NL9201908A - Werkwijze voor het verwijderen van zware metalen uit met dergelijke metalen verontreinigde materialen. - Google Patents

Description

Werkwi.ize voor het verwijderen van zware metalen uit met dergeliike metalen verontreinigde materialen.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het verwijderen van zware metalen uit met dergelijke metalen verontreinigde materialen, in het bijzonder kwik uit met kwik verontreinigde grond.

Zoals bekend levert het verwijderen van in het bijzonder kwik uit kwikhoudend afvalmateriaal grote milieutechnische problemen op. In dit verband wordt vooral gewezen op het probleem van met kwik verontreinigde grond, dat zich op grote schaal wereldwijd voordoet. Deze kwikhoudende grond kan niet op milieuhygiënisch aanvaardbare wijze worden gestort aangezien door uitloging van (on)oplosbare kwikverbindingen en de mobili-teit/diffusie en dampspanning van in metallische vorm voorkomend kwik de MAK-waarden (Maximaal Aanvaarde Concentratie) veelal worden overschreden.

In verband met de bovenstaande problematiek heeft de Nederlandse overheid een onderzoek laten verrichten naar de verwerkingsmogelijkheden van kwikhoudend afval. De resultaten van dit onderzoek zijn in het in februari 1992 gepubliceerde rapport nr. 1992/3 net als titel "Perspektie-ven Centrale Verwerkingsinrichting Kwikhoudende Reststoffen" samengevat. Meer in het bijzonder wordt in dit rapport een opsomming van de gangbare en in ontwikkeling zijnde methoden ter verwerking van kwikhoudende afval-c.q. reststoffen vermeld. Enige voorbeelden voor deze methoden worden onderstaand aangegeven.

1) Voor de behandeling van met kwik besmette filters en kwikhoudend slib kan een verbrandingsproces (hoge temperatuuroxidatie) worden toegepast. Bij deze behandeling wordt het normaliter in dergelijke filters en slib aanwezige organische materiaal geëlimineerd. Op grond van de toegepaste hoge temperatuur worden alle kwikvormen (metallisch, zoutvorm e.d.) uit de reststoffen verdreven en gaan over in de geoxydeerde vorm, waarna het verkregen kwikoxyde door omzetting in kwiksulfide of absorptie aan aktieve kool uit de rookgassen kan worden gewonnen. Behalve de besmetting van de gebruikte apparatuur met kwik bezit deze methode het nadeel, dat deze in energetisch opzicht, zeker gezien de enorme hoeveelheden met kwik verontreinigde grond, enigszins te wensen overlaat.

2) Bij de "Immobilisatie-methode" wordt het kwikafval in een matrix van uithardende stoffen, zoals beton, opgenomen en vastgelegd. Daar het kwik normaliter in metallische vorm, welk type kwik een geringe reaktiviteit bezit, in de matrix wordt ingebouwd, zijn de huidige accep-tatie-normen met betrekking tot de kwikconcentratie in de matrix gering en bedragen normaliter maximaal 100 ppm. Het op een dergelijke wijze in een matrix opgenomen kwikafval wordt vervolgens naar een stortplaats vervoerd.

3) Volgens het vacuum-destillatieproces wordt kwikhoudend afval in een vacuümkamer gebracht en vervolgens op hoge temperatuur verhit. Onder deze omstandigheden verdampt het kwik en wordt door een stikstof-stroom meegevoerd naar eventueel een naverbranderkamer, waarin mogelijkerwijs meegenomen organische deeltjes worden verbrand. Vervolgens wordt het verkregen kwikhoudende gas gekoeld, waarbij het kwik condenseert. Gezien de benodigde hoge temperatuur en de sterk verlaagde druk resp. het discontinue karakter van de verwerking wordt deze methode als omslachtig en kostbaar ervaren.

4) De "spoelmethode" voor met zware metalen, zoals met kwik verontreinigde grond, betreft veelal een optelsom van een aantal fysische technieken zoals flotatie, sedimentatie, hydrocyclonage en opstroomschei-ding. Deze methode bezit echter het nadeel, dat er altijd een deel van de behandelde grond als kwikhoudend concentraat in slurryvorm achterblijft, wat tot weer nieuwe verwerkingsproblemen aanleiding geeft en daarenboven het kwikgehalte in de gereinigde grond niet tot een gewenst lage waarde is teruggebracht. Bovendien wordt bij deze methode de gehele grondverwer-kingsinstallatie met kwik besmet, waardoor de installatie - na gebruik -niet of nauwelijks kan worden gereinigd.

5) Bij de pyrometallurgische verwerking van kwikhoudend afval wordt een speciale oven toegepast, waarbij uit de afgassen na toepassing van een condensatie het betreffende metaal kan worden gewonnen.

6) Voorts wordt in het bovenvermelde rapport het "sulfide-proces" vermeld, waarbij in oplossing gebracht kwik door sulfidering als onoplosbaar kwiksulfide wordt neergeslagen. Derhalve omvat deze methode een voortrap aangaande het in oplossing brengen van het kwik, wat normaliter in metallische vorm voorkomt. Het bij dit proces verkregen kwiksulfide, dat nauwelijke een mate van mobiliteit of uitloging alsook een uitermate geringe dampspanning bezit, kan op veilige wijze worden afgevoerd. Echter komt op deze wijze kwik in geïmmobiliseerde wijze in het milieu terecht en gaat derhalve voor verdere opwerking verloren.

In verband met het bovenstaande wordt volledigheidshalve gewezen op het in 1969 gepubliceerde Amerikaanse octrooischrift 3*^76.552, waarin eveneens een methode voor het winnen van kwik uit kwikhoudende materialen wordt beschreven. Meer in concreto heeft dit Amerikaanse octrooischrift betrekking op het winnen van kwik uit ertsen (zie de voorbeelden), waarbij het in een waterige suspensie gebrachte erts gedurende vele uren met een op een pH van 4,5~9.5 gehandhaafde waterige hypochlorietoplossing wordt behandeld. Het daarbij in oplossing gegane kwik wordt vervolgens bij voorkeur door adsorbtie aan aktieve kool gewonnen. Echter is de in dit Amerikaanse octrooischrift 3-^76.552 beschreven methode niet optimaal gebleken bij het oplossen van de aan bijvoorbeeld met (metallisch) kwik verontreinigde grond gerelateerde reinigingsproblematiek. Meer in het bijzonder maken twee nadelen de laatstbeschreven methode niet effektief in milieutechnologisch opzicht, hetgeen onderstaand aan de hand van een vergelijkingsvoorbeeld (Voorbeeld I) nader wordt toegelicht. Het eerste nadeel is gebaseerd op het feit, dat het kwik weliswaar in een zeer korte tijd van enkele minuten in een matige tot redelijke opbrengst wordt uitgeloogd, maar dat na deze korte tijd het resterende kwik niet meer verder wordt uitgeloogd en het uitgeloogde kwik in sommige gevallen zelfs weer aan de grond wordt gereabsorbeerd. De toepassing van hoge molariteiten aan hypochloriet geeft ongewenste nevenreakties zoals decompositie van de grond, verhoogde ontsnapping van chloorgas, te hoge reagensconsumptie en bovenal geen verbeterde kwikextraktie-efficiëntie. Het tweede nadeel is gerelateerd aan het veelal in de grond aanwezige reaktieve materiaal, zoals b.v. organisch materiaal, wat - door onderlinge reaktie - de ingebrachte hoeveelheid hypochloriet reduceert. Bovendien bezit dit reaktieve materiaal een grote capaciteit voor het readsorberen van het uitgeloogde kwik, wat tot een afname van de kwikextraktie-efficiëntie leidt.

Tenslotte wordt nog gewezen op het artikel van Beszeditts, getiteld "Mercury removal from effluents and waste waters" in de publikatie "The Biogeochemistry of mercury in the environment, edited by J.O. Nriagu, 1979". waarin deze de stand der techniek als volgt samenvatte: "Hypochlorite, chlorine and electrolytic oxidation were tried. Results obtained for the treatment of brine sludges with hypochlorite are depicted in Table 11.30. However, none of the Chemical techniques was found satisfactory."

Gevonden werd, dat het bovengeschetste probleem, in het bijzonder het verwijderen van kwik uit met kwik verontreinigde grond, op relatief eenvoudige en op zeer effektieve wijze (verwijderingsrendement soms meer dan $8%) kan worden opgelost wanneer men het' verontreinigde materiaal in waterig milieu met continu door elektro-oxidatie uit anorganisch chloridezout gegenereerde oxiderende chloorverbindingen, in hoofdzaak hypochloriet, behandelt en men het daarbij als Hg(II)chloride opgeloste kwik wint.

Van de volgens de uitvinding te behandelen, met zware metalen verontreinigde materialen wordt als eerste voorbeeld met kwik verontreinigde grond genoemd. Deze grond kan zowel licht als zwaar met kwik verontreinigd zijn (b.v. 50-2500 ppm Hg). Na de behandeling volgens de uitvinding wordt nagenoeg volledig van kwik ontdane grond verkregen, welke in principe kan worden hergebruikt voor hetzelfde gebruiksdoel als daarvoor, aangezien enerzijds de uitloging niet gebaseerd is op gebruik van schadelijke chemicaliën die door de grond geadsorbeerd worden en anderzijds de bovengeschetste nadelen van de bekende werkwijzen, zoals decompositie van de grond, readsorptie van het uitgeloogde kwik en uitputting van oxiderende species in de uitloogvloeistof van de te reinigen grond niet of nauwelijks optreden.

Meer in het bijzonder gelden voor het hergebruik van de grond als maatstaven de geringe aantasting van voor het proces meest gevoelige componenten: decompositie van silicaten (troebele loog en waswater) en destruktie van organische koolstof (chemische analyse). Gebleken is, dat deze aantasting slechts in zeer beperkte mate optrad.

Het volgens de uitvinding uit te logen kwik kan in velerlei verschijningsvormen voorkomen, zoals in organisch gebonden vorm, in anorganisch gebonden vorm en in het bijzonder in metallische vorm.

Behalve met kwik verontreinigde grond kunnen ook andere kwikhouden-de materialen zoals met kwik verontreinigde betonvloeren, sloopafval, grondwater, alsook zelfs met kwik verontreinigde voorwerpen zoals rubberen handschoenen e.d., aan de behandeling volgens de uitvinding worden onderworpen, opdat nagenoeg volledig van kwik ontdane materialen worden verkregen.

Naast met kwik verontreinigde materialen kunnen ook met andere zware metalen verontreinigde materialen, zoals bijvoorbeeld met arseen, antimoon, chroom, cadmium, koper, lood, tin, zeldzame aardmetalen enz. en zelfs met cyaniden of andere oxideerbare (organische) componenten verontreinigde restprodukten overeenkomstig de werkwijze volgens de uitvinding worden behandeld. Echter is - gezien de grootte van het milieuprobleem -de uitvinding in de eerste plaats gericht op het verwijderen van kwik uit met kwik verontreinigde materialen, in het bijzonder uit met kwik verontreinigde grond.

De werkwijze volgens de uitvinding kan worden uitgevoerd door het met zware metalen verontreinigde materiaal zoals met kwik verontreinigde grond in water te suspenderen. Met voordeel wordt de suspensie tijdens de extraktie geroerd. De met kwik verontreinigde grond wordt met voordeel met een liquid/solid-faktor (L/S-faktor) van 1-50 in water gesuspendeerd, waarbij in de L/S-faktor L het aantal liter water en S het aantal kg grond voorstellen. Bij voorkeur wordt een L/S-faktor van 2-20 toegepast.

Zoals bovenstaand vermeld worden de oxiderende chloorverbindingen door elektro-oxidatie van een anorganische chloride zoals KC1, LiCl, CaCl2 e.d. en in het bijzonder NaCl als oplossing in water gegenereerd. Hierbij worden naast chloor en C102-ionen, in hoofdzaak hypochloriet (CIO') gevormd. Meer in het bijzonder vindt er bij deze elektro-oxidatie aan de anode een reductie van water plaats tot H2 en hydroxylionen en aan de kathode een oxidatie van chloride-ionen tot Cl2 dat zich in water oplost en met de hydroxylionen hypochloriet vormt. Deze continue (re)generatie van hypochloriet zorgt ervoor dat het hypochloriet voortdurend beschikbaar is voor de oxidatie van water en kwik. Daarbij vindt tijdens de uitloging van de grond tevens reductie aan de kathode plaats van een deel van het opgeloste kwik(II)chloride tot metallisch kwik. Als elektroden kunnen de algemeen bekende elektroden van grafiet, titaan, platina e.d. worden toegepast. Tijdens de uitloogreaktie van kwik uit met kwik verontreinigde grond dient de spanning over de elektroden op een waarde boven de reduktiepotentiaal van Hg(II) in Hg(I) resp. Hg(0), t.w. 854 mV, en bij voorkeur boven 950 “V te worden gehandhaafd. De bij de werkwijze volgens de uitvinding toegepaste anode-stroomdichtheid kan binnen wijde grenzen variëren en bedraagt bijvoorbeeld 10-750 mA/cm2 en bij voorkeur 50-250 mA/cm2.

Met betrekking tot de in de elektro-oxidatiecel aanwezige anorganische chlorideoplossing wordt naar voren gebracht, dat de chloride-concentratie ervan binnen wijde grenzen kan variëren, maar normaliter 5-25 gew.%, met voordeel 3-11 gew.% bedraagt.

De elektro-oxidatie van het anorganische chloride in oplossing vindt bij voorkeur direkt in het waterige milieu, dat het verontreinigde materiaal bevat, plaats.

Een aanduiding van de bij de werkwijze volgens de uitvinding benodigde tijd kan niet precies gegeven worden, daar de consumptie van hypochloriet enigermate afhankelijk is van de hoeveelheid organisch materiaal in de te behandelen grond. De werkwijze volgens de uitvinding heeft namelijk het voordeel dat zowel organisch materiaal rijke gronden, b.v. met 0,5-10 gew.% organisch materiaal (berekend als organische koolstof) als organisch materiaal arme gronden, b.v. met 0,1-0,5 gew.X organisch materiaal (berekend als organische koolstof) als uitgangsmaterialen kunnen worden toegepast. Organisch materiaal-rijke gronden verbruiken meer hypochloriet dan organisch materiaal arme gronden. Dit komt omdat de adsorberende werking van organisch materiaal teniet moet worden gedaan door passivatie van de reducerende eigenschappen ervan met behulp van het gegenereerde hypochloriet. Een hoge molariteit van continu gegenereerd hypochloriet, d.w.z. een hogere anode-stroomdichtheid, geeft een snellere uitloging van het als verontreiniging aanwezige metaal of metalen. Echter is een te hoge concentratie aan hypochloriet ongewenst, daar een dergelijke concentratie in ongewenste nevenreacties zoals overmatige oxidatie van organisch materiaal en verlies van hypochloriet door omzetting in b.v. Cl2 resulteert. Voorts is bij de extractie van metallisch kwik uit daarmee verontreinigde grond tevens de grootte van de kwikbolletjes van invloed op de extractietijd.

Voorts past men bij de werkwijze volgens de uitvinding normaliter een pH in het trajekt van 3“9·5 toe. Met voordeel heeft de pH echter een waarde van 5.5“8,5. aangezien bij een te lage pH zoals ρΗ<5·5 nevenreacties optreden, zoals het ontleden van eventueel eveneens in de grond aanwezige CaC03 en een verhoogde vorming van Cl2 wat minder efficiënt oxiderend is dan hypochloriet. Tevens zijn - gezien de decompositie van silicaatmineralen in de grond - te hoge pH-waarden ongewenst, aangezien deze in de vorming van silicagel in de uitloogvloeistof en in de vorming van minder oplosbare kwikvormen zoals hydroxydes resulteren.

De temperatuur, waarbij de werkwijze volgens de uitvinding kan worden uitgevoerd bedraagt normaliter 10-60°C maar ligt doorgaans rond 15-25°C (omgevingstemperatuur), daar te hoge temperaturen (>60eC) hypochloriet ontleden en het verhitten van bulkvolumina zoals grond kostbaar is.

Zoals bovenstaand vermeld, wordt bijvoorbeeld met kwik verontreinigde grond in waterig milieu overeenkomstig de uitvinding behandeld. Deze extractie van met kwik verontreinigde grond is voornamelijk gebaseerd op drie punten: (1) oxidatie en complexatie van kwik, onafhankelijk van vorm/herkomst/concentratie; (2) oxidatie van organisch gebonden kwik, gevolgd door punt (1); (3) passivatie van in de verontreinigde grond eventueel aanwezig organisch materiaal en derhalve preventie van readsorptie van kwik aan het reducerende organische materiaal.

Het bij de werkwijze volgens de uitvinding verkregen opgeloste kwik wordt in de vorm van opgeloste kwik(II)chloriden verkregen, waarbij de chlorideomringing 2, 3 of 4 is, dit afhankelijk van de concentratie aan vrije chloride-ionen in oplossing.

Met aan een deskundige algemeen bekende technieken zoals cycloneren van de geschoonde grond kan de extractievloeistof daarvan worden afgescheiden en vervolgens via algemeen bekende technieken in metallisch kwik (electrolyse), kwikmonochloride of precipitaat b.v. sulfide of hydroxyde worden omgezet.

De van kwik ontdane uitloogvloeistof kan met voordeel naar de reaktieruimte worden teruggeleid om in een volgende grondzuiveringsbewer-king te worden toegepast. Bij voorkeur wordt de uitloogvloeistof enige malen gerecycled om het kwikgehalte ervan te verhogen voordat het kwik uit de vloeistof wordt verwijderd.

LEGENDA

fig 1: deze figuur geeft de kwikuitloogefficiëntie in de tijd aan voor met kwik verontreinigde grond A met zowel een 0.01 M, een 0.05 M en een 0.1 M NaClO-oplossing bij een L/S van 2,33 en een pH 6; volgens het Amerikaanse octrooischrift 3.^76.552 fig.2: deze figuur geeft de kwikuitloogefficiëntie in de tijd aan voor met kwik verontreinigde grond B met zowel een 0.1 M als een 0.5 M NaClO-oplossing bij een L/S van 2,33 en een pH van 6; volgens het Amerikaanse octrooischrift 3.^76,552 fig 3: deze figuur geeft de kwikuitloogefficiëntie in de tijd aan voor met kwik verontreinigde grond C met een 0.1 M NaClO-oplossing; volgens het Amerikaanse octrooischrift 3.^76,552.

In de onderstaande Tabel A worden een aantal eigenschappen van de in de onderstaande voorbeelden I en II toegepaste, met kwik verontreinigde grondsoorten A, B en C.

De bepaling van het gehalte aan "organisch koolstof" vindt plaats volgens de IB-methode. Deze methode is gebaseerd op het oxideren van de in het organische materiaal aanwezige koolstof met een overmaat aan chro-maat, waarna het niet gereageerde chromaat wordt teruggetitreerd, zodat uit het verkregen resultaat het gehalte aan "organisch koolstof" kan worden berekend.

De uitvinding wordt aan de hand van de onderstaande voorbeelden nader toegelicht; deze voorbeelden dienen niet beperkend te worden uitgelegd.

Voorbeeld I (Vergeliikingsvoorbeeld)

Alle in dit voorbeeld uitgevoerde extracties met behulp van hypo-chloriet werden ladingsgewijs uitgevoerd. Hierbij werden 172 g van de bovenaangeduide gronden in water gesuspendeerd, waarna bij een pH van 6 en kamertemperatuur (25°C) onder roeren het voor het bereiken van de onderstaande molariteit (M) benodigde aantal ml van een geconcentreerde NaClO-oplossing (20 vol.# * 2 M NaClO-oplossing) werd toegevoegd onder verkrijging van 400 ml van een 30 gew.#'s suspensie (L/S = 2,33). Gedurende de eerste 3 uur van de extraktie werd de kwikuitloging regelmatig bepaald (zie Fig. 1, 2 en 3)· De extraktie werd na 12 uur beëindigd. Meer in het bijzonder werd grond A met zowel een 0.01 M, 0.05 M als een 0.1 M NaClO-oplossing behandeld, grond B met zowel een 0.1 M als een 0.5 M NaClO-oplossing en grond C met slechts een 0.1 M NaClO-oplossing. Bijvoorbeeld werden de bovenstaande proeven met 0.1 M NaClO-oplossing uitgevoerd met 172 g grond, 380 ml water en 20 ml 2 M NaClO-oplossing resulterend in 400 ml van een 0.1 M NaClO-oplossing resp. een 30 gew.#'s suspensie (L/S = 2,33)·

In de onderstaande Tabel B worden de resultaten van de extraktie met een 0.1 M NaClO-oplossing na 3 uur en na 12 uur van de drie bovenvermelde gronden A, B en C weergegeven.

Met betrekking tot de in Tabel B weergegeven parameter Eh wordt medegedeeld, dat Eh de elektrodepotentiaal van de suspensie voorstelt. Deze Eh wordt ten aanzien van een SHE (standaard hydrogen elektrode) in mV met een in de handel verkrijgbare Eh-meter gemeten.

Uit de in de Fig. 1-3 weergegeven krommen resp. de in Tabel B weergegeven resultaten van de 0.1 M NaClO-extraktie kan worden afgeleid, dat de ladingsgewijs uitgevoerde hypochloriettoevoegingsmethode volgens het Amerikaanse octrooischrift 3.^76.552, zeker wanneer er verontreinigde grond met een zeker gehalte aan organisch materiaal wordt toegepast, niet leidt tot een voldoende verwijderingsefficiëntie van het als verontreiniging aanwezige kwik. De toepassing van hogere hypochloriet-concentraties in de uitloogoplossing biedt voor de gevallen van verontreinigde, organisch materiaal bevattende gronden geen soulaas en leidt zelfs tot een averechts effekt (zie Fig.2).

Meer in het bijzonder laten de Fig. 1, 2 en 3 het fenomeen zien van een zeer snelle uitloging van metallisch kwik in de eerste minuten, waarna het uitlogingsproces nagenoeg stopt. Ondanks het geringe gehalte aan kwik en organisch reaktief materiaal in grond A trad ook bij dit type grond dit fenomeen op. De extraktie-efficiëntie voor het kwik was na 12 uren hetzelfde als na 10 minuten. Bij grond B en grond C \, welke een groter gehalte aan organisch reaktief materiaal bezitten, zijn de extraktieresultaten voor het kwik veel slechter. Na een uitloogtijd van 3 uren met 0.1 M NaCIO waren de extraktie-efficiënties slechts 50% (grond B) resp. &\% (grond C).

Grond B werd behalve met 0.1 M NaCIO ook geëxtraheerd met 0.5 M NaCIO, maar deze grotere molariteit van de hypochlorietoplossing leverde geen echt betere resultaten op.

Een uitloogtijd van 12 uren levert zelfs een daling van het extrak-tierendement tot 32X (grond B) resp. ^9% (grond C) op (zie Tabel B), wat naar alle waarschijnlijkheid te wijten is aan reabsorptie van uitgeloogd kwik aan het niet gepassiveerde organische materiaal in grond B en grond C. Zie in dit verband ook de in Tabel B vermelde Eh-waarden voor grond B en grond C, welke na een uitloogtijd van 12 uren tot beneden de redox-potentiaal van Hg(II) -* Hg van 854 mV zijn gedaald.

Voorbeeld II

In dit voorbeeld werden 215 g van de bovenvermelde grondmonsters A, B en C in 500 ml van een 10 gew.Ji's NaCl-oplossing als 30 gew./U's suspensie (L/S = 2,33) aan de werkwijze volgens de uitvinding onderworpen. Als elektroden werden chemisch inerte elektroden t.w. grafiet-elektroden toegepast. De aangelegde stroom bedroeg 2,5 A/kg grond met een anode-stroomdichtheid van 80 mA/cm2. Bij het aanbrengen van de spanning over de elektroden werd in de suspensie in hoofdzaak hypochloriet gegenereerd. Meer in het bijzonder reageerde het bij de anode gegenereerde chloor met de aan de kathode gegenereerde hydroxylionen tot hypo-chlorietionen. Behalve hypochlorietionen kunnen naast het chloor o.a. chlooroxiden (0C12) gevormd worden van een range van verschillende oplosbare anorganische zouten.

In de onderstaande Tabel C worden de extraktieresultaten van de elektro-oxidatie volgens de uitvinding bij een anode-stroomdichtheid van 80 mA/cm2 weergegeven.

Uit de in Tabel C weergegeven resultaten blijkt, dat met de werkwijze volgens de uitvinding zeer hoge kwikextrakties kunnen worden behaald, onafhankelijk van de grondsoort. Daar de oxidatieomstandigheden (reaktieomstandigheden) milder zijn dan bij direkte toepassing van NaClO-oplossingen (Amerikaans octrooischrift 3^76.552) duurt de extraktie van het kwik enigszins langer maar vindt zonder excessieve chloorvorming aan de anode en zonder destruktie van (organische) komponenten van de grond plaats. Meer in het bijzonder wordt het reaktieve (organische) materiaal van de grond gepassiveerd en worden er vrijwel geen silicaten ontbonden. De bij de bekende hypochloriet-extraktie (toepassing hypochlorietoplos-sing) optredende evenwichtssituatie is bij de werkwijze volgens de uit vinding niet aan de orde, aangezien de continue elektro-oxidatie voor een continue aanmaak van hypochloriet zorgdraagt. De snelheid, waarmee het kwik wordt uitgeloogd, is uiteraard gerelateerd aan de hoeveelheid gegenereerd hypochloriet (stroomdichtheid). Hierbij zorgt de elektro-oxidatie dat de uitloogvloeistof haar oxiderende eigenschappen behoudt, zodat er geen reabsorptie van uitgeloogd kwik aan de grond plaatsvindt.

Voorts kan uit Tabel C worden afgeleid, dat zeer fijn verdeeld kwik in zanderige grond, dat nauwelijks organisch materiaal bevat (grond A) sneller wordt uitgeloogd dan kwik uit grond met een groter gehalte aan organisch materiaal zoals de gronden B en C. Aangenomen wordt dat de oorzaak gezocht dient te worden in de hoeveelheid hypochloriet, welke voor de oxidatie resp. passivatie van het organische materiaal benodigd wordt en derhalve voor de uitloging van kwik verloren gaat.

Voorbeeld III

In dit voorbeeld wordt een grondmonster D behandeld dat als verontreinigingen metallisch kwik, organisch gebonden kwik, anorganische kwik-zouten alsook arseen bevat. Gegevens inzake dit grondmonster D worden in Tabel D vermeld.

Het uitloogproces vindt overeenkomstig de in Voorbeeld II beschreien elektro-oxidatie plaats. De met deze werkwijze verkregen resultaten :ijn in de onderstaande Tabel E opgenomen.

Uit de bovenstaande Tabel E blijkt, dat het met de werkwijze volgens de uitvinding mogelijk is het kwikgehalte van sterk met kwik verontreinigde grond tot een 2eer lage waarde te doen afnemen. Voorts wordt ook het arseen deels verwijderd.

Claims (18)

1. Werkwijze voor het verwijderen van zware metalen uit met dergelijke metalen verontreinigde materialen, in het bijzonder kwik uit met kwik verontreinigde grond, met het kenmerk dat men het verontreinigde materiaal in waterig milieu met continu door elektro-oxidatie uit anorganisch chloridezout gegenereerde oxiderende chloorverbindingen, in hoofdzaak hypochloriet behandelt en men het daarbij als Hg(II)chloride opgeloste kwik wint.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat men als verontreinigd materiaal met kwik verontreinigde grond toepast.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat men met kwik verontreinigde grond met een gehalte aan organisch materiaal van 0,5-10 gew.# berekend als organische koolstof toepast.

4. Werkwijze volgens een of meer der conclusie 1-3. met het kenmerk. dat men de pH van het waterige milieu op een waarde in het trajekt van 3“9.5 instelt.

5· Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat men de pH van het waterige milieu op een waarde in het trajekt van 5.5~8.5 instelt.

6. Werkwijze volgens een of meer der conclusies 2-5, met het kenmerk. dat men de met kwik verontreinigde grond met een L/S faktor in het trajekt van 1-50 toepast.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat men de met kwik verontreinigde grond met een L/S faktor in het trajekt van 2-20 toepast.

8. Werkwijze volgens een of meer der conclusies 1-7, met het kenmerk. dat men de behandeling bij een temperatuur in het trajekt van 10-60’C uitvoert.

9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat men de behandeling bij een temperatuur in het trajekt van 15-25°C uitvoert.

10. Werkwijze volgens een of meer der conclusies 1-9, met het kenmerk. dat men het anorganische chloridezout of -zouten in een concentratie van 5“25 gew.%, berekend op het water, toepast.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, met het kenmerk, dat men het anorganische chloridezout of -zouten in een concentratie van 9~H gew.%, berekend op het water, toepast.

12. Werkwijze volgens een of meer der conclusies 1-11, met het kenmerk. dat men als anorganisch chloridezout natriumchloride toepast.

13. Werkwijze volgens een of meer der conclusies 2-11, met het kenmerk, dat tijdens de uitloogreaktie de spanning over de elektroden op een waarde boven de reduktiepotentiaal van Hg(11) in Hg(l) respectievelijk Hg(0), te weten boven 854 mV, wordt gehandhaafd.

14. Werkwijze volgens conclusie 13» met het kenmerk, dat tijdens de uitloogreaktie de spanning over de elektroden op een waarde van 2 950 mV wordt gehandhaafd.

15. Werkwijze volgens een of meer der conclusies 1-14, met het kenmerk. dat de anode-stroomdichtheid 10-750 mA/cm2 bedraagt.

16. Werkwijze volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat de anode-stroomdichtheid 50-250 mA/cm2 bedraagt.

17. Werkwijze volgens een of meer der conclusies 1-16, met het kenmerk, dat men de van opgelost kwik ontdane oplossing naar de reaktie-ruimte terugleidt.

18. Werkwijze volgens een of meer der conclusies 1-17» met het kenmerk, dat men de door elektro-oxidatie gegenereerde zuurstofhoudende chloorverbindingen, in hoofdzaak hypochloriet, direkt in het waterige milieu, dat het verontreinigde materiaal bevat, produceert.