NL9101656A - Fixeermiddel voor giftig afval en werkwijze ter bereiding en toepassing daarvan. - Google Patents

Fixeermiddel voor giftig afval en werkwijze ter bereiding en toepassing daarvan. Download PDF

Info

Publication number
NL9101656A
NL9101656A NL9101656A NL9101656A NL9101656A NL 9101656 A NL9101656 A NL 9101656A NL 9101656 A NL9101656 A NL 9101656A NL 9101656 A NL9101656 A NL 9101656A NL 9101656 A NL9101656 A NL 9101656A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
fixing agent
weight
percentage
fixative
agent according
Prior art date
Application number
NL9101656A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Pelt & Hooykaas
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pelt & Hooykaas filed Critical Pelt & Hooykaas
Priority to NL9101656A priority Critical patent/NL9101656A/nl
Priority to DE69216034T priority patent/DE69216034T2/de
Priority to AT92203020T priority patent/ATE146370T1/de
Priority to CA002079507A priority patent/CA2079507C/en
Priority to EP19920203020 priority patent/EP0535758B1/en
Priority to SK3008-92A priority patent/SK300892A3/sk
Priority to CS923008A priority patent/CZ300892A3/cs
Priority to HU9203131A priority patent/HU212614B/hu
Priority to US07/955,296 priority patent/US5347077A/en
Publication of NL9101656A publication Critical patent/NL9101656A/nl

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D3/00Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances
    • A62D3/30Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by reacting with chemical agents
    • A62D3/33Processes for making harmful chemical substances harmless or less harmful, by effecting a chemical change in the substances by reacting with chemical agents by chemical fixing the harmful substance, e.g. by chelation or complexation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09CRECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/08Reclamation of contaminated soil chemically
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F11/00Treatment of sludge; Devices therefor
    • C02F11/008Sludge treatment by fixation or solidification
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/08Slag cements
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D2101/00Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
    • A62D2101/20Organic substances
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D2101/00Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
    • A62D2101/20Organic substances
    • A62D2101/22Organic substances containing halogen
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D2101/00Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
    • A62D2101/20Organic substances
    • A62D2101/24Organic substances containing heavy metals
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D2101/00Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
    • A62D2101/40Inorganic substances
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D2101/00Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
    • A62D2101/40Inorganic substances
    • A62D2101/43Inorganic substances containing heavy metals, in the bonded or free state
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62DCHEMICAL MEANS FOR EXTINGUISHING FIRES OR FOR COMBATING OR PROTECTING AGAINST HARMFUL CHEMICAL AGENTS; CHEMICAL MATERIALS FOR USE IN BREATHING APPARATUS
    • A62D2101/00Harmful chemical substances made harmless, or less harmful, by effecting chemical change
    • A62D2101/40Inorganic substances
    • A62D2101/45Inorganic substances containing nitrogen or phosphorus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/0004Compounds chosen for the nature of their cations
    • C04B2103/0013Iron group metal compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/0004Compounds chosen for the nature of their cations
    • C04B2103/0021Compounds of elements having a valency of 3
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/0004Compounds chosen for the nature of their cations
    • C04B2103/0022Compounds of elements having a valency of 4
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00767Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for waste stabilisation purposes
    • C04B2111/00784Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for waste stabilisation purposes for disposal only
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)
  • Load-Engaging Elements For Cranes (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Description

Korte aanduiding: Fixeermiddel voor giftig afval en werkwijze ter bereiding en toepassing daarvan.
De uitvinding heeft betrekking op het gebied van de behandeling van giftig afval, en meer in het bijzonder op een fixeermiddel voor giftig afval om het uitlogen van organische en anorganische giftige stoffen op onaanvaardbare uitloog-niveaus uit grond, sedimenten, en slib te voorkomen en een aanzienlijke vermindering veroorzaakt van de inherente gif-tigheidsconcentratie van een verontreinigd materiaal door door chemische binding èn reactie alsmede een werkwijze voor de vervaardiging en toepassing van dit fixeermiddel.
Het probleem van het veilige wegruimen van giftige afval-materialen is een urgent probeem. Met de steeds toenemende vorming van gevaarlijke materialen in onze industriële maatschappij, is er een groeiende vraag naar strikte controles op de behandeling en verwijdering van alle vormen van giftig afval. Als reactie op deze vraag hebben wetgevende instanties wetten laten passeren die de hoeveelheid en aard van het afval, die mag worden weggeworpen in het milieu, beperken. Er bestond een aanzienlijke beweging om deze wetten strenger te maken, en het bereiken van de oogmerken die uiteengezet zijn in de wetten kan spoedig veel moeilijker worden.
Giftig afval wordt wettelijk gedefinieerd in verschillende beschikkingen en verordeningen die gaan over hun hantering en behandeling, doch ze kunnen grofweg worden gedefinieerd als elk materiaal dat wordt gevormd als nevenprodukt van een industrieel proces dat een nadelige invloed kan bezitten op het milieu wanneer het zonder behandeling wordt weggeworpen.
De beschikkingen en verordeningen zetten eveneens de standaards uit waaraan moet worden voldaan door de industrie die het afval vormt, in het algemeen door maximale grenzen te stellen van een bepaald aantal delen per miljoen (dpm), delen per biljoen (dpb) of delen per triljoen (dpt) van het vrije afval dat wordt aangetroffen in de testmonsters, gemeten ten opzichte van een uitloogteststandaard. Het is daarom het oogmerk van de behandelingsprocessen van giftig afval om de hoeveelheid van het aanwezige afval te verminderen en/of het uitlogen in een overmatige hoeveelheid in de testmonsters tot de laagst mogelijke niveaus te verminderen, tenminste tot een niveau onder het opgedragen maximum.
Bekende methoden voor de behandeling van giftig afval, als stabilisatie/hardwordings- of chemische fixatiemethoden, omvatten bijvoorbeeld de vijf ruime kategorieën: sorptie, kalk-vliegas-pozzolaanproces, pozzolaan-Portland-cementsyste-men, thermoplastische mikro-inkapseling, en makro-inkapseling.
Sorptie omvat het toevoegen van een vaste stof aan materiaal dat het te behandelen afval bevat. De vaste stof zuigt elke aanwezige vloeistof op, en kan een aarde-achtig materiaal vormen dat het afval bevat, en is het meest geschikt voor toepassingen die de behandeling van niet-reactieve, niet-biologisch afbreekbare afval omvat. Kenmerkende vaste stoffen die geschikt zijn voor toepassing in sorptie omvatten geactiveerde kool, watervrij natriumsilicaat, verschillende vormen van gips, celiet, kleisoorten, geëxpandeerde mica, zeolieten, kool-vliegas, cementovenstof, en kalk.
Kalk-vliegas-pozzolane processen maken gebruik van een fijnverdeelde, niet-kristallijn siliciumoxyde in vliegas, en het calcium in de kalk om een lage-sterktecementering te verschaffen. Het behandelde afval wordt opgesloten in de pozzolane betonmatrix (mikro-inkapseling), waardoor ze geen contact meer kunnen krijgen met het milieu.
Pozzolane-Portland-systemen maken gebruik van Portland-cement en vliegas, of andere pozzolane materialen ter vorming van een sterker type afval/betonsamenstelling. Insluiting van het afval ontstaat door mikro-inkapseling van het afval in de betonmatrix. Oplosbare silicaten kunnen worden toegevoegd om het harden en de metaalinsluiting te versnellen.
Thermoplastische mikro-inkapseling omvat het mengen van fijn deeltjesvormige afval met gesmolten asfalt of een andere matrix. Vloeibare en dampvormige fasen die aanwezig zijn in het afval worden geïsoleerd in een massa van afgekoeld, gehard asfalt. Het verkregen materiaal kan worden begraven zonder een houder.
Mikro-inkapselingssytemen bevatten afval door grote hoeveelheden van het afval te isoleren onder toepassing van enige vorm van een omhulling vormend materiaal. De meest zorgvuldig onderzochte systemen maken gebruik van een 208-trommel of polyetheenmantel die is gesmolten over een monolitisch blok van vastgemaakt af val.
Deze systemen zijn nuttig en geschikt voor veel toepassingen, doch ze zijn niet geschikt om te voldoen aan alle huidige wetten en voor alle typen materialen. Er bestaat nog steeds een noodzaak voor een beter systeem voor het behandelen van giftig afval om het uitlogen van ontoelaatbare hoeveelheden van dit afval in het milieu te voorkomen.
Er bestaat derhalve een behoefte aan een nieuw materiaal dat kan worden toegepast in bepaalde toepassingen voor de verwijdering of insluiting van enkele van deze vormen van giftig afval in een grotere mate dan tot nu toe bekend was.
Het is daarom een oogmerk van de uitvinding om een fixeermiddel voor giftig afval te verschaffen dat de nadelen van de stand der techniek ondervangt. Een ander oogmerk van de uitvinding is het verschaffen van een fixeermiddel voor giftig afval dat giftig afval in een grotere mate dan met bekende methoden niet-uitloogbaar maakt.
Een weer andere oogmerk van de uitvinding is het verschaffen van een fixeermiddel voor giftig afval dat een verbeterde mikrostructuur bezit in aanwezigheid van hoge concentraties zuur, uitlogende oplosmiddelen, zout water of andere omstandigheden die de uitloogbestendigheid van het fixeermiddel kunnen verslechteren.
In het kort wordt een fixeermiddel voor giftig afval verschaft voor het ontgiften van een verontreinigd materiaal. Het fixeermiddel bevat een mengsel van: ongeveer 80 tot ongeveer 88 gew.% hydraulisch cement; ongeveer 5 tot 10% ferri-sultaat, ongeveer 5 tot ongeveer 10 gew.% mangaansulfaat, en ongeveer 2 tot 5 gew.% aluminiumsulfaat. Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt een fixeermiddel verschaft voor het fixeren van giftig afval, waarbij het fixeermiddel bestaat uit een mengsel van een cement, ferrisulfaat, mangaansulfaat en aluminiumsulfaat.
Als variant van de uitvinding wordt een fixeermiddel verschaft voor het behandelen van giftig afval bestaande uit: een cement, in een hoeveelheid van 50 tot ongeveer 62 gew.% van het fixeermiddel, hoogovenslakken, in een hoeveelheid van ongeveer 27 gew.% tot ongeveer 39 gew.% van het fixeermiddel, gips, in een hoeveelheid van ongeveer 6 tot ongeveer 12 gew.% van het fixeermiddel, ferrisulfaat, in een hoeveelheid van 2 tot ongeveer 5 gew. % van het fixeermiddel, en mangaansulfaat, in een hoeveelheid van 2 tot ongeveer 5 gew.% van het fixieermiddel. Volgens deze uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt een fixeermiddel verschaft voor de chemische en fysische binding van giftig afval, waarbij het fixeermiddel bestaat uit een mengsel van een cement, hoogovenslakken, gips, ferrisultaat, mangaansulfaat, en aluminiumsulfaat.
Als variant van de uitvinding wordt erin voorzien, dat het fixeermiddel hoogovenslakken(en/of calciumoxyde (niet-gehydrateerde kalk), in de plaats |s€ellen voor het cement-gedeelte van de uitvinding. Met andere woorden het fixeermiddel kan alleen zijn samengesteld uit hoogovenslak en/of niet-gehydrateerde kalk en 6 tot 10 gew.% gips, 2 tot 5 gew.% ferrisulfaat en mangaansulfaat.
Volgens een ander kenmerk van de uitvinding wordt een werkwijze verschaft voor het behandelen van een materiaal dat giftig afval bevat, bestaande uit het mengen van een fixeermiddel, waarbij het fixeermiddel een ferrisulfaat, mangaan-sulfaat, en/of aluminiumsulfaat, en/of cement, en/of slak, en/of gips, en/of kalk, bevat, toevoegen van het fixeermiddel aan het materiaal, waarbij het hardt in dit materiaal, en het giftige afval aanzienlijk minder uitloogbaar maakt na de behandeling.
Het bovenstaande, en andere oogmerken, kenmerken en voordelen van de onderhavige uitvinding zullen duidelijk worden uit de volgende beschrijving.
NADERE BESCHRIJVING VAN DE VOORKEURSUITVOERINGSVORM.
De uitvinding is gericht op de vervaardiging en het gebruik van een fixeermiddel voor het behandelen van giftig afval dat wordt aangetroffen in grond, sediment- of slib-materiaal. In de volgende beschrijving van de voorkeursuitvoe ringsvorm van de uitvinding is het materiaal grond die het giftige afval bevat, doch dit is niet bedoeld ter beperking, doch uitsluitend ter toelichting.
De doelmatigheid van de behandeling van grond dat giftig afval bevat wordt gemeten door het fractionele gedeelte van de grond, sediment, en/of slib, bestaande uit de giftige bestanddelen, in delen per miljoen (dpm), of delen per biljoen (dpb), wat van toepassing is, ten opzichte van de hoeveelheid van deze anorganische en organische giftige bestanddelen die kunnen worden uitgeloogd uit de verontreinigde grond door de voorgeschreven uitloog- en extractietests.
Vastgesteld is dat een mengsel van cement, en/of slakken, en/of gips, en/of kalk, en/of ferrisulfaat, en/of mangaan-sulfaat, en/of aluminiumsulfaat, een veel betere doelmatigheid bezit bij de behandeling van anorganisch en organisch giftig afval, zoals lood, kwik, arseen, chroom, cyanide, koper, poly-gechloreerde bifenylverbindingen, benzeen, tolueen xylenen, naftaleen, anthraceen, en andere polynucleaire aromatische verbindingen. Deze opsomming sluit echter geen andere organische en anorganische verbindingen en elementen uit.
Hoewel het reactiemechanisme niet volledig wordt begrepen dienen de hier weergegeven mechanismen om een zo goed mogelijk inzicht te verschaffen in het mechanisme van de behandelings-activiteit die wordt verschaft door het fixeermiddel. De samenstelling en werkzaamheid van het middel volgens de uitvinding worden nader beschreven.
Het fixeermiddel heeft een chemische verandering tot gevolg in de structuur van de giftige stof door bijvoorbeeld ionenuitwisseling, substitutiereacties, intermolekulaire krachten (dipool-dipool, waterstofbindingen, Londen-krachten, bimolekulaire verplaatsing, en verschillende organo-metal-lische binding van de giftige bestanddelen in het verontreinigde materiaal). Deze veranderingen zetten het giftige afval om in onschadelijke verbindingen en complexen waarbij de totale hoeveelheden van de vrije giftige bestanddelen die in het materiaal achterblijven na behandeling wordt verlaagd.
Het fixeermiddel bindt de giftige bestanddelen in een hardende betonmatrix.
Het toegepaste cement kan een in de handel verkrijgbaar standaardcement zijn, dat gemakkelijk verkrijgbaar is voor het publiek. Evenzo zijn hoogovenslak, gips, en kalk gewoonlijk beschikbare artikelen in de handel. Hun combinatie, op zichzelf, is vaak in de techniek uitgevoerd voor het behandelen van giftig afval, zoals in de beschreven sorptie en pozzolaan-Portland-cementsystemen. De toevoeging van ferrisulfaat, mangaansulfaat, en aluminiumsulfaat in de onderhavige uitvinding is echter een uniek aspect van dit fixeermiddel en het feit dat het oogmerk is het voldoen aan de voorgeschreven uitloog- en extractietests.
De mikrostructuur van met het fixeermiddel behandelde materialen bezit een verhoogde duurzaamheid, in vergelijking met bekende systemen, in aanwezigheid van een hoge zuurgraad (naar beneden tot pH 0,5), in verschillende uitlogende oplosmiddelen, zout water, of andere omstandigheden waarin het normaal zou worden aangetast.
Voorts is het fixeermiddel betrekkelijk goedkoop, zodat het op gunstige wijze kan worden vergeleken met andere, minder gewenste, alternatieven, zoals verassen of opsluiting in stortplaatsen van giftig afval.
Behandeling van een materiaal dat giftig afval bevat met het fixeermiddel geeft een stof met een complex kristallijn , d.w.z. vier of meer verbindingsnetwerken, anorganisch polymeer. De verkregen makromolekulen omvatten gekozen meerwaardige anorganische elementen die op een polyfunctionele wijze reageren, en vertakte en verknoopte polymeren vormen met een dichtheid die voldoende is om enige IPN (Interpenetrating Polymer Network) binding te veroorzaken. De verkregen polymeren bezitten eveneens een hoge bestendigheid tegen zuren en andere natuurlijk voorkomende aantastingsmiddelen. Structurele binding in het polymeer is in hoofdzaak ionogeen en covalent. Er is een twee-fasereactie waarin de giftige bestanddelen eerst in een snelle reactie worden gecomplexeerd, en daarna doorlopend verder gecomplexeerd in het bouwwerk van makromolekulen die zich blijven vormen over een lange tijdsperiode.
De eerste fase van de fixatie vormt irreversibele colloi-dale structuren, complexen door ionenuitwisselingen en cova-lente binding met giftige metalen en organische stoffen door middel van de genoemde toegevoegde metalen, ferrisulfaat, mangaansulfaat en aluminiumsulfaat. In een hoog percentage van de reacties met gehalogeneerde koolwaterstoffen vindt een bi-molekulaire verplaatsing of substitutie plaats van de eerste trap in het verbindingsmechanisme naar de tweede fase makro-molekulen.
In de tweede fase omvat de vorming van het makromoleku-laire netwerk eveneens een betrekkelijk onomkeerbare colloid-synthese. Dit is een langzamere reactie echter, die gaat van sol naar gel, en tenslotte naar een kristallijn, drie-dimen-sionaal, anorganisch polymeer. Het behandelde materiaal dient te kunnen voldoen aan de momenteel voorgestelde uitloog-standaards binnen 7 tot 28 dagen. Van bijzonder belang in het binden van de gevaarlijke elementen en verbindingen is het verloop van de tweede fasereactie van sulfo-ferri-aluminaat-hydraten. De bindingskarakteristieken en structurele duurzaamheid zijn gevarieerd om te voldoen aan een bepaalde toepassing door de samenstelling van het fixeermiddel te variëren.
Specifieke voorbeelden zullen de doelmatigheid van het fixeermiddel in de illustratieve toepassingen nader toelichten .
VOORBEELD I.
Samenstelling van fixeermiddel (gew.delen):
Portland-cement 88%
Mangaansulfaat 5%
Ferrisultaat 5%
Aluminiumsulfaat 2%
Het hiernavolgende is een samenvatting van uitloogtests met grond die was verontreinigd met matige hoeveelheden organische giftige verbindingen die eveneens hoge hoeveelheden lange keten achtergrond koolwaterstoffen bevatten. De hierboven genoemde fixeermiddelsamenstelling werd toegepast in een hoeveelheid van 20 gew.% tot het gewicht van de grond. Waarden in dpm zijn hierna weergegeven. Zij vormen waarden na 14 dagen harden. Het totale organische koolstofgehalte is 1,5%. De onbeperkte druksterkte bij 28 dagen was 600 psi en bij 45 dagen 1000 psi.
Verbinding Onbehandelde üitloogwaarde Behandelde loog concentratie benzeen 768 7 0,023 tolueen 180 0,89 xylenen 51 0,62 naftaleen 1838 2,90 fenanthrsen 648 0,11 fluoreen 347 0,05 fluoranthreen 451 0,03 pyreen 408 0,08 chryseen 252 <0,05 anthraceen 318 0,08 VOORBEELD II.
Fixeermiddelsamenstelling (gew.delen):
Portland-cement 62 %
Mangaansulfaat 2,5%
Ferrisulfaat 2,5%
Hoogovenslak 2 7 %
Gips 6 %
De volgende behandelingstests werden uitgevoerd met grondmonsters die giftige metalen bevatten onder toepassing van de hierboven gegeven fixeermiddelsamenstelling.
I. TEST ÉÉN.
Totale concentraties - arseen 43 000 dpm, kwik 5 300 dpm. TCLP-waarden na 7 dagen van het monster, behandeld in een hoeveelheid van 30 gew.% met het fixeermiddel was als volgt: As 3,5 dpm en Hg 0,06 dpm.
II. TEST TWEE.
Chroom +6 en cyanide.
Het volgende werd verkregen uit een behandeling met het fixeermiddel in vergelijking met behandeling met alleen Portland-cement.
Totaal chroom 6 310 dpm, totaal cyanide 235 dpm. Onbehandeld, na loging verkregen: Cr = 37 dpm, CN = 0,34 dpm.
% Behandeling tot Cementbehandeling fixeermiddelbehandeling gewicht van grond Cr CN Cr CN
15 % 5,2 5 dpm 0,86 dpm 0,29 dpm <0,02 dpm
35% 3,93 dpm BD BD
BD = onder de waarneming.
III. TEST DRIE.
Chroom +6.
Afvalmeren die waren verontreinigd met chroom +6 in een hoeveelheid van 7 155 dpm. Cr+6 uitgeloogd op 150 dpm. Behandeling was in een hoeveelheid van 25 gew.% met het fixeermiddel. De uitlooggegevens uit een harding van 1 dag was Cr+6 niet-waarneembaar en totaal chroom uitgeloogd op 0,15 dpm.
IV. TEST VIER,
Arseen, lood, koper.
Een grondmonster was verontreinigd met arseen-2 200 dpm, lood-670 dpm, chroom-1 250 dpm, en koper in een hoeveelheid van 3 000 dpm. Behandeld in een hoeveelheid van 15 gew.% met het fixeermiddel waren de EP giftigheids-uitloogwaarden na een harding van 1 week: arseen-0,126 dpm, lood-niet-waarneembaar, chroom-1,1 dpm, en koper 0,22 dpm.
VOORBEELD III.
Fixeermiddelsamenstel1ing:
Portland-cement 90%
Mangaansulfaat 5%
Ferrisulfaat 5%
Aniline wordt een moeilijke verbinding geacht voor de chemische fixatie om te regelen ten aanzien van het uitlogen en is eveneens bijzonder giftig. Het hierboven omschreven fixeermiddel werd getest tegen veertien andere produkten en ontworpen mengsels in dit behandelingsonderzoek. Het oogmerk was het met aniline verontreinigde kalk/grond (pH 12,5) materiaal zodanig te behandelen dat de TCLP-waarde kleiner was dan 50 dpb. Dit is een proef op de toepassing van metaalcluster- katalyse onder toepassing van ferrisulfaat en mangaansulfaat om fixatie, binding of complexvorming van organische giftige verbindingen te verkrijgen. In dit geval werd een bimetal-lische clusterkatalysator toegepast en het volgende was het resultaat.. In dit geval is eveneens van belang dat geen der toegepaste organofilische formuleringen bevredigend presteerde .
Totaal Gew.percentage Onbehandeld Behandeld
Aniline (dpm)_behandeling TCLP (dpm) TCLP (dpb) 146 (10 dagen harden) 20 7,1 N.D.Cl 325 (10 dagen harden) 20 12,5 110 325 (10 dagen harden) 30 12,5 N.D.Cl 325 (30 dagen harden) 20 12,5 N.D.Cl cement (32 dagen) 30 12,5 100
Cement-uitloogwaarden bleven in de tijd toenemen. FTIR-studies werden verricht op het aniline plus cement en aniline dat is behandeld met het hierboven omschreven fixeermiddel. Deze resultaten ondersteunen de veronderstelling dat er een aanzienlijke chemische binding is door andere en verschoven chemische activiteitsspectra van het fixeermiddel en het giftige bestanddeel, in het bijzonder in de karakteristieke absorptiebanden die zijn verbonden met het aninilinemolekuul in vergelijking met het cement plus aniline.
De bovenstaande voorbeelden tonen de opmerkelijke resultaten die worden verkregen door het gebruik van het fixeermiddel .
Uiteraard is de uitvinding niet beperkt tot de hier beschreven nadere uitvoeringsvormen, en verschillende veranderingen en wijzigingen kunnen door een deskundige worden uitgevoerd zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims (23)

1. Fixeermiddel voor het fixeren van giftig afval, waarbij het fixeermiddel omvat 'een mengsel van ferri- sulfaat en mangaansulfaat.
2. Fixeermiddel volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat het voorts Portland-cement omvat.
3. Fixeermiddel volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het gewicht van het cement een percentage van het gewicht van het fixeermiddel is, en dit percentage ligt in het traject van ongeveer 80 tot 88%
4. Fixeermiddel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het gewicht van ferrisülfaat een percentage van het gewicht van het fixeermiddel is, en dit percentage ligt in het traject van ongeveer 5 tot 10%.
5. Fixeermiddel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het gewicht van mangaansulfaat een percentage van het gewicht van het fixeermiddel is, en dit percentage ligt in het traject van ongeveer 5 tot 10%
6. Fixeermiddel volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het voorts aluminiumsulfaat bevat.
7. Fixeermiddel volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het gewicht van aluminiumsulfaat een- percentage van het gewicht van het fixeermiddel is, en dit percentage ligt in het traject van ongeveer 2 tot 5%.
8. Fixeermiddel volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het voorts gips, calciumsulfaat, bevat.
9. Fixeermiddel volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het gewicht van het gips een percentage van het géwicht van het fixeermiddel is, en dit percentage ligt in het traject van ongeveer 6 tot 10%.
10. Fixeermiddel volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het voorts hoogovenslakken bevat.
11. Fixeermiddel volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het gewicht van de slakken een percentage van het gewicht van het fixeermiddel is, en dit percentage ligt in het traject van ongeveer 27 tot 39%.
12. Fixeermiddel volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het gewicht van mangaansulfaat een per- centage van het gewicht van het fixeermiddel is, en dit percentage ligt in het traject van ongeveer 2,5 tot 10%.
13. Fixeermiddel volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het gewicht van ferrisulfaat een percentage van het gewicht van het fixeermiddel is, en dit percentage ligt in het traject van ongeveer 2,5 tot 10%.
14. Fixeermiddel volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat het gewicht van het cement een percentage van het gewicht van het fixeermiddel is, en dit percentage ligt in het traject van ongeveer 80 tot 88%.
15. Fixeermiddel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het voorts hoogovenslakken omvat.
16. Fixeermiddel volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat het gewicht van de slakken een percentage van het gewicht van het fixeermiddel is, en dit percentage ligt in het traject van ongeveer 27 tot 75%.
17. Fixeermiddel volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat het voorts aluminiumsulfaat bevat.
18. Fixeermiddel volgens conclusie 17 met het kenmerk, dat het gewicht van het aluminiumsulfaat een percentage van het gewicht van het fixeermiddel is, en het percentage ligt in het traject van ongeveer 0 tot 5%.
19. Fixeermiddel volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat het gewicht van mangaansulfaat een percentage van het gewicht van het fixeermiddel is, en dit percentage ligt in het traject van ongeveer 2,5 tot 10%.
20. Fixeermiddel volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat het gewicht van ferrisulfaat een percentage van het gewicht van het fixeermiddel is, en dit percentage ligt in het traject van ongeveer 2,5 tot 10%.
21. Fixeermiddel volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat het voorts kalk, calciumoxyde, bevat.
22. Fixeermiddel volgens conclusie 21, met het kenmerk, dat het gewicht.van kalk een percentage van het gewicht van het fixeermiddel is, en dit percentage ligt in het traject van ongeveer 0 tot 68%.
23. Werkwijze voor het behandelen van materiaal dat giftig afval bevat, waarbij men een fixeermiddel mengt, waarbij dit fixeermiddel een mangaansulfaat, en ferrisulfaat en/of cement, en/of slakken, en/of gips, en/of kalk, en/of aluminiumsulfaat bevat; dit fixeermiddel toevoegt aan de verontreinigde grond, sediment en/of slibmateriaal; waarbij dit fixeermiddel hard wordt in dit materiaal, en het giftige afval aanzienlijk minder uitloogbaar maakt ten aanzien van het milieu na deze behandeling, waarbij men dit fixeermiddel gewoonlijk eerst mengt met water ter vorming van een suspensie die daarna wordt toegevoegd aan en gemengd met de verontreinigde grond, sediment, en/of slibmateriaal, waarbij de verhouding van water tot fixeermiddel ligt in het traject van 0,6 tot 1,2 gewichtsdelen van het fixeermiddel.
NL9101656A 1991-10-01 1991-10-01 Fixeermiddel voor giftig afval en werkwijze ter bereiding en toepassing daarvan. NL9101656A (nl)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9101656A NL9101656A (nl) 1991-10-01 1991-10-01 Fixeermiddel voor giftig afval en werkwijze ter bereiding en toepassing daarvan.
DE69216034T DE69216034T2 (de) 1991-10-01 1992-09-30 Mittel zur Fixierung von Giftabfällen und Verfahren zu dessen Gebrauch
AT92203020T ATE146370T1 (de) 1991-10-01 1992-09-30 Mittel zur fixierung von giftabfällen und verfahren zu dessen gebrauch
CA002079507A CA2079507C (en) 1991-10-01 1992-09-30 Toxic waste fixant and method for using same
EP19920203020 EP0535758B1 (en) 1991-10-01 1992-09-30 Toxic waste fixant and method for using same
SK3008-92A SK300892A3 (en) 1991-10-01 1992-10-01 Fixating agent of toxic waste
CS923008A CZ300892A3 (en) 1991-10-01 1992-10-01 Agents for toxic waste binding and method of employing said preparations
HU9203131A HU212614B (en) 1991-10-01 1992-10-01 Toxic waste fixant composition and method for neutralizing toxic waste contaminated material
US07/955,296 US5347077A (en) 1991-10-01 1992-10-01 Toxic waste fixant and method for using same

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9101656 1991-10-01
NL9101656A NL9101656A (nl) 1991-10-01 1991-10-01 Fixeermiddel voor giftig afval en werkwijze ter bereiding en toepassing daarvan.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL9101656A true NL9101656A (nl) 1993-05-03

Family

ID=19859767

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL9101656A NL9101656A (nl) 1991-10-01 1991-10-01 Fixeermiddel voor giftig afval en werkwijze ter bereiding en toepassing daarvan.

Country Status (9)

Country Link
US (1) US5347077A (nl)
EP (1) EP0535758B1 (nl)
AT (1) ATE146370T1 (nl)
CA (1) CA2079507C (nl)
CZ (1) CZ300892A3 (nl)
DE (1) DE69216034T2 (nl)
HU (1) HU212614B (nl)
NL (1) NL9101656A (nl)
SK (1) SK300892A3 (nl)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2695577B1 (fr) * 1992-09-14 1994-12-02 Lafarge Fondu Int Procédé de traitement des résidus d'incinération de déchets urbains, et produits obtenus.
FR2703604B1 (fr) * 1993-04-06 1995-05-19 Sol Cie Procédé et stabilisation et de solidification de déchets polluants, produits obtenus par ce procédé, et produits pour le mettre en Óoeuvre.
NL9302114A (nl) * 1993-09-07 1995-04-03 Pelt & Hooykaas Werkwijze voor het immobiliseren van met metaalionen verontreinigd materiaal, alsmede een gevormd voorwerp met een matrix met reducerende eigenschappen.
NL9301546A (nl) * 1993-09-07 1995-04-03 Pelt & Hooykaas Werkwijze voor het immobiliseren van verontreinigd materiaal, alsmede een gevormd voorwerp met een matrix met reducerende eigenschappen.
ATE168893T1 (de) * 1993-12-29 1998-08-15 Buckman Labor Inc Mittel und verfahren zur verminderung oder vermeidung von metall- und säureverunreinigung in steinentwässerung
NL9400292A (nl) * 1994-02-25 1995-10-02 Pelt & Hooykaas Werkwijze voor het immobiliseren van milieuschadelijke organische en anorganische verbindingen.
US5403496A (en) * 1994-03-31 1995-04-04 Drew Chemical Corporation Process for stabilizing metals in ash
NZ307966A (en) * 1995-05-26 1999-11-29 Rmt Inc Method of treating arsenic-contaminated matter using aluminum compounds
US5640704A (en) * 1995-07-24 1997-06-17 Snyder; Thomas S. Process for solidification and immobilization of harmful waste species
US5700107A (en) * 1995-07-25 1997-12-23 Habour Remediation And Transfer Inc. (Hr&T) Method of soil remediation
US6492572B2 (en) * 1995-08-29 2002-12-10 E. I. Du Pont De Nemours And Company Method for remediating contaminated soils
US5683344A (en) * 1996-08-09 1997-11-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Method for solidification and stabilization of soils contaminated with heavy metals and organic compounds including explosive compounds
US6843617B2 (en) * 1998-06-18 2005-01-18 Rmt, Inc. Stabilization of toxic metals in a waste matrix and pore water
US6254312B1 (en) 1998-06-18 2001-07-03 Rmt, Inc. Stabilization of arsenic-contaminated materials
US6409819B1 (en) * 1998-06-30 2002-06-25 International Mineral Technology Ag Alkali activated supersulphated binder
ES2187349B2 (es) * 2001-05-10 2004-12-16 Universidad De Cantabria. Procedimiento de inertizacion de lodos que contienen carga contaminante organica e inorganica.
US7029202B2 (en) * 2002-07-22 2006-04-18 Zhuang J Ming Method for treating metal-contaminated water and soil
FR2854088B1 (fr) * 2003-04-23 2006-09-29 Inertec Procede de fixation des cyanures dans les dechets solides ou dans les eaux
GB0505330D0 (en) * 2005-03-16 2005-04-20 British Nuclear Fuels Plc Waste disposal method
US20090306452A1 (en) * 2008-05-19 2009-12-10 Payne Frederick C Apparatus for treating a contaminated media with a sorbent
US20110049057A1 (en) * 2009-09-02 2011-03-03 Grubb Dennis G Metal Immobilization Using Slag Fines
FR2955320B1 (fr) * 2010-01-20 2016-02-26 Commissariat Energie Atomique Procede pour preparer un materiau composite a partir de dechets et materiau ainsi obtenu.
JP6619193B2 (ja) * 2015-09-30 2019-12-11 太平洋セメント株式会社 残土処理材及び残土の処理方法
CA3116917A1 (en) * 2018-10-19 2020-04-23 Uenme Global Pty Ltd Use of composition as a growth promotant for plants
US20220355352A1 (en) * 2019-10-22 2022-11-10 Rutgers, The State University Of New Jersey Binder composition for soil and solidification treatment method for soil
CN112341127A (zh) * 2020-11-24 2021-02-09 广西云燕特种水泥建材有限公司 一种淤泥固化剂及其生产方法
CN113351621B (zh) * 2021-06-01 2022-11-08 成都锐思环保技术股份有限公司 一种脱硫废水零排放高含盐产物资源化的方法
CN113637482B (zh) * 2021-06-29 2022-12-20 四川正升环保科技有限公司 石油烃类有机污染土壤修复药剂及其制备方法,污染土壤修复方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS53144872A (en) * 1977-05-25 1978-12-16 Takenaka Komuten Co Solidification method* solidifying agent and additive aid for wastes
US4142912A (en) * 1977-07-25 1979-03-06 Union Oil Company Of California Landfill material
US4668124A (en) * 1985-04-22 1987-05-26 Engelhard Corporation Disposal of material containing vanadium as landfill
JPH066177B2 (ja) * 1987-01-13 1994-01-26 大豊産業株式会社 産業廃棄物を利用した液状有機ハロゲン化物の固定化処理剤、同固定化処理方法及び同燃焼処理方法
US4822496A (en) * 1988-08-18 1989-04-18 Degussa Aktiengesellschaft Process for the treatment of effluent containing cyanide and toxic metals, using hydrogen peroxide and trimercaptotriazine
NL9002335A (nl) * 1990-10-25 1992-05-18 Pelt & Hooykaas In een matrix ingebedde, niet uitloogbare organische verbindingen.

Also Published As

Publication number Publication date
US5347077A (en) 1994-09-13
CA2079507C (en) 2005-06-14
EP0535758A1 (en) 1993-04-07
HUT65905A (en) 1994-07-28
DE69216034T2 (de) 1997-06-19
EP0535758B1 (en) 1996-12-18
HU212614B (en) 1996-09-30
DE69216034D1 (de) 1997-01-30
CA2079507A1 (en) 1993-04-02
CZ300892A3 (en) 1993-04-14
HU9203131D0 (en) 1993-03-01
ATE146370T1 (de) 1997-01-15
SK300892A3 (en) 1995-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL9101656A (nl) Fixeermiddel voor giftig afval en werkwijze ter bereiding en toepassing daarvan.
US5430235A (en) Fixant for mixed organic and inorganic contaminated materials and method for using same
Conner et al. A critical review of stabilization/solidification technology
Minocha et al. Effect of organic materials on the solidification of heavy metal sludge
Lombardi et al. Mechanical and leaching properties of cement solidified hospital solid waste incinerator fly ash
Qiao et al. Use of flue gas desulphurisation (FGD) waste and rejected fly ash in waste stabilization/solidification systems
JPH04503620A (ja) 危険な廃棄物の処理法
Sollars et al. Cement‐based stabilization of wastes: practical and theoretical considerations
BE900896A (nl) Werkwijze voor het konsolideren van afvalslib.
Shin et al. Cement based stabilization/solidification of organic contaminated hazardous wastes using Na‐bentonite and silica‐fume
NL9400292A (nl) Werkwijze voor het immobiliseren van milieuschadelijke organische en anorganische verbindingen.
Shi et al. General guidelines for S/S of wastes
NL9201674A (nl) Werkwijze voor het inactiveren van organische verontreinigingen in afvalmateriaal.
Tita et al. Treatment of Acid Tars by Encapsulation to Reduce the Effects of Pollution on the Environment
Azmi et al. Remediation of zinc contaminated soils by stabilization/solidification technique
Ilic et al. Solidification/stabilization technologies for the prevention of surface and ground water pollution from hazardous wastes
Grasso Solidification/stabilization
Thorpe The assessment of cementitious additives used for the stabilisation/solidification of dredged harbour sediments.
Hills et al. Investigating waste/binder interactions by neural network analysis
McFarland Immobilisation of hazardous wastes
Gering et al. Results from five years of treatability studies using hydraulic binders to stabilize low-level mixed waste at the INEL
Randall et al. USEPA’s Research Program on Remediation and Containment of Arsenic and Mercury in Soils, Industrial Wastes, and Groundwater
Marjanović et al. Selection the stabilization/solidification process and selection the binders and reagents depending on the type of waste material in the function of environmental protection
Hessling et al. Onsite Engineering Report for Solidification/Stabilization Treatment Testing of Contaminated Soils
Pancoski Stabilization of petroleum sludge

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed