PL186969B1

PL186969B1 - Sposób neutralizacji popiołów

Info

Publication number: PL186969B1
Application number: PL97328632A
Authority: PL
Inventors: René Derie
Original assignee: Solvay
Priority date: 1996-02-28
Filing date: 1997-02-18
Publication date: 2004-04-30
Also published as: PT883585E; NO983941D0; CA2247093A1; PL328632A1; HU221654B1; EP0883585A1; NZ332061A; EP0883585B1; AU1875097A; CN1275965A; NO983941L; SK119998A3; AR006019A1; DE69701128D1; BR9707879A; KR19990087277A; NO320959B1; ATE188683T1; MX9807043A; AU711292B2

Abstract

1. Sposób neutralizacji popiolów, za- wierajacych metale ciezkie i metaliczny glin, znamienny tym, ze do popiolu doda- je sie reagenty wybrane sposród kwasu ortofosforowego i szesciometafosforan so- du, przy czym ilosc reagenta w stosunku do wagi popiolu wynosi od 5 do 25%, tak wytworzona mieszanine zawierajaca fos- forany poddaje sie procesowi pudlarskie mu za pomoca wody i spoiwa hydraulicz- nego, wybranego sposród cementu port- landzkiego i klinkierowego cementu port- landzkiego, przy czym ilosc spoiwa wyno- si od 10 do 100% w stosunku do wagi popiolów i powstala hydrauliczna zaprawe poddaje sie procesowi wiazania i utwar- dzania. PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy sposobu neutralizacji popiołów, zwłaszcza popiołów lotnych znajdujących się w dymie pochodzącym ze spalarni miejskiej.

Spalarnie miejskie (przeznaczone do niszczenia odpadów komunalnych i/lub szpitalnych) od czasu do czasu produkują znaczne ilości popiołów lotnych. Skład popiołów zmienia się znacznie w zależności od ich pochodzenia, ale zwykle popioły zawierają chlorki metali alkalicznych (NaCl i KCl), anhydryt, kwarc, zeszklone glinokrzemiany, inne stosunkowo obojętne chemicznie utlenione pozostałości (włączając w to SnO₂), metale ciężkie (zwłaszcza cynk, ołów, kadm, rtęć i chrom), pochodne chloroorganiczne i substancje, które nie uległy spaleniu, w proporcjach, które mogą zmieniać się od jednego do dwóch, a nawet więcej razy. Często wśród substancji, które nie uległy spaleniu znajduje się metaliczny glin. Obecność substancji rozpuszczalnych w wodzie, metali ciężkich i substancji toksycznych (dioksyny, furany) powoduje trudności w zagospodarowaniu popiołów lotnych i konieczność ich neutralizacji w uprzednich procesach, aby były przyjazne dla środowiska.

Zaproponowano wiele różnych sposobów neutralizacji popiołów lotnych pochodzących z miejskich spalarni, które to sposoby koncentrują się na stabilizowaniu metali ciężkich, głównie ołowiu i kadmu. Według jednego z tych sposobów (opis patentowy Stanów Zjedno186 969 czonych Ameryki nr US-A-4, 737, 356), popioły lotne traktuje się rozpuszczalnym w wodzie fosforanem i wapnem palonym, dzięki czemu zapobiega się rozpuszczaniu jonów metali ciężkich, które tworzą fosforany metali.

Zgodnie z podobnym sposobem (europejskie zgłoszenie patentowe nr EP-A-568, 903), popioły traktuje się wodą i jonami fosforanowymi, tak aby doprowadzić pH do wartości 6,9 i spowodować nierozpuszczalność metali ciężkich, tworzących fosforany metali, nadmiar jonów fosforanowych wiązana jest przez trójwartościowe jony glinu lub żelaza i za pomocą wapna palonego, CaO, środowisko reakcji doprowadza się do odczynu zasadowego. Według europejskiego zgłoszenia patentowego nr EP-A-534,231, popioły lotne, zebrane w trakcie oczyszczania kwaśnych dymów za pomocą wapna palonego, po prostu praży się w wysokiej temperaturze (pomiędzy 375 i 800°C).

Zneutralizowane produkty powstałe w wyżej omówionych sposobach mają postać proszkową, dlatego też są trudne w transporcie i magazynowaniu. Jednym ze środków ominięcia tych trudności jest zastosowanie popiołów lotnych w hydraulicznych zaprawach, z których tworzy się stałe obojętne bloki. Na koniec, w znanych procesach neutralizacji szlamu zanieczyszczonego metalami ciężkimi, szlam miesza się z cementem portlandzkim i z popiołów lotnych tworzy się stałe, zwarte i neutralne bloki (Roy A. Heaton H, C., Cartledge F.K. i Tittlebaum M. E. „Solidification/Stabilization of a Heavy MetAl Sludge by Portland Cement/Fly Ash Binding Mixture” -Hazardous Waste and Hazardous Materiał, Vol. 8, Nr 1, 1991, str. 33-41). Te znane sposoby nie zawsze są skuteczne, gdy stosuje się je do popiołów lotnych zawartych w dymie, pochodzącym ze spalania odpadów miejskich, ponieważ bloki otrzymywane tymi sposobami z uwagi na obecność w nich dużej liczby gazowych wtrąceń są porowate, a zatem mają znacznie większą objętość i masę, co czyni je kruchymi i stosunkowo nieodpornymi na ściskanie.

Dzięki wynalazkowi można wykluczyć wymienione wady znanych sposobów. Wynalazek dostarcza sposobu, który pozwala na skuteczną neutralizację popiołów, zawierających metale ciężkie i niespalony metaliczny glin, w zwarte bloki o dobrych właściwościach mechanicznych. Wynalazek dotyczy również w szczególności sposobu usuwania popiołów lotnych z dymu pochodzącego ze spalarni miejskich tworząc z nich zwarte, nieporowate bloki o dobrej wytrzymałości na ściskanie i spełniające standardowe testy toksyczności, w szczególności test TCLP („Toxicity Characteristic Leaching Procedure”, USA -„Charakterystyki Toksyczności Procedur Ługowania”). Tak więc, wynalazek dotyczy sposobu neutralizacji popiołów, zawierających metale ciężkie i metaliczny glin, który to sposób polega na tym, że do popiołu dodaje się reagenty wybrane spośród kwasu ortofosforowego i sześciometafosforan sodu, przy czym ilość reagenta w stosunku do wagi popiołu wynosi od 5 do 25%, tak wytworzoną mieszaninę, zawierającą fosforany poddaje się procesowi pudlarskiemu za pomocą wody i spoiwa hydraulicznego, wybranego spośród cementu portlandzkiego i klinkierowego cementu portlandzkiego, przy czym ilość spoiwa wynosi od 10 do 100% w stosunku do wagi popiołów i powstałą hydrauliczną zaprawę poddaje się procesowi wiązania i utwardzania.

Określenie „metale ciężkie” odnosi się do tych metali, których gęstość wynosi co najmniej 5 g/cm³, oraz berylu, arsenu, selenu i antymonu, zgodnie z ogólnie akceptowaną definicją (Heavy Metals in Wastewater and Sludge Treatment Processes: 1.1, CRC Press, Inc; 1987; str. 2).

W sposobie według wynalazku korzystnie stosuje się sześciometafosforan sodu.

Ilość wody, w której dodaje się powyższe reagenty do popiołów musi być wystarczająca, aby za pomocą zwykłego mieszania można było wytworzyć jednorodną mieszaninę reakcyjną. Nie chcąc wiązać się z teoretycznymi wyjaśnieniami twórca uważa, że, zanim powstał wynalazek, przyczyną jednej z trudności, na którą natknięto się przy usuwaniu popiołów lotnych ze spalarni miejskich i przekształceniu ich w zaprawę hydrauliczną była, zwłaszcza, obecność glinu w popiele. W sposobie według wynalazku zadaniem powyższego reagenta jest przekształcenie glinu metalicznego w fosforan glinu. Tak więc niezbędna ilość stosowanego reagenta zależy od składu mineralnego popiołu, zwłaszcza od zawartości glinu metalicznego i metali ciężkich, i musi być określana w każdym poszczególnym przypadku w laboratorium. Korzystnie ilość reagenta w stosunku do wagi popiołu wynosi od 8 do 15%.

Ilości wody i hydraulicznego spoiwa muszą być takie, aby z mieszaniną zawierającą fosforany można było wytworzyć hydrauliczną zaprawę. Ważną sprawą jest prowadzenie dosta4

186 969 tecznego mieszania mieszaniny, zawierającej fosforany z wodą i hydraulicznym spoiwem, tak aby wytworzyć zaprawę hydrauliczną o jednorodnym składzie. Po mieszaniu, zaprawę poddaje się dojrzewaniu, aby można ją było związać i utwardzić. Przed związaniem i utwardzaniem zaprawie należy nadać odpowiedni kształt w odpowiednich formach, na przykład cegły, pryzmatycznego bloku lub kul, co umożliwia odpowiedni transport i przechowywanie. Wiązanie i utwardzanie może być prowadzone zarówno w wilgotnej jak suchej atmosferze. Zwykle prowadzi się je w atmosferze powietrza.

Jeśli chodzi o środek wiążący to chociaż osiąga się dobre wyniki za pomocą cementu portlandzkiego korzystniejszym jest klinkierowy cement portlandzki.

Ilość hydraulicznego spoiwa zależy od różnych parametrów, zwłaszcza od rodzaju spoiwa hydraulicznego, składu popiołów i żądanych właściwości produktów uzyskiwanych w sposobie neutralizacji, zwłaszcza ich wytrzymałości mechanicznych i ich zachowań w trakcie testu toksyczności (na przykład wyżej określonego testu TCLP). W praktyce, zaleca się stosowanie hydraulicznego spoiwa w ilości większej niż 10% (korzystnie co najmniej 20%) wagi popiołów. Nie uzyskuje się korzyści, gdy ilość spoiwa hydraulicznego przekracza 100% (zwykle 50%) wagi popiołów. Korzystnie stosuje się spoiwo hydrauliczne w ilości od 20 do 50%, korzystnie od 25 do 40% masy popiołu. Po związaniu i utwardzaniu, które może trwać kilka dni, odzyskuje się stałą zwartą masę, która zasadniczo jest neutralna, jeśli chodzi o czynniki atmosferyczne, i spełnia standardy toksyczności, zwłaszcza wcześniej zdefiniowany test TCLP. Kształt stałej masy jest taki, jak zaprawę ukształtowano i może być to, na przykład, kształt kulisty lub pryzmatycznych cegieł lub bloków. Masa ta jest zwarta, i zasadniczo pozbawiona gazowych wtrąceń, dlatego też ma dobre właściwości mechaniczne, w szczególności jest twarda, wytrzymała na uderzenia i ścieranie, co umożliwia jej niekłopotliwy transport i składowanie.

W korzystnym wykonaniu sposobu według wynalazku, wiązanie i utwardzanie zaprawy prowadzi się w atmosferze wilgotnej, korzystnie w atmosferze nasyconej pary wodnej. To wykonanie sposobu według wynalazku dowiodło, że jest ono szczególnie korzystne, gdy popioły zawierają sześciowartościowy chrom, zaobserwowano, że gdy pozostałe parametry są takie same, sposób pozwala na zasadnicze polepszenie neutralizacji chromu w stałej masie odzyskanej po przeprowadzeniu sposobu.

W innym korzystnym wykonaniu sposobu według wynalazku do wody w procesie pudlerskim wprowadza się dodatki wybrane spośród żelaza, manganu, związków żelaza (II), związków manganu (II) i redukcyjnych soli metali alkalicznych (korzystnie sodu) w ilości od 0,3 do 1% wagowego w przeliczeniu na masę zaprawy. W tym wykonaniu wynalazku, dodatki korzystnie wybiera się spośród siarczanu żelaza, siarczanu manganu, azotynu sodu, siarczynu sodu i żelaza metalicznego.

W sposobie według wynalazku źródło popiołu nie jest elementem krytycznym. Jednakże wynalazek jest szczególnie użyteczny, gdy stosuje się popioły lotne uzyskane z dymu pochodzącego ze spalarni miejskich, takich jak spalarnie odpadów domowych i szpitalnych.

Popioły lotne pochodzące z miejskich spalarni zwykle, oprócz metali ciężkich i metalicznego glinu, zawierają niepożądane substancje organiczne (zwłaszcza substancje chloroorganiczne takie jak dioksyny i furany), związki rozpuszczalne w wodzie, na przykład chlorki metali alkalicznych i substancje, które nie uległy spaleniu.

W szczególnym wykonaniu sposobu według wynalazku, w przypadku gdy popioły zawierają związki rozpuszczalne w wodzie, przed dodaniem wyżej wymienionych reagentów, wybranych spośród kwasu fosforowego i fosforanów metali alkalicznych, popioły przemywa się wodą alkaliczną. W tym wykonaniu sposobu według wynalazku, celem przemywania popiołu wodą jest usunięcie z niego związków rozpuszczalnych w wodzie, zwłaszcza soli sodowych i potasowych (głównie chlorku sodu, chlorku potasu i siarczanu sodu) i trochę anhydrytu. Do przemywania konieczne jest stosowanie wody alkalicznej, tak aby nie rozpuścić ciężkich metali. W praktyce, przemywanie wodą popiołu (zwłaszcza pH stosowanej wody i czas kontaktu pomiędzy wodą i popiołem) musi być kontrolowane, tak aby środowisko wodne zebrane z przemywania miało odczyn alkaliczny i korzystnie wartość pH była większa niż 8, zaleconą wartością jest 9,5. W ten sposób unika się rozpuszczania metali ciężkich, tak więc metale ciężkie nadal pozostają w fazie stałej odzyskanej po przemywaniu. Jeśli to konieczne,

186 969 do wody przemywającej dodaje się reagent, na przykład wapno palone, tak aby pH miało żądaną wartość. Po przemyciu wodną zawiesinę odzyskuje się za pomocą filtracji lub równoważnego mechanicznego oddzielania (na przykład sedymentacji lub odwirowania), tak aby oddzielić od niego stałe nierozpuszczone substancje, a następnie dodaje się wyżej wymienione reagenty, zgodnie ze sposobem według wynalazku.

W innym wykonaniu sposobu według wynalazku, w przypadku, gdy popiół zawiera związki organiczne i/lub substancje, które nie zostały spalone, wyżej wymienioną mieszaninę zawierającą fosforany, przed dodaniem wody i hydraulicznego spoiwa, poddaje się prażeniu. W tym wykonaniu sposobu według wynalazku prażenie prowadzi się w atmosferze utleniającej (zwykle w obojętnym powietrzu). Celem tego procesu jest zniszczenie substancji, które nie zostały spalone i usunięcie substancji organicznych. Prażenie zwykle prowadzi się w temperaturze ponad 600°C, korzystnie co najmniej równej 700°C. Należy unikać wyższej temperatury, ponieważ wtedy mogą odparowywać niektóre metale ciężkie. W praktyce, temperatura prażenia korzystnie jest mniejsza niż 1000°C, korzystnie nie przekracza 800°C. Szczególnie zalecane są temperatury od 600°C do 800°C.

Wynalazek ilustruje załączony następujący po opisie jedyny rysunek, na którym pokazany jest diagram zakładu stosującego jedno szczególne wykonanie sposobu według wynalazku.

Zadaniem zakładu przedstawionego schematycznie na rysunku jest neutralizacja popiołu 1, popiół ten zawiera metale ciężkie, metaliczny glin, związki rozpuszczalne w wodzie, substancje organiczne i substancje, które nie uległy spaleniu. Zawiera on komorę do przemywania 2, do której doprowadza się popiół 1 i wodę 3. Ilość doprowadzanej wody 3 do komory 2 kontroluje się, tak aby zostały rozpuszczone wszystkie związki rozpuszczalne w wodzie w popiele 1, zwłaszcza chlorek sodu, chlorek potasu i siarczan sodu. W komorze 2 wartość pH utrzymuje się większą niż 8, na przykład od 9,5 do 14, tak aby nie rozpuścić metali ciężkich. Jeśli to konieczne, dla utrzymania żądanej wartości pH wody przemywającej 3, dodaje się kwas chlorowodorowy lub wodorotlenek sodowy.

Z komory 2 odzyskuje się wodną zawiesinę 4, którą natychmiast przenosi się na filtr 5. Ciecz uzyskaną po filtracji odprowadza się, a ciasto filtracyjne 7 odzyskuje się i przekazuje do komory reakcyjnej 8. W komorze reakcyjnej 8, pewną ilość kwasu fosforowego 9 i wody 10, wystarczającą do wytworzenia po mieszaniu masy nadającej się do przepompowania 11, w której cały metaliczny glin z popiołu jest w postaci ortofosforanu glinu, dodaje się do ciasta filtracyjnego 7 (jest to jedna z możliwości, część albo cały kwas fosforowy można zastąpić fofaranem metalu alkalicznego, korzystnie sześciometafosforanem sodu). Masę zdolną do przepompowania usuwa się z komory reakcyjnej 2 i wprowadza się do pieca do prażenia 12, gdzie ogrzewa się w temperaturze od 700 do 800°C w ciągu czasu wystarczającego do rozkładu substancji organicznych i zniszczenia substancji, które nie uległy spaleniu. Prażony materiał wyjęty z pieca 12 przekazuje się do komory mieszania 14, gdzie dodaje się w kontrolowanych ilościach wodę 15 i hydrauliczne spoiwo (na przykład klinkierowy cement portlandzki), w celu wytworzenia, za pomocą mieszania z wyprażonym materiałem 13, hydraulicznej zaprawy. Zaprawę hydrauliczną 17 uzyskaną z komory mieszania 14 przekazuje się do obrotowego bębna 18, w celu ukształtowania w postaci małych kulek 19, które przechowuje się w ciągu kilku dni w hermetycznie zamkniętym naczyniu 20, wypełnionym powietrzem zasadniczo z parą wodną, w temperaturze otoczenia około 20°C i pod ciśnieniem atmosferycznym. Czas dojrzewania w naczyniu 20 kontroluje się, tak aby związać i utwardzić kulki zaprawy 19.

Po dojrzewaniu w naczyniu 20, utwardzone, zwarte kulki wybiera się z naczynia, przy czym kulki są neutralne dla otoczenia i czynników atmosferycznych, tak że mogą one być usunięte na wysypisko śmieci.

Poniższe przykłady ilustrują zalety wynalazku.

Pierwsza seria testów.

W przykładach 1 do 5 użyto popiołów ze spalarni odpadów komunalnych. Skład wagowy popiołu przedstawiono w tabeli 1.

186 969

Tabela 1

Składnik	Zawartość wagowa	Składnik	Zawartość wagowa
SiO₂	30,6%	Cd	0,008%
Al (ogólnie) (wyrażony jako Al₂C>3	16,7%	Mn	0,09%
Al metaliczny	1-10%, ogólnie Al	Cr (orólóie)	0,07%
CaO	22,0%	Cr (VI)	13 ppm
MgO	2,5%	Cl	2,2%
Na	3,7%	SO3	9,6%
K	2,6%	P2O5	1,2 %
TiO₂	2,4%	As	65 ppm
FeO	3,0%	Sb	345 ppm
Zn	1,00 %	Hg	1,1 ppm
Pb	0,38%	Substancje niespalone	0,4%
Cu	0,10%

Przykład l(nie według wynalazku)

108 g popiołu przemyto 1000 ml wody. Po 1 godzinie środowisko reakcji ustabilizowało się na pH wynoszące 10,9. Tak wytworzoną zawiesinę wodną odfiltrowano i zebrano ciasto filtracyjne, od razu przemywając je 100 ml wody. Do ciasta filtracyjnego dodano wodę w ilości wystarczającej do wytworzenia plastycznej masy, która zawierała około 40% wody. Do otrzymanej pasty, stale mieszanej, dodano 11,8 g wodnego roztworu kwasu fosforowego (stężenie: 85% wagowych). Dodawaniu kwasu fosforowego towarzyszyło umiarkowane wydzielanie się ciepła. Tak uzyskaną jednorodną pastę umieszczono w ogniotrwałej porcelanowej kapsule, którą umieszczono w nie nagrzanym piecu. Następnie piec ogrzewano stopniowo do temperatury 800°C w ciągu 1 godziny. Temperaturę 800°C utrzymywano w ciągu 1 godziny, a następnie wyjęto materiał z pieca i pozostawiono do ochłodzenia do temperatury pokojowej.

Prażony proszek zebrany z pieca, poddano, bez dalszych obróbek, testowi toksyczności zgodnie z wyżej podanym testem TCLP. Na końcu, do 100 g wyprażonego proszku dodano 2 l wodnej zawiesiny, zawierającej 6 g kwasu octowego i 2,57 g wodorotlenku sodu na litr. Mieszaninę homogenizowano, a następnie filtrowano za pomocą filtru ze szklanych włókien 0,6 do 0,8 pm i zmierzono zawartość metali ciężkich z proszku poddanego badaniu w filtracie. Wyniki przedstawiono w tabeli 2

Tabela 2

Metal ciężki	Zawartość (pg/l)
1	2
Cu	1000
Pb	2900
Zn	15000
Cd	300
As	500

186 969

Dalszy ciąg tabeli 2

1	2
Sb	700
Cr (VI)	5100
Hg	10

Przykład 2 (zgodny z wynalazkiem)

Ładunek popiołu określony w tabeli 1 poddano obróbce tak jak w przykładzie 1 i prażony proszek, zebrany z pieca i ochłodzony do temperatury pokojowej, zmieszano dokładnie z klinkierowym cementem portlandzkim (w stosunku 1 porcja wagowa klinkieru na 5 części wagowych wyprażonego proszku). W procesie pudlarskim wodę dodano do mieszaniny w proporcji 30 ml wody na 100 g wspomnianej mieszaniny i mieszając wytworzono jednorodną zaprawę. Następnie zaprawę ukształtowano w małe kulki, które przechowywano w ciągu 5 dni, co pozwoliło na związanie i utwardzenie zaprawy. Kulki zebrane po zestaleniu i utwardzeniu zaprawy poddano testowi toksyczności TCLP, tak jak w przykładzie 1. Na koniec, kulki zmielono do średnicy mniej niż 1 mm (średnicę określono na sicie) i do tak otrzymanego zmielonego materiału dodano 2 l wodnego roztworu, zawierającego 6 g kwasu octowego i 2,57 g wodorotlenku sodu na litr. Mieszaninę homogenizowano, a następnie filtrowano za pomocą filtru ze szklanych włókien 0,6 do 0,8 pm i zmierzono zawartość metali ciężkich z proszku poddanego badaniu w filtracie. Wyniki przedstawiono w tabeli 3.

Tabela 3

Metal ciężki	Zawartość (pg/l)
Cu	61
Pb	<20
Zn	24
Cd	18
As	<30
Sb	<30
Cr (VI)	860

Z porównania danych w tabeli 2 i 3 od razu wynika postęp uzyskany dzięki wynalazkowi w odniesieniu do neutralizacji metali ciężkich w popiele.

Przykład 3 (zgodny z wynalazkiem).

W tym przykładzie sposób przeprowadzony był tak jak w przykładzie 2, ale kulki, po zestaleniu i utwardzeniu zaprawy, poddaniu badaniu toksyczności innemu niż test TCLP. W tym teście, kulki zmielono do mniej niż 1 mm (średnicę określono na sicie) i zmielony materiał poddano trzykrotnemu ługowaniu za pomocą wody demineralizowanej, w stosunku ciecz/ ciało stałe wynoszącym 10.

Po każdym ługowaniu, mierzono zawartość metali ciężkich z proszku w wodzie przemywającej. Wyniki przedstawiono w tabeli 4.

186 969

Tabela 4

Metal ciężki	Zawartość (gg/l)
Pierwsze ługowanie
Cu	63
Pb	<20
Zn	<10
Cd	60
As	<30
Sb	<30
Cr (VI)	700
Drugie ługowanie
Cu	24
Pb	<20
Zn	<10
Cd	27
As	<30
Sb	<30
Cr (VI)	280
Trzecie ługowanie
Cu	<10
Pb	<20
Zn	<10
Cd	<10
As	<30
Sb	<30
Cr (VI)	35

Przykład 4 (zgodny z wynalazkiem)

Badanie z przykładu 2 zostało powtórzone w tych samych warunkach, jedyną różnicą było zastąpienie klinkierowego cementu portlandzkiego cementem portlandzkim. Wyniki testu TCLP przedstawiono w tabeli 5

Tabela 5

Metal ciężki	Zawartość (gg/l)
1	2
Cu	<10
Pb	<20
Zn	<10

186 969

Dalszy ciąg tabeli 5

1	2
Cd	<10
As	<30
Sb	<30
Cr (VI)	840

Przykład 6 (zgodny z wynalazkiem)

Powtórzono warunki testu z przykładu 3, jedyną różnicą było zastąpienie klinkierowego cementu portlandzkiego cementem portlandzkim. Wyniki trzykrotnego ługowania przedstawiono w tabeli 6.

Tabela 6

Metal ciężki	Zawartość (gg/l)
Pierwsze ługowanie
Cu	<10
Pb	<20
Zn	<10
Cd	<10
As	<30
Sb	<30
Cr (VI)	1030
Drugie ługowanie
Cu	<10
Pb	<20
Zn	<10
Cd	<10
As	<30
Sb	<30
Cr (VI)	1600
Trzecie ługowanie
Cu	<10
Pb	<20
Zn	<10
Cd	<10
As	<30
Sb	<30
Cr (VI)	90

186 969

Druga seria testów

W przykładach 6 do 17 skład popiołu był taki jak przedstawiono w tabeli 7.

Tabela 7

Składnik	Zawartość wagowa
SiO2	19,3%
Al (ogólnie) (wyrażony jako A^Ch	13,6%
Al metaliczny	1-10% ogólnie Al
CaO	20,0%
MgO	2,8%
Na	7,5%
K	6,1%
TiO2	1,5%
FeO	2,2%
Zn	1,82%
Pb	1,20%
Cu	0,11%
Cd	0,094%
Mn	0,11%
Cr (ogólnie)	0,04%
Cr (VI)	0,33 ppm
Cl	13,2,2%
sos	6,2%
P2O₅	0,8
As	125 ppm
Sb	510 ppm
Hg	12 ppm
Materiał nie spalony	2,4%

Przykład 6 (zgodny z wynalazkiem)

136 g popiołu przemyto 1300 ml wody. Po 1 godzinie środowisko reakcji ustabilizowało się na pH wynoszące 11,0. Tak wytworzoną zawiesinę wodną odfiltrowano i zebrano ciasto filtracyjne, od razu przemywając je 100 ml wody. Sposób był przeprowadzony tak jak w przykładzie 1. Wyniki testu toksyczności (TCLP test) podano w tabeli 8.

Tabela 8

Metal ciężki	Zawartość (pg/l)
1	2
Cu	1200
Pb	1900

186 969

Dalszy ciąg tabeli 8

1	2
Zn	25000
Cd	500
As	1100
Sb	300
Cr (VI)	2300
Hg	20

Przykład 7 (zgodny z wynalazkiem)

Ładunek popiołu określony w tabeli 7 poddano obróbce tak jak w przykładzie 6 i prażony proszek, zebrany z pieca do prażenia i ochłodzony do temperatury pokojowej, zmieszano dokładnie z klinkierowym cementem portlandzkim w stosunku 1 porcja wagowa klinkieru na 4 części wagowych wyprażonego popiołu. W procesie pudlerskim wodę dodano do otrzymanej jednorodnej mieszaniny w proporcji 30 ml wody na 100 g wspomnianej mieszaniny i mieszając wytworzono zaprawę. Następnie zaprawę ukształtowano w kulki, które przechowywano w ciągu 5 dni, co pozwoliło na związanie i utwardzenie zaprawy. Kulki zebrane po związaniu i utwardzeniu zaprawy poddano badaniu testu toksyczności TCLP. Na koniec, kulki zmielono do średnicy mniej niż 1 mm (średnicę określono na sicie) i do tak otrzymanego zmielonego materiału dodano 2 l wodnego roztworu 0,1 M kwasu octowego. Mieszaninę homogenizowano, a następnie filtrowano za pomocą filtru ze szklanych włókien 0,6 do 0,8 pm i zmierzono zawartość metali ciężkich z proszku poddanego badaniu w filtracie. Wyniki przedstawiono w tabeli 9.

Claims

1. Sposób neutralizacji popiołów, zawierających metale ciężkie i metaliczny glin, znamienny tym, że do popiołu dodaje się reagenty wybrane spośród kwasu ortofosforowego i sześciometafosforan sodu, przy czym ilość reagenta w stosunku do wagi popiołu wynosi od 5 do 25%, tak wytworzoną, mieszaninę zawierającą fosforany poddaje się procesowi pudlarskiemu za pomocą wody i spoiwa hydraulicznego, wybranego spośród cementu portlandzkiego i klinkierowego cementu portlandzkiego, przy czym ilość spoiwa wynosi od 10 do 100% w stosunku do wagi popiołów i powstałą hydrauliczną zaprawę poddaje się procesowi wiązania i utwardzania.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że reagent zawiera sześciometafosioran.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się reagent w ilości od 8 do 15% wagowych w przeliczeniu na popiół.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się spoiwo hydrauliczne w ilości od 25 do 40% wagowych na popiół.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wiązanie i utwardzenie prowadzi się w atmosferze nasyconej pary wodnej.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do wody w procesie pudlerskim wprowadza się dodatki wybrane spośród żelaza, manganu, związków żelaza (II), związków manganu (II) i redukcyjnych soli metali alkalicznych, zwłaszcza sodu, w ilości od 0,3 do 1% wagowego w przeliczeniu na masę zaprawy.

7. Sposób według zastrz. 6, znamienny tym, że dodatki wybrane są spośród siarczanu żelaza, siarczanu manganu, azotynu sodu, siarczynu sodu i żelaza metalicznego.

8. Sposób według dowolnego z zastrz. 1, znamienny tym, że w przypadku, gdy popiół zawiera związki rozpuszczalne w wodzie, przed dodaniem do niego kwasu fosforowego, poddaje się go przemywaniu wodą alkaliczną.

9. Sposób według dowolnego z zastrz. 1, znamienny tym, że w przypadku, gdy popiół zawiera substancje organiczne i/lub związki, które nie uległy spaleniu, przed dodaniem do niego wody i spoiwa hydraulicznego, mieszaninę zawierającą fosforany poddaje się prażeniu.

10. Sposób według dowolnego z zastrz. 1, znamienny tym, że popiół zawiera popiół lotny z dymu pochodzącego ze spalarni miejskich odpadów.