemiddel op iedere daarvoor geschikte manier op of in de verontreinigde grond kan worden aangebracht, bijvoorbeeld door beregenen en/of injecteren. Uit gedane , 35 experimenten is echter gebleken dat bij het op deze wijze extraheren van de grond de verontreiniging niet voldoende en niet voldoende snel overgaan in het extractiemiddel. De wijze van extraheren is dan ook een 8401069 * i> ' 'ï -2- 23859/Vk/mvl \ van de verbeteringen waarop de werkwijze volgens de uitvinding betrekking heeft.

Uit de Nederlandse octrooiaanvrage 8200155 is een werkwijze bekend voor het zuiveren van vervuilde zand houdende grond door deze 5 te wassen op een zeef. Hierdoor wordt een beter contact verkregen tussen het extractiemiddel en de zand houdende grond omdat op deze manier het extractiemiddel vaker door de vervuilde zand houdende grond kan worden gevoerd. Deze werkwijze is beperkt tot zand houdende grond, omdat met klei houdende grond de zeefbewerking moeilijken is uit te voeren.

10 De Nederlandse octrooiaanvrage 8201589 heeft betrekking op een werkwijze voor het verwijderen van verontreinigingen uit de grond door het toepassen van een stoominjectie en de Nederlandse octrooiaanvrage 8105677 betreft een werkwijze voor het verwijderen van verontreinigingen uit de grond door de verontreinigde grond te ver-15 warmen zodat de verontreinigingen verdampen, waarna in een tweede stap de dampen worden verbrand.

Uit het gedane onderzoek is het mogelijk gebleken een algemeen procédé te ontwikkelen voor het zuiveren en ontgiften van grond die de in de aanhef vermelde verontreinigingen kan bevatten, welke 20 werkwijze hierdoor wordt gekenmerkt, dat de eventueel door zeven voorbehandelde grond intensief wordt gemengd met water in een wasinstallatie bij een vaste stofgehalte van 50-80 gew.%, en de pH tijdens en na het wassen wordt geregeld in afhankelijkheid van de aard van de verontreinigingen.

25 Bij voorkeur wordt als wasinstallatie een scrubber toege past met twee of meer compartimenten, elk voorzien van een roermechanisme. Deze scrubber of attritiemenger is een op zich bekende menger in de mijnbouw (zie Mineral, coal, chemical processing equipment, Bulletin no. ASM-1). Typerend voor het mengproces in de scrubber is het intensieve onderlinge 30 contact van de grondkorrels door de schurende beweging tussen de grond korrels,, waardoor de verontreinigingen van de gronddeeltjes naar het water als extractiemiddel beter en sneller worden overgedragen. Omdat grof materiaal zoals puin en kiezelstenen de werking van de scrubber nadelig kan beïnvloeden, wordt het grove materiaal met behulp van een zeef verwijderd 35 voordat de grond wordt gemengd met een alkalische oplossing en toegevoerd aan de scrubber. In de scrubber wordt een vaste stofgehalte ingesteld van ' 50-80 gew.%, bij voorkeur een vaste stofgehalte van ongeveer 70 gew.%, 8401069 -3- 23859/Vk/mvl zodat de verontreinigingen worden losgeschuurd van de grondkorrels en worden overgebracht in de waterfase. Dit desorptieproces verloopt met name gunstig bij een pH van 11 of hoger. Indien de grond alleen zou zijn verontreinigd met koolwaterstoffen, dan zou de pH ook kunnen worden 5 gekozen op een waarde van ongeveer 9, terwijl bij de aanwezigheid van cyaniden en zware metalen· het de voorkeur verdient dat de pH 11-12 is.

Het verhogen van de temperatuur in de scrubber zal deze overgang ook bevorderen. De zuiverende werking van kerosine houdende grond in de scrubber, in afhankelijkheid van de pH en na verloop van een bepaalde tijd, 10 is weergegeven in tabel A. Daarbij werd uitgegaan van grond die 4100 mg kerosine bevat per kg droge grond, waarbij de resterende hoeveelheid kerosine in de grond na een aantal minuten intensief roeren in de scrubber bij een vaste stofgehalte van 70 gew.%, is weergegeven in tabel A, uitgedrukt in mg/kg.

15 -

TABEL A

mengtijd (minuten) pH ---=—--- 3 10 30 20 7 1800 650 260 9 390 270 255 11 290 250 210 25 -------

De optimale omstandigheden in de scrubber kunnen worden gekozen in afhankelijkheid van de aanwezige verontreinigingen en in afhankelijkheid van de verdere verwerking van de materialen.

30 Bij aanwezigheid van cyaniden en zware metalen in de grond is gebleken dat in de scrubber een pH-waarde van 11-12 de voorkeur verdient om zoveel mogelijk verontreiniging te doen overgaan van de grond in de waterfase. Bij een lagere pH zouden uit de cyaniden ongewenste stoffen kunnen ontstaan.

35 De verwijdering van de zware metalen kan plaatshebben naast de verwijdering van cyaniden, doordat de zware metalen als complex of als verbinding in oplossing gaan. De verwijdering uit de grond in de scrubber van de metalen zink* chroom, nikkel en koper is vermeld in 8401069 * T> rt -4- 23859/Vk/mvl tabel B,. waarbij de verwijdering is uitgevoerd bij een pH van 11,5, in afhankelijkheid van de tijd. De in tabel B opgegeven hoeveelheden zijn uitgedrukt in mg/kg droog materiaal.

5 TABEL B

. Zn Cr Ni Cu (minuten) 0 1500 320 · 43 140 10 __________________________________________________ 3 920 130 24 20 10 320 136 12 8,4 15 30 220 82 8,5 7,1

Ook zijn experimenten uitgevoerd waaruit blijkt hoe snel de cyanide-verontreinigingen worden overgebracht naar de water houdende 20 extractiefase in de scrubber. Daarbij werd uitgegaan van ”galvano grond” die 930 mg cyanide-verontreinigingen bevatte. Na een extractie bij een pH van 11,5 en een droge stofgehalte van 70% bleek dat na 10 minuten wassen in de scrubber het in de grond resterende cyanidegehalte was teruggebracht tot 42 mg/kg grond.

25 Na de intensieve menging in de scrubber wordt het mengsel van gedeeltelijk gezuiverde grond en vloeistof, met name water, waarin het grootste deel van de verontreinigingen in is overgegaan,, toegevoerd aan een pompebak, waarin een verdunning plaatsheeft met recirculatie-water tot een verder verwerkbare suspensie met een droge stofgehalte van 30 bij voorkeur 30%. Daarna wordt het cyanide door toevoegen van het oxidatiemiddel geoxideerd tot cyanaat waarbij de pH wordt gehandhaafd op 11-12. Als oxidatiemiddel kan chloorbleekloog of waterstofperoxide worden toegepast. In de daarop volgende neutralisatietank wordt de pH verlaagd tot 7 of lager, waarbij het cyanaat wordt omgezet tot stikstof 35 en kooldioxide. De resultaten na oxidatie, welke oxidatie werd uitgevoerd met NaOCl of met HgOg van de verontreinigde grond die voor de scrubber 930 mg CN bevatte per kg grond en na een wasbehandeling in de scrubber gedurende 10 minuten nog 42 mg CN per kg grond bevatte, zijn 9401069 < "t β -;«==-;=* -5- 23859/Vk/mvl samengevat in tabel C, waaruit blijkt dat na gedurende een uur oxidatie de grond nog 0,08 mg/kg CN bevat per kg grond indien de oxidatie wordt uitgevoerd met NaOCl en minder dan 0,05 mg/kg indien de oxidatie wordt uitgevoerd met H^Og·

5 TABEL C

tijd (minuten) oxidatiemiddel ---- 0 15 30 60 10 NaOCl 42 6,9 3,1 0,08 H202 42 0,78 0,42 < 0,05 15 Indien de grond in hoofdzaak verontreinigd is met cyaniden is het ook mogelijk de oxidatie reeds uit te voeren in de scrubber, hetgeen betekent dat de oxidatie van het cyanide wordt uitgevoerd bij een hogere vaste stofconcentratie dan wanneer het grond-watermengsel eerst in een pompebak verder wordt verdund. Indien naast cyaniden ook 20 organische verbinding aanwezig zijn als verontreiniging, kan het gebruik van chloorbleekloog leiden tot het ontstaan van organochloor-verbindingen, in welk geval waterstofperoxide de voorkeur verdient als oxidatiemiddel. In de praktijk zal het oxidatiemiddel worden toegepast in een molaire overmaat ten opzichte van het cyanide, waarbij met name 25 een overmaat van 5:1, berekend op de stoechiometrische verhouding oxidatiemiddel:cyanide de voorkeur verdient. De daarbij verkregen resultaten hebben aangetoond dat bij een uitgangsmateriaal dat 930 mg CN bevatte per kg grond door de oxidatie in de scrubber met H^O^ in een overmaat van 5:1, berekend op de stoechiometrische hoeveelheid 30 cyanide bij een pH van 11,5 na 10 minuten de CN-veroritreiniging in de grond lager was dan 0,05 mg per kg grond. Ook na 20 minuten werd een dergelijke hoeveelheid gevonden, waarbij moet worden opgemerkt dat de detectiegrens van CN 0,05 mg/kg bedraagt.

In de volgende fase wordt de grond uit de suspensie af-35 gescheiden volgens op zich bekende wijzen en tot slot wordt de water houdende fase gezuiverd volgens bekende technieken, waarbij de waterzuivering in wezen valt buiten de bescherraingsomvang van de onderhavige octrooiaanvrage.

8401069

Claims

1. Werkwijze voor het zuiveren en ontgiften van grond door a) de in hoofdzaak .met koolwaterstoffen of ander organisch materiaal, 5 zware metalen en/of cyahiden verontreinigde grond te mengen met water als extractiemiddel, bj de althans gedeeltelijk gezuiverde grond af te scheiden van water, c) de verontreinigingen af te scheiden uit het water en d) het water als extractiemiddel te recirculeren, met het kenmerk, dat de eventueel door zeven voorbehandelde grond intensief wordt gemengd 10 met water houdend extractiemiddel in een wasinstallatie bij een vaste stofgehalte van 50-80 gew.% en de pB tijdens en na het wassen wordt geregeld in afhankelijkheid van de aard van de verontreinigingen. Zo Werkwijze volgens conclusie T, met het kenmerk, dat de wassing in de wasinstallatie wordt uitgevoerd bij een pH van 9 of hoger wanneer 15 koolwaterstof .houdende grond moet worden gezuiverd en bij een pH van 11 of hoger indien de grond cyaniden en zware metalen bevat. 3* Werkwijze volgens conclusies t-2, met het kenmerk, dat als wasinstallatie een scrubber wordt toegepast met twee of meer compartimenten, elk voorzien van een roermechanisme. 20 4* Werkwijze volgens conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de oxidatie van de cyaniden wordt uitgevoerd in de wasinstallatie. Eindhoven, april 1984 8401069 * · * . -