NL9200322A - Adsorbent, afdichtlaag en het gebruik van het adsorbent voor het immobiliseren van zware metalen. - Google Patents

Adsorbent, afdichtlaag en het gebruik van het adsorbent voor het immobiliseren van zware metalen. Download PDF

Info

Publication number
NL9200322A
NL9200322A NL9200322A NL9200322A NL9200322A NL 9200322 A NL9200322 A NL 9200322A NL 9200322 A NL9200322 A NL 9200322A NL 9200322 A NL9200322 A NL 9200322A NL 9200322 A NL9200322 A NL 9200322A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
adsorbent
smectite
aluminum
adsorbent according
heavy metals
Prior art date
Application number
NL9200322A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Agriton Van Den Ham & Co
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 Agriton Van Den Ham & Co filed Critical Agriton Van Den Ham & Co
Priority to NL9200322A priority Critical patent/NL9200322A/nl
Priority to AU37690/93A priority patent/AU3769093A/en
Priority to PCT/NL1993/000036 priority patent/WO1993016797A1/en
Publication of NL9200322A publication Critical patent/NL9200322A/nl

Links

Classifications

    • 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/12Naturally occurring clays or bleaching earth
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B09B3/00Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • B09B3/10Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless involving an adsorption step

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Description

Adsorbent. afdichtlaag, en gebruik van het adsorbent voor het immobiliseren van zware metalen
De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een adsorbent dat grote hoeveelheden zware metalen bindt op een wijze die onafhankelijk is van de aanwezigheid van hoge concentraties van andere ionen. Met dit adsorbent is het mogelijk in hoofdzaak irreversibel zware metalen in de vorm van ionen, te binden.
Dit adsorbent kan voor een groot aantal verschillende toepassingen worden gebruikt. Een eerste toepassing omvat het voorkomen van emissie van zware metaal-ionen vanuit grote compartimenten, zoals vuilstortplaatsen en autokerkhoven. Een tweede toepassing heeft betrekking op het verwijderen van zware metaal-ionen uit water, waarbij de zware metaal-ionen worden geconcentreerd in het relatief kleine adsorbentvolume. Een andere toepassing van het adsorbent heeft betrekking op het toevoegen van het adsorbent aan met zware metaal-ionen verontreinigde grond, waardoor de zware metaal-ionen worden gebonden door het adsorbent en in hoofdzaak niet meer beschikbaar zijn voor opname door plant en dier. Aldus wordt in principe de grond gesaneerd en kan deze weer beter beschikbaar worden gesteld voor land- en tuinbouw, recreatieve en bouwdoeleinden.
Het adsorbent volgens de uitvinding voor het immobiliseren van zware metalen in de vorm van hun ionen, wordt gekenmerkt doordat het bevat een complex van smectiet, aluminium hydroxide, en fosfaat. Dit complex kan grote hoeveelheden zware metaal-ionen binden op een wijze die onafhankelijk is van de aanwezigheid van aanmerkelijk hogere concentraties van andere ionen, zoals calcium-, kalium-, magnesium-, chloor-, nitraat-, sulfaat-ionen. Indien fosfaat in het complex ontbreekt worden zware metaal-ionen gebonden, maar tijdens dit bindingsproces wijzigen de eigenschappen van het adsorbent zich zodanig, dat een verdere binding van zware metaal-ionen sterk wordt geremd. Door de aanwezigheid van fosfaat in het complex wordt deze .remmende werking verminderd.
In het complex kunnen smeetiet, aluminium hydroxide en fosfaat in onderling wisselende verhoudingen aanwezig zijn, één en ander is onder andere afhankelijk van de sterkte en de beoogde bindingscapaciteit van het complex. In het algemeen bedraagt de verhouding smectiet tot aluminium hydroxide (als aluminium) 1-6 mol. Deze verhouding bedraagt bij voorkeur 2-4 mol aluminium per kg smectiet. In het algemeen bedraagt de molaire verhouding van fosfaat tot aluminium 0,1 tot 1.
Bij voorkeur echter bedraagt deze molaire verhouding 0,2-0,8.
Het smectiet omvat een groep kleimineralen. Tot deze groep kleimineralen behoren onder andere montmorilloniet, beidelliet, nontroniet, saponiet, sauconiet, en hectoriet.
Het zijn zwellende kleimineralen die relatief grote hoeveelheden waterige of organische vloeistof kunnen opnemen tussen lagen smectietdeeltjes. Een optimale werking van het complex wordt verkregen indien het smectiet een homoione alkali- of aardalkalimetaal-smectiet is, zoals natrium-smectiet en calcium-smectiet. Als voorkeurssmectiet wordt gebruik gemaakt van een homoione montmorillonietklei.
Indien het adsorbent voornamelijk wordt toegepast voor het immobiliseren van relatief grote hoeveelheden waterige vloeistof aanwezige zware metaal-ionen, bevat het adsorbent volgens de uitvinding een mengsel van het complex van smectiet, aluminium hydroxide en fosfaat, en verder een filterhulpmiddel. De relatieve hoeveelheden van het complex en het filterhulpmiddel worden gekozen afhankelijk van de gewenste fysische eigenschappen, zoals stabiliteit en filtreerbaarheid van het filter waarin het adsorbent wordt toegepast. Als filterhulpmiddel kunnen worden gebruikt vezelachtige materialen, zoals minerale wol, en/of deeltjesachtige materialen, zoals zand.
Een andere toepassing van het adsorbent volgens de uitvinding is het gebruik van het adsorbent in een afdicht-laag. Een afdichtlaag wordt gebruikt bij opslagplaatsen, zoals vuilstortplaatsen en autokerkhoven, teneinde de verspreiding van zware metaal-ionen vanuit de opslagplaatsen met percolerend regenwater te kunnen beperken. Een afdicht- laag bevat een mengsel van zand en klei, welk mengsel in principe het watertransport door de afdichtlaag heen kan verhinderen. Echter, diffusietransport wordt door de afdichtlaag niet verhinderd. Derhalve zullen in de loop van de tijd de zware metaal-ionen door de afdichtlaag heen vanuit de opslagplaats weglekken. Door als afdichtlaag volgens de uitvinding gebruik te maken van een mengsel van het adsorbent volgens de uitvinding, en verder zand en klei, ontstaat een afdichtlaag waarmee de diffusie van zware metaal-ionen door de afdichtlaag heen nagenoeg volledig verhinderd wordt. Bovendien wordt het voordeel bereikt, dat indien door uitdroging breuk in de afdichtlaag optreedt, het adsorbent zware metaal-ionen zal immobiliseren vanuit de vloeistof die langs de breuk door de afdichtlaag heen treedt. Bij voorkeur bevat het voor de afdichtlaag te gebruiken mengsel het adsorbent volgens de uitvinding, zand en klei in een gewichtsverhouding van 0,5-5:5-10:0,2-5. Meer bij voorkeur bedraagt deze gewichtsverhouding 1-3:6-8:0,5-2.
Een andere toepassing van het adsorbent volgens de uitvinding is het saneren van met zware metaal-ionen verontreinigde grond. Deze sanering kan in situ plaatsvinden. Dit houdt in, dat het adsorbent volgens de uitvinding wordt vermengd met de vervuilde grond, waarna de daarin aanwezige zware metaal-ionen worden geïmmobiliseerd in het adsorbent en niet meer beschikbaar zijn voor op en in de grond aanwezige planten en dieren. Aldus is de bio-beschikbaarheid van de aanwezige zware metaal-ionen enorm verminderd, waardoor in principe de grond is gesaneerd.
Aan de hand van een aantal uitvoeringsvoorbeelden zal het adsorbent voor het immobiliseren van zware metaal-ionen, zoals van de zware metalen lood, kwik, cadmium, nikkel, zink, koper en chroom, en de toepassing daarvan verder verduidelijkt worden, zonder dat de uitvinding daartoe beperkt is.
Voorbeeld 1; bereiding van het complex van het adsorbent volgons de uitvinding
Natrium-montmorillonietklei wordt gemengd met een waterige oplossing van aluminiumchloride of aluminiumnitraat. De hoeveelheid aluminiumzout is zodanig, dat de verhouding aluminium/natrium-montmorilloniet varieert tussen 2-4 mol aluminium per kg natrium-montmorilloniet. Met behulp van een base, zoals natrium hydroxide en kalium oxide, wordt de pH verhoogd tot een pH > 5, bij voorkeur een pH binnen het gebied pH 6-7.
Vervolgens wordt fosfaat in de vorm van natrium di-waterstoffosfaat/natrium mono waterstoffosfaat, in een zodanige hoeveelheid dat de molaire verhouding fosfaat tot aluminium 0,5 bedraagt. De suspensie wordt aan de lucht gedroogd bij een temperatuur die bij voorkeur niet hoger is dan 40°C.
Vervolgens werd de binding van de zware metaal-ionen van cadmium, lood, zink en koper voor het adsorbent onderzocht. Vanuit een evenwichtsoplossing van 1 mM van de respectieve zware metaal-ionen en bij een zeer hoge zout-concentratie (0,01 molair Ca(N03)2) bedroeg de binding 0,05 mol cadmium, 0,1 mol lood, 0,3 mol zink en 0,4 mol koper per kg adsorbent.
Bovendien werd de adsorptie van zink-ionen aan het adsorbent A volgens de uitvinding vergeleken met de adsorptie aan een adsorbent B dat geen fosfaat bevat.
Al_fosfaat fpmol^ Zn
Adsorbent A
(volgens uitvinding) 1400 400 200
Adsorbent B
(niet volgens uitvinding) 1400 0 200
Adsorbent A immobiliseerde 82% en adsorbent B immobiliseerde 74% van de in het systeem aanwezige zink-ionen .
Voorbeeld,2
Een afdichtlaag ter voorkoming van de emissie van zware metaal-ionen vanuit een vuilstort werd bereid door het mengen van het adsorbent dat is bereid in voorbeeld 1, met zand en natrium-montmorilloniet. De verhouding adsorbent:zand:klei bedroeg 2:7:1. Deze afdichtlaag voorkwam adequaat emissie van zware metaal-ionen door enerzijds convectie-flux en anderzijds diffusie.
yo.Qrbeêld _a
Vervuilde grond bevatte 500 ppm koper (0,5 kg koper per ton grond). 35-50 kg adsorbent, dat is bereid in voorbeeld 1, werd gemengd met de grond (pH 5-6). Bij een koperconcentratie van 10'6 mol kan minimaal 10-15 gram koper geïmmobiliseerd worden. De verontreiniging in de vorm van koper is aldus geïmmobiliseerd en niet meer beschikbaar voor plant en dier die op en in de grond groeien. Deze wijze van saneren is zeer economisch.

Claims (11)

1. Adsorbent voor het immobiliseren van zware metalen, bevattende een complex van smectiet, aluminium hydroxide en fosfaat.
2. Adsorbent volgens conclusie 1, waarin de verhouding smectiet tot aluminium hydroxide (als aluminium) 1-6 mol, bij voorkeur 2-4 mol aluminium per kg smectiet bedraagt.
3. Adsorbent volgens conclusie 1 of 2, waarin de molaire verhouding van fosfaat tot aluminium 0,1 tot 1, bij voorkeur 0,2 tot 0,8 bedraagt.
4. Adsorbent volgens conclusie 1-3, waarin het smectiet een homoione alkali- of aardalkalimetaal-smectiet is.
5. Adsorbent volgens conclusie 1-4, waarin het smectiet een montmorillonietklei is.
6. Adsorbent volgens conclusie 1-5, bevattende een mengsel van het complex en een filterhulpmiddel.
7. Adsorbent volgens conclusie 6, waarin het filterhulpmiddel omvat vezelachtig materiaal, zoals minerale wol, en/of deeltjesvormig materiaal, zoals zand.
8. Afdichtlaag, bevattende een mengsel van een adsorbent volgens conclusie 1-5, zand en klei.
9. Afdiehtlaag volgens conclusie 8, waarin het mengsel bevat adsorbent, zand en klei in een gewichtsverhouding 0,5-5:5-10:0,2-5.
10. Afdiehtlaag volgens conclusie 9, waarin de gewichtsverhouding 1-3:6-8:0,5-2 bedraagt.
11. Het gebruik van het adsorbent volgens conclusie 1-5 voor het saneren van met zware metalen vervuilde grond.
NL9200322A 1992-02-20 1992-02-20 Adsorbent, afdichtlaag en het gebruik van het adsorbent voor het immobiliseren van zware metalen. NL9200322A (nl)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9200322A NL9200322A (nl) 1992-02-20 1992-02-20 Adsorbent, afdichtlaag en het gebruik van het adsorbent voor het immobiliseren van zware metalen.
AU37690/93A AU3769093A (en) 1992-02-20 1993-02-18 Adsorbent, sealing layer and use of the adsorbent for immobilising heavy metals
PCT/NL1993/000036 WO1993016797A1 (en) 1992-02-20 1993-02-18 Adsorbent, sealing layer and use of the adsorbent for immobilising heavy metals

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9200322A NL9200322A (nl) 1992-02-20 1992-02-20 Adsorbent, afdichtlaag en het gebruik van het adsorbent voor het immobiliseren van zware metalen.
NL9200322 1992-02-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL9200322A true NL9200322A (nl) 1993-09-16

Family

ID=19860468

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL9200322A NL9200322A (nl) 1992-02-20 1992-02-20 Adsorbent, afdichtlaag en het gebruik van het adsorbent voor het immobiliseren van zware metalen.

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU3769093A (nl)
NL (1) NL9200322A (nl)
WO (1) WO1993016797A1 (nl)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115301713A (zh) * 2022-08-09 2022-11-08 北京建工环境修复股份有限公司 一种钡渣无害化处理方法及其复合物

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5527982A (en) * 1990-03-16 1996-06-18 Sevenson Environmental Services, Inc. Fixation and stabilization of metals in contaminated materials
CH682810A5 (de) * 1992-09-04 1993-11-30 Industrieorientierte Forsch Verfahren zur Immobilisierung von organischen und anorganischen Schadstoffen in einem kontaminierten Bodenmaterial einer Sanierungsfläche.
CA2223480A1 (en) * 1995-07-05 1997-01-23 Kanegafuchi Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Wastes disposing material and method for disposing of wastes
US5667694A (en) * 1995-08-28 1997-09-16 Rheox, Inc. Process for the removal of heavy metals from aqueous systems using organoclays
BE1011691A4 (nl) 1997-12-31 1999-12-07 Boodt Marcel De Samenstelling van adsorbent.
GB9908632D0 (en) * 1999-04-15 1999-06-09 Upperforce Limited Treatment of polluted or contaminated substrates
JP6438888B2 (ja) * 2013-10-28 2018-12-19 吉野石膏株式会社 特定有害物質の不溶化材及びこれを用いた特定有害物質の不溶化方法
CN103639194B (zh) * 2013-12-26 2015-09-30 江苏盖亚环境工程有限公司 一种利用钠基膨润土修复汞污染土壤的方法
CN109122143B (zh) * 2018-09-14 2021-02-05 国家地质实验测试中心 一种根系微地球化学障技术修复重金属污染抛秧种植水稻田的工艺

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2568244B1 (fr) * 1984-07-26 1992-01-10 Soletanche Coulis special d'etancheite et son utilisation pour le stockage de dechets contenant des cations metalliques
ATE92448T1 (de) * 1987-10-21 1993-08-15 Foerster Fritz Anorganisches unloesliches industrielles rohmaterial aus abfaellen, verfahren zu seiner herstellung und seine anwendung.
EP0338438A1 (de) * 1988-04-16 1989-10-25 CPM Ceramic Patent Management, Inc. Verfahren zur Behandlung bzw. Aufbereitung von Ton oder tonigen Massen, Verfahren zum Entsorgen von Schadstoffen mittels Ton oder tonigen Massen, und Deponieabdichtung bzw. -auskleidung mittels Ton oder tonigen Massen

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115301713A (zh) * 2022-08-09 2022-11-08 北京建工环境修复股份有限公司 一种钡渣无害化处理方法及其复合物

Also Published As

Publication number Publication date
WO1993016797A1 (en) 1993-09-02
AU3769093A (en) 1993-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Petrović et al. Interactive sorption of metal ions and humic acids onto mineral particles
Mabagala On the tropical soils; The influence of organic matter (OM) on phosphate bioavailability
Singh et al. Characterization of aqueous lead removal by phosphatic clay: equilibrium and kinetic studies
Grubb et al. Phosphate immobilization using an acidic type F fly ash
Bolan et al. Ionic strength effects on surface charge and adsorption of phosphate and sulphate by soils
Soon Solubility and sorption of cadmium in soils amended with sewage sludge
NL9200322A (nl) Adsorbent, afdichtlaag en het gebruik van het adsorbent voor het immobiliseren van zware metalen.
Mehadi et al. Phosphate adsorption by two highly‐weathered soils
KR101720958B1 (ko) 토양 개량제 및 그 제조방법
Schlüter Sorption of inorganic mercury and monomethyl mercury in an iron–humus podzol soil of southern Norway studied by batch experiments
Turner et al. Adsorption of cadmium to iron and manganese oxides during estuarine mixing
Lazaar et al. Production of silica gel from Tunisian sands and its adsorptive properties
Zhang et al. Co-transport of dissolved organic matter and heavy metals in soils induced by excessive phosphorus applications
Day et al. Influence of natural organic matter on the sorption of biocides onto goethite, II. Glyphosate
Wu et al. Impact of humic acids on phosphorus retention and transport
White et al. Removal and reuse of phosphorus from plant nursery irrigation return water with reclaimed iron oxides
Helios-Rybicka Sorption of Ni, Zn and Cd on sepiolite
IL31860A (en) Aquatic pesticidal compositions comprising a toxicant and an inert carrier therefor
Sakurai et al. Influence of potassium chloride on desorption of cadmium sorbed on hydroxyaluminosilicate-montmorillonite complex
Wang et al. The influence of surface incorporated lime and gypsiferous by-products on surface and subsurface soil acidity. I. Soil solution chemistry
Henmi et al. Removal of phosphorus by poorly ordered clays as influenced by heating and grinding
Sekhon et al. Competitive effect of organic anions on phosphorus attenuation capacity of acid mine drainage floc
Wang et al. Influence of selected cation and anion species on the adsorption of mercury (II) by montmorillonite
Murrmann et al. Role of soil chemical processes in reclamation of wastewater applied to land
RAY et al. Adsorption of surfactant on clays

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BC A request for examination has been filed
BV The patent application has lapsed