PL186256B1

PL186256B1 - Sposób składowania odpadów niebezpiecznych zawierających metale ciężkie

Info

Publication number: PL186256B1
Application number: PL98324228A
Authority: PL
Inventors: Janusz Girczys; Henryk Skrzypczyk; Wiesław Dąbrowicz
Original assignee: Dabrowicz Wieslaw; Janusz Girczys; Henryk Skrzypczyk
Priority date: 1998-01-08
Filing date: 1998-01-08
Publication date: 2003-12-31
Also published as: PL324228A1

Abstract

1. Sposób składowania odpadów niebezpiecznych zawierających metale ciężkie, na podłożu z odpadów zabezpieczających środowisko wodne, znamienny tym, że doprowadza się do utworzenia związków nierozpuszczalnych w wodach przenikających przez składowisko, przykładowo metali ciężkich w węglany, kontaktując składniki szkodliwe z odcieków odpadów niebezpiecznych z materiałem aktywnym chemicznie poprzez mieszanie, dogodnie przekładając warstwowo i przegamiając odpady niebezpieczne zawierające metale ciężkie przykładowo takie jak: żużle bądź szlamy z hutnictwa metali nieżelaznych ze szlamami zawierającymi głównie węglany i wodorotlenki wapniowców nadające im odczyn alkaliczny, przykładowo z oczyszczania wód dołowych kopalń metali nieżelaznych, aż do uzyskania trwałej alkaliczności.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób składowania odpadów niebezpiecznych, zawierających metale ciężkie przykładowo: ołów, kadm, miedź, cynk, antymon, na podłożu z odpadów zabezpieczających czynnie środowisko wodne.

Z polskiego opisu patentowego nr 122270 znany jest sposób zwałowania odpadów pogórniczych. Sposób polega na tym, że do odpadów po górniczych w trakcie składania wprowadza się pył termicznie obojętny, zwłaszcza popiół lotny z kotłów pyłowych przez osobny rozładunek obu komponentów, a następnie zmieszanie ich sprzętem zgarniakowym. Stosunek objętościowy odpadów pogórniczych do pyłu termicznie obojętnego wynosi 1:5.

Występujący problem zagospodarowania odpadów niebezpiecznych z hutnictwa metali nieżelaznych takich jak: szlamy z pieców szybowych, żużle z pieców hutniczych Dorschla, przykładowo z pieców przewałowych do produkcji tlenków, odpadów tworzyw, czy gipsu z neutralizacji kwasu siarkowego z zużytych akumulatorów próbowano rozwiązać na drodze neutralizacji metali ciężkich. Za optymalny kierunek uznano neutralizację tych odpadów za pomocą innych odpadów i składowanie ich na podłożu aktywnie reagującym z wyługowanymi jonami metali ciężkich.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu składowania niebezpiecznych odpadów zawierających metale ciężkie przy zapewnieniu w warunkach naturalnych trwałego unieruchomienia tych metali. Na podstawie badań stwierdzono, że szlamy z oczyszczania wód dołowych kopalń metali nieżelaznych mimo zaliczenia ich do kategorii odpadów niebezpiecz186 256 nych nie posiadają cech zagrażających środowisku. Cechuje je ustabilizowana alkaliczność spowodowana obecnością CaCO₃, Ca (OH)₂ i występowanie metali ciężkich w formach nierozpuszczalnych. Wykorzystano to w sposobie według wynalazku. Składowanie odpadów niebezpiecznych zawierających metale ciężkie na podłożu z odpadów zabezpieczających środowisko wodne - zgodnie z wynalazkiem - polega na tym, że doprowadza się do utworzenia związków nierozpuszczalnych w wodach przenikających przez składowisko przykładowo metali ciężkich w węglany, kontaktując składniki szkodliwe z odcieków odpadów niebezpiecznych z materiałem aktywnym chemicznie. Realizuje się to poprzez mieszanie, dogodnie przekładając warstwowo i przegarniając odpady niebezpieczne zawierające metale ciężkie przykładowo takie jak: żużle bądź szlamy z hutnictwa metali nieżelaznych ze szlamami zawierającymi głównie węglany i wodorotlenki wapniowców nadające im odczyn alkaliczny, przykładowo z oczyszczania wód dołowych kopalń metali nieżelaznych aż do uzyskania trwałej alk^lii^^nt^ś^c^i.

Otrzymaną mieszaninę materiałów odpadowych lokuje się na podłożu z odpadów węglanów wapniowców, dogodnie dolomitowych o grubości nie mniejszej niż 1 m. W wymienionej mieszaninie, korzystnie ilość zawartego CaCO₃ po rozpuszczeniu w wodzie równoważy stechiometrycznie zawarte w odpadach metale wytrącone w postaci węglanów. Szlamy zawierające głównie węglany i wodorotlenki wapniowców mają wielkość odczynu pH 8-12 i zawartość wiigocć 40 - 70%, a ich minimalną iilo^tć okreśśa wii^ll^(^^<5 przestrzeni mi<ędi)ziiu·nowych w odpadach niebezpiecznych. Szlam zawierający głównie węglany i wodorotlenki wapniowców może być zanieczyszczony metalami ciężkimi. Jako odpady niebezpieczne kieruje się do składowania bezużyteczne produkty z przetwórstwa odpadów przykładowo: odpady tworzyw oraz gipsu z przeróbki złomu akumulatorowego.

Składowisko odpadów niebezpiecznych wykonane sposobem według wynalazku odznacza się niską wodoprzepuszczalnością, która zapewnia stosowanie szlamów wapniowych drobnoziarnistych jako materiału uszczelniającego i trwałą alkalicznością, co z kolei prowadzi - na skutek hydrolizy - do trwałego ograniczenia wymywalności jonów metali ciężkich. Ponadto obecność dużej ilości CaCO3 stwarza korzystne warunki unieruchomienia w materiale składowanym metali ciężkich przez wytrącenie węglanów (różnica w iloczynach rozpuszczalności) -eliminując te metale w wyciekach wód filtrujących. Z kolei niski współczynnik wodop-zepuszczalności składowiska nie tylko ograniczy infiltrację wód, ale i skutecznie ograniczy utlenienie prowadzące do zanieczyszczenia wód, a w skrajnych przypadkach do zanieczyszczenia atmosfery i pożarów'.

Sposób według wynalazku jest przedstawiony w przykładach wykonania.

Przykład I. Podłoże z drobnoziarnistego materiału odpadowego po flotacji rud Zn-Pb o uziarnieniu: 96% wagowych - o wielkości < 0,3 mm; 46% wagowych o wielkości < 0,06 mm i składzie: 60% wagowych (CaCO3 x MgCO₃); 3,5% wagowych Zn; 0,6% wagowych Pb; 7,7% wagowych Fe rozgarnięto do głębokości 1,5 m z utworzeniem obwałowania wzmocnionego gruboziarnistymi odpadami górniczymi i płuczkowymi górnictwa Zn-Pb. Na dno podłoża zniwelowanego i zagęszczonego wsypywano warstwowo odpady ebonitowe z przerobu złomu akumulatorowego. Każdą kolejną warstwę odpadów ebonitowych o grubości 20 cm przekładano około 10 cm warstwą alkalicznego szlamu o odczynie pH = 11 z oczyszczania wapnem pokarbidowym zrzutowych wód dołowych z kopalń rud Zn-Pb. Główne składniki szlamu stanowią: CaCO3 (60 - 85% wagowych); Ca(OH)₂ (14 - 16% wagowych); CaSO4 (5 8% wagowych) i SiO₂ około 4% w przeliczeniu na suchą masę. Resztę stanowią tlenki żelaza, cynku, ołowiu, magnezu i innych metali w ilościach niewielkich. Po nałożeniu kolejnej warstwy odpadów przegamiano je spychaczem, niwelowano i zagęszczano przejazdem ciężkiego sprzętu. Po nałożeniu ostatniej i jej zagęszczeniu oznaczano odczyn pH odcieku wód infiltrujących składowisko, który wyniósł 10,5 i następnie w znany sposób zrekultywowano powierzchnię.

Przykład II. Podłoże do składowania utworzono z warstw odpadów płuczkowych i flotacyjnych z przerobu rud Zn-Pb. Grubość podłoża wyniosła 2 m, a współczynnik wodoprzeprzepuszczalności K = W⁶ m/s. Do składowania dostarczono odpady z przerobu złomu akumulatorowego i baterii zawierające znaczne ilości kadmu. Odpady te wykazywały w wycią4

186 256 gach wodnych wysokie stężenie jonów Cd, przez co zakwalifikowano je do kategorii niebezpiecznych. Na miejscu odpady mieszano przy pomocy przenośnika ślimakowego w stosunku 1 : lz alkalicznymi (pH = 12) szlamami z oczyszczania wód nieczynnych kopalń dawnego KGH „Orzeł Biały” w rejonie bytomskim. Mieszaninę odpadów o odczynie pH « 11 rozmieszczono na przygotowanym podłożu. Wokół uformowanej bryły odpadów o postaci placka zbudowano ekrany boczne z dostępnego w terenie materiału odpadowego.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz.

Cena 2,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób składowania odpadów niebezpiecznych zawierających metale ciężkie, na podłożu z odpadów zabezpieczających środowisko wodne, znamienny tym, że doprowadza się do utworzenia związków nierozpuszczalnych w wodach przenikających przez składowisko, przykładowo metali ciężkich w węglany, kontaktując składniki szkodliwe z odcieków odpadów niebezpiecznych z materiałem aktywnym chemicznie poprzez mieszanie, dogodnie przekładając warstwowo i przegarniając odpady niebezpieczne zawierające metale ciężkie przykładowo takie jak: żużle bądź szlamy z hutnictwa metali nieżelaznych ze szlamami zawierającymi głównie węglany i wodorotlenki wapniowców nadające im odczyn alkaliczny, przykładowo z oczyszczania wód dołowych kopalń metali nieżelaznych, aż do uzyskania trwałej alkaliczności.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że otrzymaną mieszaninę materiałów odpadowych lokuje się na podłożu z odpadów węglanów wapniowców, dogodnie dolomitowych o grubości nie mniejszej niż 1 m.
3. Sposób według zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, że w mieszaninie materiałów odpadowych, korzystnie ilość zawartego CaCO3 po rozpuszczeniu w wodzie równoważy stechiometrycznie zawarte w odpadach metale wytrącone w postaci węglanów.
4. Sposób według zastrz. 1 lub 3, znamienny tym, że szlamy zawierające głównie węglany i wodorotlenki wapniowców mają wielkość odczynu pH 8 - 12 i zawartość wilgoci 40 70%, a ich minimalną ilość określa wielkość przestrzeni między-ziarnowych w odpadach niebezpiecznych.
5. Sposób według zastrz. 1 lub 4, znamienny tym, że szlam zawierający głównie węglany i wodorotlenki wapniowców może być zanieczyszczony metalami ciężkimi.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako odpady niebezpieczne kieruje się do składowania bezużyteczne produkty z przetwórstwa odpadów przykładowo odpady tworzyw oraz gipsu z przeróbki złomu akumulatorowego.