PL211140B1 - Sposób stabilizowania stałych odpadów przemysłowych i komunalnych - Google Patents
Sposób stabilizowania stałych odpadów przemysłowych i komunalnychInfo
- Publication number
- PL211140B1 PL211140B1 PL386191A PL38619108A PL211140B1 PL 211140 B1 PL211140 B1 PL 211140B1 PL 386191 A PL386191 A PL 386191A PL 38619108 A PL38619108 A PL 38619108A PL 211140 B1 PL211140 B1 PL 211140B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- waste
- mpa
- koh
- mixture
- seconds
- Prior art date
Links
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims description 55
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 42
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 title claims description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 27
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 19
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims description 16
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims description 16
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 15
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 12
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 11
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 8
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol Substances OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 7
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 claims description 5
- 239000005058 Isophorone diisocyanate Substances 0.000 claims description 4
- IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N isocyanate group Chemical group [N-]=C=O IQPQWNKOIGAROB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N isophorone diisocyanate Chemical compound CC1(C)CC(N=C=O)CC(C)(CN=C=O)C1 NIMLQBUJDJZYEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000005056 polyisocyanate Substances 0.000 claims description 4
- 229920001228 polyisocyanate Polymers 0.000 claims description 4
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N Propylene oxide Chemical compound CC1CO1 GOOHAUXETOMSMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 3
- 150000001991 dicarboxylic acids Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 3
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- SGBDRKZSMKKNHE-UHFFFAOYSA-N N=C=O.N=C=O.N=C=O.C Chemical compound N=C=O.N=C=O.N=C=O.C SGBDRKZSMKKNHE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000007859 condensation product Substances 0.000 claims description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 125000005628 tolylene group Chemical group 0.000 claims description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 12
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 12
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 description 11
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 9
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 9
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 7
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 7
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 6
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 6
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 6
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 6
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 6
- 239000002920 hazardous waste Substances 0.000 description 5
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 2
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 2
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 238000001479 atomic absorption spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000033558 biomineral tissue development Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 1
- 230000034659 glycolysis Effects 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012948 isocyanate Substances 0.000 description 1
- 150000002513 isocyanates Chemical class 0.000 description 1
- 238000010169 landfilling Methods 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- RUELTTOHQODFPA-UHFFFAOYSA-N toluene 2,6-diisocyanate Chemical compound CC1=C(N=C=O)C=CC=C1N=C=O RUELTTOHQODFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 211140 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 386191 (51) Int.Cl.
B09B 3/00 (2006.01) C08G 18/00 (2006.01) (22) Data zgłoszenia: 30.09.2008 (54) Sposób stabilizowania stałych odpadów przemysłowych i komunalnych
| (73) Uprawniony z patentu: INSTYTUT CHEMII PRZEMYSŁOWEJ IM. PROF. IGNACEGO MOŚCICKIEGO, Warszawa, PL | |
| (43) Zgłoszenie ogłoszono: 12.04.2010 BUP 08/10 | (72) Twórca(y) wynalazku: |
| (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: | JOLANTA ROSIŃSKA, Skierniewice, PL ELŻBIETA WARDZIŃSKA, Grodzisk Mazowiecki, PL ANNA BAŃKOWSKA, Warszawa, PL |
| 30.04.2012 WUP 04/12 | GRAŻYNA JAWORSKA, Piaseczno, PL |
| (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Anna Królikowska |
PL 211 140 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób stabilizowania stałych odpadów przemysłowych i komunalnych.
Rozwój gospodarczy spowodował na całym świecie wzrost ilości odpadów. Ponad 2/3 tej masy stanowią odpady z przemysłowych procesów technologicznych.
Ze względu na sposób powstawania, odpady dzielą się na:
- odpady przemysł owe (powstają ce wskutek dział alnoś ci gospodarczej);
- odpady komunalne (powstają ce wskutek bytowania czł owieka);
- osady ś ciekowe.
Celem wynalazku było opracowanie takiego sposobu obróbki wybranych odpadów przemysłowych (odpadów z procesów termicznych, odpadów z chemicznej obróbki i powlekania powierzchni metali oraz z innych materiałów i z procesów hydrometalurgii metali nieżelaznych), odpadów komunalnych (odpadów z instalacji i urządzeń służących zagospodarowaniu odpadów, z oczyszczalni ścieków oraz z uzdatniania wody pitnej i wody do celów przemysłowych), w tym odpadów niebezpiecznych, aby otrzymane po obróbce prefabrykaty były odporne na wypłukiwanie metali ciężkich roztworami wodnymi o różnym pH i aby mogły być ewentualnie wykorzystane.
Składowanie na wysypiskach i hałdach stałych odpadów oraz pozostałości z górnictwa, hutnictwa, przemysłu chemicznego i elektrowni, powoduje, że toksyczne metale ciężkie, znajdujące się w odpadach, przedostają się do środowiska naturalnego wskutek wypłukiwania przez deszcze i przenoszenia przez wiatr. Znane i stosowane obecnie metody utylizacji odpadów przemysłowych, tj. spalanie, składowanie i recykling nie rozwiązują problemu zanieczyszczenia środowiska tymi odpadami.
W Stanach Zjednoczonych wprowadzenie zakazu składowania duż ych iloś ci niebezpiecznych odpadów przyczyniło się do konieczności opracowania nowego sposobu zagospodarowania odpadów i dał o począ tek metodzie „Stabilizacji i zestalania.
Metoda ta polega na przekształcaniu odpadów zagrażających środowisku, za pomocą spoiwa, w bardziej zwarte, stabilne chemicznie i nietoksyczne materiały.
Jak wynika z doniesień literaturowych (Sendijarevic V., Anjum Q., Klempner D., Frisch K. C: Utilization of Strap Automotive Headliners for Interior Trim Applications, Automotive&Transportation Interiors Expo Conference, 1998; 2. V., Anjum Q., Klempner D., Frisch K. C, Gebreselassie G. M., Wolf H.: Recycling of Automotive Headliners Using Isocyjanate-Based Binders, Polyurethanes Expo'98, Pallas, USA, September 19-20, 1998), metoda stabilizacji i zestalania za pomocą poliuretanów znalazła zastosowanie w Stanach Zjednoczonych do utylizacji odpadów powstających w wyniku złomowania samochodów.
Metoda stabilizacji i zestalania polega na zestaleniu odpadu za pomocą spoiwa, które równocześnie powoduje wiązanie i neutralizowanie szkodliwych składników odpadu.
Do badań procesu stabilizacji i zestalania zastosowano odpady przemysłowe w postaci: żużlu pohutniczego, żużlu z wytopu ołowiu, odpadu poflotacyjnego, osadu pogalwanicznego (poneutralizacyjnego) oraz odpady komunalne w postaci spalarnianego pyłu dymnicowego, w tym odpady niebezpieczne. Charakteryzują się one zawartością znacznej ilości substancji toksycznych, m.in. metali ciężkich np. żelaza, ołowiu, arsenu, kadmu, molibdenu, rtęci, chromu.
Do otrzymywania spoiwa poliuretanowego (PUR) według wynalazku stosuje się następujące surowce:
Wieloizocyjaniany:
Mieszanina 2,4- i 2,6-diizocyjanianu toluilenu TDI, diizocyjanian izoforonu IPDI, mieszanina 4,4'-diizocyjanianu difenylenometanu i 4,4',4-triizocyjanianu trifenylenometanu MDI. Najkorzystniej jest stosować techniczny MDI, o zawartości grup izocyjanianowych NCO 28-32%.
Poliole:
• Polieterole - dostępne komercyjnie produkty reakcji poliaddycji tlenku etylenu lub tlenku propylenu z alkoholami wielowodorotlenowymi tj. glikolem etylenowym lub glikolem propylenowym, które to polieterole charakteryzują się liczbą hydroksylową (LH) od 80 do 580 mg KOH/g i liczbą kwasową (LK) poniżej 2,0 mg KOH/g oraz lepkością od 140 do 30000 mPa^s w temperaturze 25°C.
• Poliestrole - dostępne komercyjnie produkty glikolizy, transestryfikacji, addycji i kondensacji mieszaniny surowców petrochemicznych tj. kwasów dikarboksylowych z alkoholami di- i triwodorotlenowymi, oraz surowców odpadowych (PET) i bioodnawialnych olejów roślinnych, które to poliestrole charakteryzują się liczbą hydroksylową (LH) od 150 do 450 mg KOH/g i liczbą kwasową (LK) poniżej 2,0 mg KOH/g oraz lepkością od 200 do 30000 mPa^s w temperaturze 25°C.
PL 211 140 B1
Sposób stabilizowania stałych odpadów przemysłowych i komunalnych według wynalazku polega na tym, że otrzymuje się mieszaninę stałego odpadu i spoiwa poliuretanowego, w której ilość spoiwa poliuretanowego wynosi od 0,2 do 50 części wagowych na 100 części wagowych odpadu, w ten sposób, ż e do suchego odpadu w postaci proszku dodaje się poliolu, w postaci polieterolu bę dącego produktem reakcji poliaddycji tlenku etylenu lub tlenku propylenu z alkoholami wielowodorotlenowymi, zwłaszcza z glikolem etylenowym lub propylenowym albo w postaci poliestrolu będącego produktem kondensacji kwasów dikarboksylowych z alkoholami di- i triwodorotlenowymi, następnie po dokładnym wymieszaniu, dodaje się wieloizocyjanian z grupy obejmującej 2,4- i 2,6-diizocyjanian toluilenu, diizocyjanian izoforonu, mieszaninę 4,4'-diizocyjanianu difenylenometanu i 4,4',4-triizocyjanianu trifenylenometanu MDI, szybko miesza się składniki, po czym otrzymaną mieszaninę utwardza się w formie, w temperaturze do 200°C, pod ciś nieniem od 8 do 100 MPa.
Polieterole korzystnie charakteryzują się liczbą hydroksylową od 80 do 580 mg KOH/g i liczbą kwasową poniżej 2,0 mg KOH/g oraz lepkością od 140 do 30000 mPa^s w temperaturze 25°C, najkorzystniej od 150 do 2000 mPa^s w temperaturze 25°C.
Poliestrole korzystnie charakteryzują się liczbą hydroksylową od 150 do 450 mg KOH/g i liczbą kwasową poniżej 2,0 mg KOH/g oraz lepkością od 200 do 30000 mPa^s w temperaturze 25°C, najkorzystniej od 250 do 4500 mPa^s w temperaturze 25°C.
Korzystnie stosuje się techniczny MDI o zawartości grup izocyjanianowych NCO 28-32%.
Korzystnie w celu wytworzenia mieszaniny odpad/spoiwo poliuretanowe stosuje się wieloizocyjanian w takiej ilości, aby stosunek molowy grup izocyjanianowych do grup wodorotlenowych zastosowanego poliolu wynosił 1:1, najkorzystniej 1,02:1.
Mieszaninę korzystnie utwardza się pod ciśnieniem od 18 do 60 MPa.
Procesowi stabilizacji i zestalania poddaje się odpady przemysłowe i komunalne wysuszone, mające postać drobnoziarnistego proszku. Woda jest środkiem spieniającym w poliuretanach. W wyniku reakcji wody z grupami izocyjanianowymi wydziela się dwutlenek węgla. Proces spieniania poliuretanów może utrudniać proces otrzymywania kształtek z mieszaniny odpadu i spoiwa.
Jako kryterium przy ocenie wyników badań produktów otrzymanych w procesie stabilizacji odpadów bierze się pod uwagę przeznaczenie tych produktów. Jeżeli zadaniem przeprowadzonego procesu jest zabezpieczenie danego odpadu w celu jego utylizacji przez bezpieczne składowanie, należy do tego odpadu dobrać takie spoiwo, aby produkt końcowy był odporny na wymywanie toksycznych składników odpadu. Jeżeli natomiast celem stabilizacji i zestalania jest otrzymanie prefabrykatów dla budownictwa lub drogownictwa, należy wziąć pod uwagę dodatkowo właściwości odpadu, tak, aby w połączeniu z odpowiednio dobranym spoiwem otrzymać produkt, który oprócz odporności na wymywanie toksycznych składników odpadu, spełnia wymagania stawiane prefabrykatom zgodnie z ich przeznaczeniem tzn. np. odpowiednie właściwości mechaniczne.
Właściwości fizykochemiczne kształtek, które otrzymuje się w procesie stabilizacji i zestalania odpadów za pomocą spoiwa MDI/poliol zależą od rodzaju odpadu, rodzaju spoiwa, zawartości spoiwa w kształtce, warunków utwardzania (temperatura, ciśnienie).
W wyniku stabilizacji odpadów sposobem według wynalazku uzyskuje się produkt o znacznie zmniejszonej objętości w porównaniu z objętością odpadów przemysłowych i komunalnych, w tym odpadów niebezpiecznych, które są poważnym problemem wielu fabryk. Produktem otrzymanym sposobem według wynalazku są zwarte płyty, praktycznie nie zagrażające środowisku naturalnemu.
Główną zaletą sposobu stabilizacji odpadów przemysłowych i komunalnych za pomocą poliuretanów jest brak produktów ubocznych, nietoksyczność otrzymanych produktów oraz niski koszt. Spoiwo poliuretanowe stosuje się do unieszkodliwiania różnego rodzaju odpadów stałych: nieorganicznych, organicznych, radioaktywnych, toksycznych. Spoiwo pełni rolę wiążącą i neutralizującą toksyczne składniki odpadu i może stanowić niewielki udział w przeliczeniu na masę odpadu (ilość spoiwa dostosowuje się do rodzaju odpadu i ilości zawartych w nim składników toksycznych). Duża efektywność spoiw PUR jest spowodowana ich doskonałą adhezją, możliwością wiązania metali ciężkich, dużą możliwością doboru komponentów (izocyjanianu i poliolu), dużą szybkością utwardzania, korzystnymi właściwościami związanych odpadów (odporność na starzenie atmosferyczne i temperaturę, hydrofobowość, niski stopień przepuszczalności, dobre właściwości mechaniczne).
Prefabrykaty, zawierające odpady przemysłowe, odpady komunalne stabilizowane spoiwem PUR mogą być bezpiecznie składowane w postaci płyt, bądź mogą stanowić alternatywę dla innych powszechnie stosowanych prefabrykatów w budownictwie lub drogownictwie (np. jako podkłady pod drogi asfaltowe).
PL 211 140 B1
Przedmiot wynalazku przedstawiono w przykładach wykonania.
P r z y k ł a d I
Proces stabilizacji i zestalania odpadów przemysłowych (odpady z termicznych procesów w podziemnych technologiach górniczych i hutniczych: żużlu pohutniczego lub żużlu z wytopu ołowiu lub odpadu poflotacyjnego; odpady zawierające substancje niebezpieczne z innego niż biologicznie oczyszczania ścieków przemysłowych: osady poneutralizacyjne) lub odpadów komunalnych (spalarnianego pyłu dymicowego: mieszaniny popiołów lotnych i odpadów stałych z wapniowych metod odsiarczania gazów odlotowych) za pomocą spoiwa poliuretanowego prowadzi się w następujący sposób.
Do odważonej ilości 90 g odpadu przemysłowego, poddanego wcześniej obróbce wstępnej, polegającej na suszeniu odpadu w suszarce laboratoryjnej w 120°C w czasie 6 godzin, dodano 6 g polieterolu o liczbie hydroksylowej 245 mg KOH/g i liczbie kwasowej 0,9 mg KOH/g oraz lepkości 2340 mPa^s w temperaturze 25°C, następnie dokładnie wymieszano w młynku elektrycznym, po czym dodano 4 g technicznego MDI (zawartość grup NCO: 30%) i ponownie szybko wymieszano. Tak przygotowaną mieszankę przeniesiono do stalowej formy o wymiarach 5 cm : 5 cm : 5 cm i utwardzono na prasie hydraulicznej w temperaturze 200°C i pod ciśnieniem 19,6 MPa w ciągu 120 sekund. Po wystudzeniu formy z kształtką do temperatury pokojowej, formę rozkręcono i wyjęto z niej kształtkę.
Stosunek wagowy poliolu (polieterolu lub poliestrolu) do MDI o 30% zawartości grup NCO (przy 2% nadmiarze grup NCO w stosunku do grup OH) oblicza się według wzoru:
0,0025 · LH oraz x + y = M, w którym--stosunek wagowy poliolu (polieterolu lub poy liestrolu) o znanej liczbie hydroksylowej do MDI o zawartości grup NCO:30%;
LH - liczba hydroksylowa poliolu (polieterolu lub poliestrolu) (mg KOH/g);
M - zawartość spoiwa poliuretanowego w 100-gramowej próbce (g).
P r z y k ł a d II
Do odważonej ilości 97,5 g odpadu przemysłowego, poddanego wcześniej obróbce wstępnej, polegającej na suszeniu odpadu w suszarce laboratoryjnej w 120°C w czasie 4 godzin dodano 1,54 g poliestrolu o liczbie hydroksylowej LH=249,1 mg KOH/g i liczbie kwasowej 0,5 mg KOH/g oraz lepkości 2875 mPa^s w temperaturze 25°C, następnie dokładnie wymieszano w młynku elektrycznym, po czym dodano 0,96 g MDI (zawartość grup NCO: 30%) i ponownie szybko wymieszano. Tak przygotowaną mieszankę przeniesiono do stalowej formy o wymiarach 5 cm : 5 cm : 5 cm i utwardzono na prasie hydraulicznej w temperaturze pokojowej i pod ciśnieniem 39,2 MPa w ciągu 60 sekund. Formę z kształtką rozkręcono i wyjęto z niej kształtkę.
Otrzymane kształtki, będące produktem stabilizacji i zestalania za pomocą spoiwa poliuretanowego, poddano badaniom właściwości fizykochemicznych:
• gęstości otrzymanych kształtek wyznaczono ze stosunku masy i objętości • twardości badano metodą wciskania kuli zgodnie z normą PN-93/C-89030/01 • wytrzymałości na ściskanie badano zgodnie z normą PN-EN ISO 604:2000.
W tabeli 1 przedstawiono właściwości fizykochemiczne kształtek, otrzymanych z wybranych odpadów przemysłowych według sposobu opisanego w przykładach I i II, zawierających różne ilości spoiwa PUR oraz w zmiennych warunkach utwardzania.
T a b e l a 1
| Przykład | Rodzaj odpadu i jego ilość | Skład spoiwa PUR | Warunki procesu utwardzania: Temperatura, Ciśnienie, Czas | Twar- dość, H (MPa) | Wytrzymałość na ściskanie, δsc (MPa) | Gęstość, g 3 G/cm3 | |
| Poliol*, ** (g) o LH (mg KOH/g) | MDI (g) (30% grup NCO) | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| I | Żużel pohutniczy 90 g | 6 g* o LH=245 | 4 g | 200°C 19,6 MPa 120 sekund | 131,00 | 38,40 | 2,35 |
| III | Żużel pohutniczy 90 g | 3 g* o LH=245 | 2 g | 200°C 19,6 MPa 120 sekund | 81,30 | 7,60 | 2,23 |
PL 211 140 B1 cd. tabeli 1
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| IV | Żużel pohutniczy 90 g | 8,33 g* o LH=89 | 1,67 g | 200°C 58,8 MPa 120 sekund | 127,80 | 37,10 | 2,41 |
| V | Żużel z wytopu ołowiu 90 g | 4,7 g** o LH=412 | 5,3 g | 130°C 19,6 MPa 150 sekund | 213,00 | 41,20 | 3,04 |
| VI | Żużel z wytopu ołowiu 95 g | 2,35 g** o LH=412 | 2,65 g | 130°C 19,6 MPa 150 sekund | 159,70 | 18,00 | 3,03 |
| VII | Żużel z wytopu ołowiu 97,5 g | 1,17 g** o LH=412 | 1,33 g | 130°C 19,6 MPa 150 sekund | 136,50 | 14,50 | 2,95 |
| VIII | Żużel z wytopu ołowiu 99,8 g | 0,12 g** o LH=249,1 | 0,08 g | 200°C 58,8 MPa 180 sekund | 120,20 | 11,80 | 2,89 |
| IX | Odpad poflotacyjny 90 g | 6,5 g* o LH=196 | 3,5 g | 90°C 58,8 MPa 180 sekund | 110,80 | 10,40 | 2,80 |
| X | Odpad poflotacyjny 95 g | 3,25 g* o LH=196 | 1,75 g | 90°C 196,6 MPa 180 sekund | 112,40 | 16,94 | 2,20 |
| XI | Odpad poflotacyjny 97,5 g | 1,6 g* o LH=196 | 0,9 g | 90°C 19,6 MPa 180 sekund | 100,50 | 13,75 | 2,10 |
| XII | Odpad poflotacyjny 50 g | 30,81 g** o LH=249,1 | 19,19 | Temp. pokojowa 58,8 MPa 60 sekund | 188,70 | 45,20 | 3,01 |
| II | Osad poneutralizacyjny 97,5 g | 1,54 g** o LH=249,1 | 0,96 g | Temp. pokojowa 39,2 MPa 60 sekund | 106,00 | 14,20 | 2,17 |
| XIII | Osad poneutralizacyjny 97,5 g | 1,20 g** o LH=369,1 | 1,30 g | Temp. pokojowa 39,2 MPa 60 sekund | 105,50 | 14,00 | 2,03 |
| XIV | Osad poneutralizacyjny 95 g | 3 g* o LH=245 | 2 g | 0°C 58,8 MPa 90 sekund | 100,00 | 12,00 | 2,05 |
| XV | Osad poneutralizacyjny 50 g | 30,81 g o LH=249,1 | 19,19 g | Temp. pokojowa 58,8 MPa 60 sekund | 123,20 | 25,10 | 3,01 |
| XVI | Spalarniany pył dymicowy 97,5 g | 1,54 g** o LH=249,1 | 0,96 g | Temp. pokojowa 39,2 MPa 60 sekund | 46,08 | 1,40 | 2,04 |
| XVII | Spalarniany pył dymicowy 97,5 g | 1,20 g** o LH=369,1 | 1,30 g | Temp. pokojowa 39,2 MPa 60 sekund | 46,09 | 2,52 | 2,05 |
| XVIII | Spalarniany pył dymicowy 60 g | 16,33 g** o LH=580 | 23,67 g | Temp. pokojowa 58,8 MPa 60 sekund | 86,09 | 19,10 | 3,02 |
| XIX | Spalarniany pył dymicowy 95 g | 2,35 g** o LH=412 | 2,65 g | 0°C 58,8 MPa 90 sekund | 45,01 | 1,29 | 2,00 |
PL 211 140 B1 cd. tabeli 1
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| XXI | Spalarniany pył dymicowy 99,5 g | 0,31 g* o LH=245 | 0,19 g | Temp. pokojowa 58,8 MPa 60 sekund | 39,09 | 2,97 | 2,50 |
| XXII | Spalarniany pył dymicowy 99,8 g | 0,12 g** o LH=249,1 | 0,08 g | 130°C 58,8 MPa 90 sekund | 42,08 | 3,01 | 2,84 |
Poliol:* polieterol, ** poliestrol
LH - liczba hydroksylowa (mg KOH/g)
Wszystkie kształtki uzyskane w procesie stabilizacji i zestalania za pomocą spoiwa PUR, w sposób przedstawiony w przykładach, poddano ekstrakcji metali ciężkich roztworami wodnymi o róż nym pH:
a) ekstrakcja roztworem wodnym o pH=3,4, według TCLP (Toxity Characteristic Leaching Procedure, USA);
b) ekstrakcja wodą, według normy PN-Z-15009:1997 akceptowanej przez Unię Europejską.
Zawartość metali ciężkich w ekstraktach wodnych oznaczano stosując metodę Absorpcyjnej Spektrometrii Atomowej (ASA) po mineralizacji mikrofalowej zgodnie z normą PN-EN 14084:2004.
T a b e l a 2. Zawartość metali ciężkich w roztworach po ekstrakcji roztworami wodnymi o różnym pH, wybranych kształtek z przykładów I-XVI
| Kształtka z Przykładów I-XVI | pH roztworu użytego do ekstrakcji | Zawartość metali ciężkich w roztworach po ekstrakcji kształtek (mg/l) | |||
| Fe | Cd | Pb | As | ||
| I | 7 | 0,07 | <0,1 | <1 | <0,002 |
| IV | 7 | 0,05 | <0,1 | <1 | <0,002 |
| VII | 7 | 0,18 | <0,1 | <1 | <0,002 |
| XI | 7 | 0,006 | <0,1 | <1 | <0,002 |
| XIII | 3,4 | 0,5 | 1,5 | 8,0 | <0,002 |
| XVI | 3,4 | 0,05 | <0,1 | <1 | <0,002 |
Zastrzeżenia patentowe
Claims (6)
1. Sposób stabilizowania stałych odpadów przemysłowych i komunalnych, znamienny tym, że otrzymuje się mieszaninę stałego odpadu i spoiwa poliuretanowego, w której ilość spoiwa poliuretanowego wynosi od 0,2 do 50 części wagowych na 100 części wagowych odpadu, w ten sposób, że do suchego odpadu w postaci proszku dodaje się poliolu, w postaci polieterolu będącego produktem reakcji poliaddycji tlenku etylenu lub tlenku propylenu z alkoholami wielowodorotlenowymi, zwłaszcza z glikolem etylenowym lub propylenowym albo w postaci poliestrolu bę d ą cego produktem kondensacji kwasów dikarboksylowych z alkoholami di- i triwodorotlenowymi, następnie po dokładnym wymieszaniu, dodaje się wieloizocyjanian z grupy obejmującej 2,4- i 2,6-diizocyjanian toluilenu, diizocyjanian izoforonu, mieszaninę 4,4'-diizocyjanianu difenylenometanu i 4,4',4-triizocyjanianu trifenylenometanu MDI, szybko miesza się składniki, po czym otrzymaną mieszaninę utwardza się w formie, w temperaturze do 200°C, pod ciśnieniem od 8 do 100 MPa.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że polieterole charakteryzują się liczbą hydroksylową od 80 do 580 mg KOH/g i liczbą kwasową poniżej 2,0 mg KOH/g oraz lepkością od 140 do 30000 mPa^s w temperaturze 25°C, najkorzystniej od 150 do 2000 rnPa^s w temperaturze 25°C.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że poliestrole charakteryzują się liczbą hydroksylową od 150 do 450 mg KOH/g i liczbą kwasową poniżej 2,0 mg KOH/g oraz lepkością od 200 do 30000 mPa^s w temperaturze 25°C, najkorzystniej od 250 do 4500 mPa^s w temperaturze 25°C.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jako wieloizocyjanian stosuje się techniczny MDI o zawartości grup izocyjanianowych NCO 28-32%.
PL 211 140 B1
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się wieloizocyjanian w takiej ilości, aby stosunek molowy grup izocyjanianowych do grup wodorotlenowych zastosowanego poliolu wynosił 1:1, najkorzystniej 1,02:1.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszaninę utwardza się pod ciśnieniem od 18 do 60 MPa.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL386191A PL211140B1 (pl) | 2008-09-30 | 2008-09-30 | Sposób stabilizowania stałych odpadów przemysłowych i komunalnych |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL386191A PL211140B1 (pl) | 2008-09-30 | 2008-09-30 | Sposób stabilizowania stałych odpadów przemysłowych i komunalnych |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL386191A1 PL386191A1 (pl) | 2010-04-12 |
| PL211140B1 true PL211140B1 (pl) | 2012-04-30 |
Family
ID=42989704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL386191A PL211140B1 (pl) | 2008-09-30 | 2008-09-30 | Sposób stabilizowania stałych odpadów przemysłowych i komunalnych |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL211140B1 (pl) |
-
2008
- 2008-09-30 PL PL386191A patent/PL211140B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL386191A1 (pl) | 2010-04-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liaw et al. | A novel method to reuse paper sludge and co-generation ashes from paper mill | |
| Chiou et al. | Lightweight aggregate made from sewage sludge and incinerated ash | |
| CA1302084C (en) | Solid fuel composition from waste products | |
| KR20140092699A (ko) | 페트로 코크스 탈황석고를 이용한 고함수 슬러지 고화제 및 이를 이용한 고화토 제조방법 | |
| EP0527222A1 (en) | Hazardous waste disposal method and composition | |
| KR100806200B1 (ko) | 고함수 슬러지 고화제 | |
| KR101035876B1 (ko) | 친환경 연약지반 개량용 고화제 및 그 제조방법 | |
| Gao et al. | Preparation and characterization of cementitious materials from dedioxinized and dechlorinated municipal solid waste incineration fly ash and blast furnace slag | |
| PL211140B1 (pl) | Sposób stabilizowania stałych odpadów przemysłowych i komunalnych | |
| KR101200278B1 (ko) | 하수슬러지 고화재 및 이를 이용한 인공토양 제조방법 | |
| Hamood et al. | Sustainability of sewage sludge in construction | |
| JP2004141774A (ja) | 土壌又は底質の浄化方法 | |
| KR20110134028A (ko) | 고함수 슬러지 탈수재 및 이를 이용한 고함수 슬러지의 탈수방법 | |
| KR100948658B1 (ko) | 하수슬러지 소각재를 재활용한 하수 슬러지 고화방법 및 이 방법에 의해 생산된 하수 슬러지 고화체 | |
| DE19520651B4 (de) | Verfahren zur Verwertung und Entsorgung von Klär- bzw. Wasserwerksschlämmen | |
| JP4692064B2 (ja) | 還元処理剤および還元処理方法 | |
| PL209926B1 (pl) | Sposób obróbki szlamu zanieczyszczonego metalami ciężkimi | |
| Kakimoto et al. | Use of fine-grained shredder dust as a cement admixture after a melting, rapid-cooling and pulverizing process | |
| Bańkowska et al. | Solidification/stabilization of industrial wastes using polyurethanes | |
| Xie et al. | Harmless Impact of Electrolytic Manganese Residue by Low Temperature Thermochemical Method with Carbide Slag | |
| Vaidya et al. | Validation of an in situ solidification/stabilization technique for hazardous barium and cyanide waste for safe disposal into a secured landfill | |
| KR20020049594A (ko) | 제철부산물을 이용한 복토 혹은 성토용 매립재 및 그제조방법 | |
| Yang et al. | Feasibility of using a mixture of an electroplating sludge and a calcium carbonate sludge as a binder for sludge solidification | |
| Min et al. | Arsenic pollution control technologies for arsenic-bearing solid wastes | |
| Szymański et al. | The estimate of bioavailability of copper, lead and zinc in municipal solid waste and compost |