PL231196B1 - Sposób stabilizacji substancji niebezpiecznych dla środowiska - Google Patents

Sposób stabilizacji substancji niebezpiecznych dla środowiska

Info

Publication number
PL231196B1
PL231196B1 PL401151A PL40115112A PL231196B1 PL 231196 B1 PL231196 B1 PL 231196B1 PL 401151 A PL401151 A PL 401151A PL 40115112 A PL40115112 A PL 40115112A PL 231196 B1 PL231196 B1 PL 231196B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
magnesium
sodium
acid
waste
catalyst
Prior art date
Application number
PL401151A
Other languages
English (en)
Other versions
PL401151A1 (pl
Inventor
Agata Sikorska
Original Assignee
Eko Partnerzy Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Eko Partnerzy Spólka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eko Partnerzy Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia, Eko Partnerzy Spólka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia filed Critical Eko Partnerzy Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority to PL401151A priority Critical patent/PL231196B1/pl
Publication of PL401151A1 publication Critical patent/PL401151A1/pl
Publication of PL231196B1 publication Critical patent/PL231196B1/pl

Links

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób stabilizacji substancji niebezpiecznych dla środowiska, zwłaszcza takich jak cynk, ołów, nikiel chrom czy miedź zawartych w odpadach w postaci szlamów, popiołów, w zanieczyszczonej glebie czy w zawiesinie. Sposób ten polega na przekształceniu odpadów niebezpiecznych w produkty „bezpieczne”, które z powodzeniem mogą być wykorzystane w różnych dziedzinach gospodarki a nie jak dotychczas składowane i lepiej lub gorzej zabezpieczane.
Problem unieszkodliwiania odpadów niebezpiecznych jak szlamy, popioły, zanieczyszczona gleba czy też różnego typu zawiesiny jest bardzo istotny. Stosowana najczęściej stabilizacja substancji niebezpiecznych dla środowiska opiera się na procesach, w których głównym składnikiem środka stabilizującego jest cement. Metody immobilizacji związków niebezpiecznych z wykorzystaniem cementu nie gwarantują jednak długiego okresu ochrony środowiska przed wymywaniem tych zanieczyszczeń ze względu na procesy korozji magnezowo-chlorkowej, porowatość i dużą zależność trwałości wiązania od pH środowiska. Ponadto mankamentem jest także duży przyrost masy i objętości po zestaleniu, a powstały produkt nie nadaje się do ponownego wykorzystania i trafia na składowiska.
Spośród innych metod, znajdujących zastosowanie na skalę techniczną, najlepszą metodą pod względem trwałości wiązania niebezpiecznych substancji, jest zastosowanie stabilizatorów z dodatkiem środków tworzących z metalami ciężkimi lub toksycznymi związkami organicznymi trwałe formy wewnątrz strukturalne. Do takiego rodzaju związków należą np. mieszaniny soli i tlenków wapnia oraz magnezu, głównie otrzymywane z dolomitów.
Ze zgłoszenia patentowego US 2005/0103235 znany jest sposób, w którym unieszkodliwianie odpadów prowadzi się za pomocą jednopostaciowych cementowych kompozycji z zawartością tlenku magnezu. Sposób ten jest dedykowany przede wszystkim zanieczyszczonym materiałom pucolanowym, takim jak pyły lotne. W sposobie tym, do substancji stabilizujących takich jak cement portlandzki oraz tlenek magnezu dodaje się przyspieszacze, np. siarczany żelaza.
Z opisu zgłoszenia patentowego US 2008/0146860 znane są spoiwa służące do stabilizacji odpadów niebezpiecznych, które w swoim składzie zawierają tlenek magnezu (bez obecności węglanu wapnia) domieszkowany głównie siarczanami lub chlorkami żelaza i glinu. Zawarte w takim spoiwie sole przyspieszają efekt sieciujący spoiwa.
Z kolei z opisu zgłoszenia US 2009/0118564 znany jest sposób unieszkodliwiania odpadów płynnych, półpłynnych i ciekłych lub gazowych, w którym wykorzystuje się substancje stabilizujące zawierające tlenek magnezu (lub wapnia), siarczany (IV) i (VI) magnezu (lub wapnia), chlorek magnezu (lub wapnia), wodorotlenek magnezu (lub wapnia) lub mieszaninę tych składników.
Z opisu patentu US 6.592.294 znany jest sposób in situ unieszkodliwiania zanieczyszczeń znajdujących się w glebie. Sposób ten polega na stworzeniu w określonym obszarze gleby przepuszczalnej reaktywnej bariery lub strefy zawierającej osad fosforanu, np. apatytowej. Barierową substancję reaktywną (zawierającą zmieszane fosforany i schelatowane (związane) związki wapnia wstrzykuje się do gleby. Schelatowane związki wapnia ulegają biodegradacji i powoli uwalniają wolny wapń, który potem reaguje z fosforanami tworząc nierozpuszczalny osad. W zależności od warunków chemicznych tworzy się apatyt lub hydroksyapatyt. Izotopy promieniotwórcze i zanieczyszczenia metalami ciężkimi, w tym ołowiem, strontem, lantanowcami i uranem, są następnie poddawane selektywnej sekwestracji (oddzielaniu) poprzez ich sorpcję na wytrąconych fosforanach. Dzięki takiemu działaniu możliwe jest selektywne wychwytywanie i usuwanie radionuklidów i metali ciężkich z gleby. Jednocześnie bariera ta czy też strefa, zawierająca osad fosforanów, jest przepuszczalna dla wody i innych związków. Opisana metoda może być też stosowana do redukcji i selektywnej sekwestracji dwutlenku technetu lub zanieczyszczeń selenem.
Z patentu US 5.210.216 A, znane są związki stosowane w procesach sekwestracji metali. Są to pochodne kaliksarenów i oksykaliksanenów. Mogą być one stosowane do sekwestracji metali przejściowych (np. takich jak srebro, miedź) z uwodnionych mieszanin metali alkalicznych czy metali ziem alkalicznych z metalami przejściowymi. Tę metodę sekwestracji proponuje się szczególnie dla manganowców, pierwiastków ziem alkalicznych takich jak wapń czy magnez i pierwiastków III grupy UO, ale również dla lantanowców.
PL 231 196 B1
Sposób wykorzystujący kaliksareny może być stosowany także w ekstrakcji cennych metali z zanieczyszczonej wody morskiej oraz odzyskiwania srebra z odpadów powstających w przemyśle fotograficznym.
Wszystkie znane sposoby unieszkodliwiania (immobilizacji) związków toksycznych w odpadach niebezpiecznych opierają się na mechanizmie przeprowadzania jednoetapowego procesu, bez ukierunkowania na dany składnik toksyczny czy kontroli kierunku przebiegających reakcji prowadzących do powstawania półproduktów.
Celem wynalazku jest opracowanie uki erunkowanego na dany składnik toksyczny sposobu unieszkodliwiania tego składnika - substancji niebezpiecznej w odpadach w postaci szlamów, popiołów, zanieczyszczonej gleby czy zawiesin. Sposobu, który gwarantowałby trwały efekt zarówno w odniesieniu do mieszanin metali ciężkich jak i toksycznych związków organicznych, a ponadto pozwoliłby na wykorzystanie odpadu unieszkodliwionego.
Sposób według wynalazku polega na tym, że na substancję niebezpieczną dla środowiska, zawartą w odpadach w postaci szlamów, popiołów, w zanieczyszczonej glebie czy w zawiesinie, zwłaszcza na substancję, która zawiera cynk, ołów, nikiel i chrom czy miedź, działa się mieszaniną zmieniającą jej agresywność, która musi zawierać sekwestrant, środek sieciujący oraz katalizator. W sposobie tym, po ustaleniu rodzaju substancji niebezpiecznej dominującej w odpadzie, odpad rozdrabnia się korzystnie do gramatury ziaren mniejszej niż 60 gm, w którym zawartość wody wynosi 20-40%. Następnie w temperaturze otoczenia najpierw dodaje się sekwestranta, w postaci kwasu karboksylowego, korzystnie mrówkowego, w postaci soli sodowych kwasów karboksylowych, korzystnie szczawianu sodu, soli disodowej EDTA lub w postaci kwasu alkilofosforowego, korzystnie kwasu di(2-etyloheksylo)fosforowego, w postaci kwasu dialkilofosfinowego, korzystnie kwasu di(2,4,4-trimetylopentylo)fosfinowego lub w postaci estru kwasu fosfonowego, korzystnie estru 2-etyloheksylofosfonianu 2-etyloheksylu, w postaci kwasu alkilotiofosfinowego, korzystnie kwasu di(2,4,4-trimetylopentylo)monotiofosfinowego lub pochodnych kwasu sulfonowego, korzystnie w postaci kwasu dinonylonaftalenosulfonowego, lub w postaci hydroksyoksymów, korzystnie oksymu 2-hydroksy-5-nonylobenzofenonu lub w postaci diketonów, korzystnie 1-fenylodekan-1,3-dionu lub w postaci estru, korzystnie fosforanu tributylu, estru kwasu dimetylo-2,2-dibenzimidazolo-1-karboksylowego lub w postaci soli sodowych, korzystnie wodorosiarczanu (IV) sodu, ditionianu (III) sodu lub trimetafosforanu sodu Na3P3O9 - w stosunku molowym 0,1-1 mola na 1 mol wytypowanej substancji niebezpiecznej i miesza się. Później do wymieszanej masy dodaje się środka sieciującego, korzystnie tlenku glinu (gibbsyt AbO3*3H2O lub boehmit AbO3*H2O), tlenku krzemu, tlenku wapnia bądź tlenku magnezu, lub w postaci krzemianu wapnia (hatrurit Ca3SiO5 lub larnit Ca2SiO4), bądź glinianów magnezu, korzystnie w postaci glinianu trójmagnezowego Mg 3ALO6, lub w postaci glinianów wapniowych, korzystnie glinianu trójwapniowego Ca 3ALO6, lub w postaci węglanu wapniowomagnezowego [(Ca,Mg)CO3] lub w postaci hydroksowęglanów magnezu (czterowodny hydroksowęglan magnezu Mgs(OH)2(CO3)4*4H2O lub pięciowodny hydroksowęglan magnezu Mgs(OH)2(CO3)4*5H2O), lub w postaci hydroksochlorowęglanów, korzystnie trójwodnego hydroksochlorowęglanu magnezu Mg2OHClCO3*3H2O lub w postaci hydroksochlorków magnezu, korzystnie ośmiowodnego hydro ksochlorku magnezu Mg(OH)2*MgCl2*8H2O w stosunku molowym 0,5-1,5 mola na 1 mol substancji niebezpiecznych w surowym odpadzie. Po czym dodaje się katalizatora, korzystnie glinianów (glinian litu lub glinian sodu lub glinian potasu lub glinian magnezu), siarczanów (VI) (siarczan (VI) litu, siarczan (VI) wapnia, siarczan (VI) glinu lub siarczan (VI) magnezu), siarczków (siarczek sodu, siarczek potasu, siarczek glinu lub siarczek magnezu), krzemianów (krzemian litu, krzemian potasu, krzemian glinu lub krzemian magnezu), węglanów (węglan litu, węglan sodu, węglan potasu, węglan glinu lub węglan magnezu), chlorków (chlorek sodu, chlorek potasu, chlorek glinu lub chlorek magnezu), fosforanów (fosforan sodu, fosforan potasu lub fosforan magnezu), w stosunku molowym 0,01-0,05 mola na 1 mol dodanego środka sieciującego, i miesza się do uzyskania pełnej homogenizacji. Uzyskaną masę formuje się, korzystnie w brykiety i suszy się przez co najmniej 10 dni. Korzystnie jest jeżeli przed formowaniem i suszeniem do masy dodaje się substancje modyfikujące fizyczne własności wysuszonej masy jak, kruchość, wytrzymałość na ściskanie, plastyczność, czas zastygania, gęstość, twardość, mikroporowatość i tym podobne cechy fizyczne.
PL 231 196 B1
Sposób według wynalazku zapewnia całkowite unieszkodliwienie substancji niebezpiecznych dzięki temu, że jest procesem wieloetapowym, w którym wywoływane są dedykowane reakcje chemiczne wiązań szkodliwych substancji (do których należą np. związki metali ciężkich, wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne, substancje pochodzenia mineralnego, wysokoprzetworzone pochodne związków organicznych etc.) Prowadzi do otrzymania materiału o inertnych cechach dla środowiska. W otrzymanym produkcie zanieczyszczenia są trwale związane w formy nieaktywne chemiczne w stosunku do eluentów z grupy roztworów mineralnych kwasów, a kontr olowany kierunek przebiegu reakcji pozwala na otrzymanie trwałych zamkniętych sferycznie konfiguracji krystalicznych bez pozostałości półproduktów reakcji.
Ponadto sposób według wynalazku pozwala na zwiększenie wydajności znanych procesów chemicznego wiązania i zestalania odpadów niebezpiecznych, uniknięcie ryzyka rosnącej w miarę upływu czasu wymywalności substancji niebezpiecznych (co ma miejsce w metodach cementowania) oraz obniżenie kosztów procesu. W perspektywie rosnących opłat za składowanie odpadów przedstawiona technologia daje także kompleksowe rozwiązanie wykorzystania unieszkodliwionego materiału jako surowca do wytwarzania materiałów użytkowych.
Sposób według wynalazku zostanie poniżej objaśniony na pięciu przykładach stabilizacji wybranych odpadów niebezpiecznych. Warunki procesowe są takie same dla wszystkich przykładów.
Wszystkie reakcje zachodzą w środowisku wodnym i w temperaturze otoczenia. Optymalnym poziomem wilgotności rozdrobnionego odpadu a także masy procesowej głównego etapu stabiliz acji (katalitycznego rozkładu matrycowego) jest 30% udział wody. W celu osiągnięcia takiego uwodnienia wykorzystano wody poprocesowe (ale mogą to być także podczyszczone ścieki). Proponowany sposób nie wymaga doprowadzania energii.
Do przeprowadzenia procesu na skalę techniczną niezbędna jest instalacja zapewniająca określone warunki procesowe. Podstawą tej instalacji jest mieszalnik, który ogranicza środowisko reakcji i zapewnia homogenizację poszczególnych substratów reakcji. Całość instalacji uzupełnia system podajników i dozowników wagowych oraz urządzenia służące do odbioru i konfekcjonowania (opcjonalnie, w zależności od przewidywanego przeznaczenia masy poprocesowej). Instalacja może być przygotowana również jako instalacja mobilna do pracy w trybie in situ wytwarzania odpadów.
Przed przystąpieniem do procesu unieszkodliwiania z materiału odpadowego z wszystkich pięciu unieszkodliwianych odpadów pobrano próbkę o objętości 1000 ml i przeprowadzono analizę stężenia substancji toksycznych w tych odpadach. Następnie odpady poddano rozdrobnieniu tak, aby wszystkie składniki poddane w następnym etapie mieszaniu miały ziarna o gramaturze mniejszej niż 60 μm jak również w miarę potrzeb uwodnieniu. Tak przygotowane odpady mieszano przez 1 min w mieszadle mechanicznym. W zależności od dominującej substancji toksycznej/czynnika szkodliwego, do rozdrobnionego i uwodnionego w granicach 20-40% odpadu, dodano odpowiedniego sekwestranta, odpowiedniego środka sieciującego i odpowiedniego katalizatora
W pierwszym przykładzie unieszkodliwianiu poddano szlam pogalwaniczny według składu podanego w tabeli 1.
PL231 196 Β1
Tabela 1
Parametr Materiał surowy- wartości wymywalności | m&ftg suchej masy] Materiał po procesie obejmującym sekwestracjęwartości wymywalności [mg/kg suchej masy] Dopuszczalne wartości wymywalności do składowania na składowiskach (test podstawowy) [mg/kg suchej masy]
odpadów niebezpiecznych Odpadów innych niż niebezpieczne i obojętne
Arsen (As) 0,3 0,08 25 2
Bar (Ba) 117,9 50,2 300 100
Chroni (Cr) 89,6 7,1 70 10
Molibden (Mo) 6,7 2,2 30 10
Kadm (Cd) 8,2 0,7 5 1
Miedź (Cu) 218,5 23,4 100 50
Cynk(Zn) 883,5 47,2 200 50
Chlorki (Cl·) 4002,8 422,1 25000 15000
Fluorki (F‘) 394,9 207,3 500 150
Siarczany (SO4)2' 82340 13980 50000 20000
Przeprowadzona analiza ujawniła, że dominującą substancją niebezpieczną w tym szlamie są kationy cynku. Poddany unieszkodliwianiu szlam rozdrobniono, ale nie wymagał dodania wody, gdyż jego uwodnienie wynosiło 40%.
Jako sekwestranta użyto kwasu di(2,4,4-trimetylopentylo)fosfinowego w stosunku 0,4 mola sekwestranta na 1 mol kationów cynku. W takiej samej proporcji w funkcji sekwestranta można użyć także kwasu alkilofosforowego, korzystnie kwasu di(2-etyloheksylo)fosforowego.
Jako środek sieciujący (akcelerator) zastosowano mieszaninę 1:1 czterowodnego hydroksowęglanu magnezu Mg5(OH)2(CO3)4*4H2O oraz tlenku glinu w postaci korundu AI2O3. Środek sieciujący był dodawany w stosunku molowym 0,7 mola na 1 mol jonów cynku.
W takiej samej proporcji jako środka sieciującego można dodać gibbsyt AbO3*3H2O lub boehmit bemit AI2O3*H2O.
Katalizatorem sieciowania był krzemian magnezu (Mg6[(OH)sSi40io]) dodany w ilości 0,02 mola na 1 mol środka sieciującego. W takiej samej proporcji jako katalizatora można użyć korzystnie krzemianu litu, potasu czy glinu. Po zakończeniu homogenizacji unieszkodliwioną próbkę odpadu przechowywano przez 14 dni w temperaturze pokojowej. Po dwóch tygodniach przechowywania otrzymany w wyniku stabilizacji materiał poddano ponownej analizie jak w tab. 1. Analiza ta wykazała znaczne obniżenie wartości kationów cynku, ponad 18 krotne zmniejszenie wymywalności tych kationów. Pozostałe parametry po tak dobranym procesie unieszkodliwienia także zostały obniżone poniżej dopuszczalnych wartości wymywalności do składowania na składowiskach innych niż niebezpieczne i obojętne.
W drugim przykładzie analizie poddano odpad w postaci popiołu ze spalarni odpadów, według składu podanego w tabeli 2.
Ustalono, że dominującą w odpadzie substancją szkodliwą są kationy ołowiu. Najpierw dodano wody do osiągnięcia uwodnienia masy 40%. Do uwodnionej wymieszanej masy dodano sekwestranta w postaci trimetafosforanu sodu Na3P3Og w ilości 0,2 mola na 1 mol kationów ołowiu z domieszką 0,2 mola na 1 mol kationów ołowiu 2-etyloheksylofosfonianu 2-etyloheksylu.
PL231 196 Β1
W takiej samej proporcji jako sekwestranta mieszanego z trimetafosforanem sodu można użyć też kwasu di(2,4,4-trimetylopentylo)monotiofosfinowego czy kwasu dinonylonaftalenosulfonowego.
Po wymieszaniu masy procesowej dodano środka sieciującego, którym był czterowodny hydroksowęglan magnezu Mg5(OH)2(CO3)4*4H2O w stosunku molowym do jonów substancji niebezpiecznych 1:1.
W takiej samej proporcji jako środka sieciującego można użyć także pięciowodnego hydroksowęglanu magnezu Mg5(OH)2(CO3)4*5H2O.
Tabela 2
Parametr Materiał surowy wartości wymywalrwści suchej masy] Materia! po procesie obejmującym sekwestrację wartości wymywalrtości fmg/kg suchej masy] Dopuszczalne wartości wymywalność i do składowania na składowiskach odpadów innych niż niebezpieczne i obojętne (test podstawowy) |mg/kg suchej masy]
Arsen (As) 0,57 0,13 2
Bar (Ba) 3,98 2,59 100
Chrom (Cr) 47,91 8,99 10
Molibden (Mo) 0,02 0,004 10
Kadm (Cd) 367 0,042 1
Miedź (Cu) 0,88 0,17 50
Nikiel (Ni) 1,02 0,50 10
Ołów (Pb) 5500 1,50 10
Antymon (Sb) 0,01 0,002 0,7
Rtęć (Hg) 0,08 0,004 0,2
Selen (Se) 0,002 0,001 0,5
Cynk (Zn) 8702 33 50
Chlorki (Cl') 20134 12297 15000
Fluorki (F) 58,12 10,1 150
Siarczany (SO4)2' 21980 13987 20000
Rozpuszczony węgiel organiczny (DOC) 15,17 4,50 800
Stale związki rozpuszczone (TDS) 98139 57862 60000
Jednocześnie ze środkiem sieciującym dodano katalizator, którym był siarczek sodu. Katalizator dodano w stosunku 0,05 mola siarczku na 1 mol środka sieciującego. W takiej samej proporcji można użyć także siarczku potasu, siarczku glinu czy siarczku magnezu.
W trzecim przykładzie analizie poddano szlam z oczyszczania ścieków przemysłowych według składu podanego w tabeli 3.
PL231 196 Β1
Tabela 3
Parametr Materiał surowy wartości wymywalności |mg/kg suchej masy] Materiał po procesie obejmującym sekwestrację wartości wymywalności [mg/kg suchej masy] Dopuszczalne wartości wymywalności do składowania na składowiskach odpadów innych niż niebezpieczne i obojętne (test podstawowy) suchej masyl
Arsen (As) 4,32 1,12 2
Bar (Ba) 367,66 67,98 100
Chrom (Cr) 1544,97 5,44 10
Molibden (Mo) 4,57 2,12 10
Kadm (Cd) 6,05 0,78 1
Miedź (Cu) 134,31 34,57 50
Nikiel (Ni) 47,38 8,11 10
Ołów (Pb) 102,65 8,96 10
Antymon (Sb) 2,25 0,52 0,7
Rtęć (Hg) 4,21 0,11 0,2
Selen (Se) 0,32 0,18 0.5
Cynk(Zn) 3659,98 42,11 50
Rozp. węgiel organiczny (DOC) 7615 702 800
Stałe związki rozpuszczone (TDS) 97561 53246 60000
Analiza ujawniła, że dominującą substancją niebezpieczną są kationy niklu.
Po rozdrobnieniu, uwodnieniu i wymieszaniu odpadu, dodano 0,4 mola EDTA na 1 mol jonów niklu. W takiej samej proporcji można użyć w funkcji sekwestranta kwasu mrówkowego, a także soli sodowych kwasów karboksylowych, korzystnie soli diodowej EDTA, lub szczawianu sodu.
Natomiast jako środka sieciującego użyto hydroksochlorku magnezu Mg(OH)2*MgCl2*8H2O oraz tlenku krzemu w stosunku molowym 0,7 mola każdego sekwestranta na 1 mol każdego z jonów metali ciężkich oraz toksycznych anionów kwasowych.
Zamiast hydroksochlorku magnezu w takiej samej proporcji można stosować hydroksochlorowęglany (trójwodny hydroksochlorowęglan magnezu - Mg2OHCICO3*3H2O.
Jako katalizator zastosowano glinian magnezu w stosunku 0,02 mola na 1 mol użytego środka sieciującego. W takiej samej proporcji można zastosować również glinian litu, glinian sodu, glinian potasu lub chlorek sodu, chlorek potasu, chlorek glinu czy też chlorek magnezu.
W przykładzie czwartym analizie poddano mieszaninę osadów przemysłowych według składu podanego w tabeli 4.
Analiza ujawniła, że dominującą substancją niebezpieczną są związki chromu. Parametrem, który wyznaczono do obniżenia w procesie sekwestracji było stężenie kationów chromu (VI).
PL231 196 Β1
Odpad rozdrobniono, uwodniono, wymieszano i dodano sekwestrant w postaci ditionianu (III) sodu w środowisku kwaśnym w stosunku molowym sekwestranta do kationów chromu 0,4 : 1. Zachowując taką samą proporcję zamiast ditionianu można zastosować wodorosiarczan (IV) sodu.
Do wymieszanej masy procesowej wprowadzono środek sieciujący w postaci tlenku magnezu oraz tlenku wapnia w równomolowej mieszaninie tlenków w stosunku 0,8 mola środka sieciującego na 1 mol jonów substancji niebezpiecznych.
Tabela 4
Parametr Materiał surowy wartości wymywalności |mg/kg suchej masy] Materiał po procesie obejmującym sekwestrację wartości wymywalności [mg/kg suchej masy] Dopuszczalne wartości wymywalności do składowania na składowiskach odpadów innych niż niebezpieczne i obojętne (test podstawowy) Img/kg suchej masyj
Bar (Ba) 17,66 7,43 100
Chrom (Cr) 231,24 2,49 10
Molibden (Mo) 9,51 2,86 10
Kadm (Cd) 16,58 0,64 1
Miedź (Cu) 60,14 5,42 50
Nikiel (Ni) 38,71 7,13 10
Ołów (Pb) 82,87 7,63 10
Antymon (Sb) 2,76 0,12 0,7
Rtęć (Hg) 11,32 0,09 0,2
Chlorki (CT) 206403 987,16 15000
Siarczany (SO4)2 20113 16648 20000
Cynk(Zn) 74,89 8,09 50
Rozpuszczony węgiel organiczny (DOC) 183,14 18,79 800
Stałe związki rozpuszczone (TDS) 612459 26309 60000
Zachowując taką samą proporcję jako środka sieciującego można użyć także węglanu wapniowomagnezowego (Ca, Mg)CC>3.
Razem ze środkiem sieciującym do masy procesowej dodano katalizatora w postaci węglanu magnezu w stosunku 0,01 mola na 1 mol dodanego środka sieciującego.
Zachowując taką samą proporcję jako katalizatora można użyć węglanu litu, węglanu sodu, węglanu potasu, węglanu glinu, lub fosforanów takich jak fosforan sodu, fosforan potasu, fosforan magnezu.
Ponieważ unieszkodliwiony odpad będzie służył jako materiał nasypowy do utwardzania nawierzchni dróg dojazdowych, do masy procesowej dodano dostępnego w handlu modyfikatora, poprawiającego wytrzymałość na ściskanie, wypływ wilgoci i mrozoodporność oraz kruszywa mineralnego. Kruszywo stanowiło 20% masy poprocesowej.
PL231 196 Β1
W piątym przykładzie analizie poddano mieszankę popiołowo-żużlową wraz ze szlamem z oczyszczania ścieków przemysłowych według składu podanego w tabeli 5.
Na podstawie analiz stwierdzono, że czynnikiem niebezpiecznym o szczególnie wysokim stężeniu wobec norm, które należy spełnić dla odpadów składowanych na składowiskach są kationy miedzi. Wobec wysokiego stężenia także jonów siarczanowych zastosowano sekwestrant w postaci oksymu 2-hydroksy-5-nonylobenzofenonu w stosunku molowym 0,5 mola na 1 mol wytypowanej substancji niebezpiecznej do sekwestracji. Zachowując taką samą proporcję jako sekwestranta można użyć 1-fenylodekan-1,3-dionu lub fosforanu tributylu czy ester kwasu dimetylo-2,2-dibenzimidazolo-1 -karboksylowego.
Następnie jako środka sieciującego użyto glinianu trójwapniowego Ca3AbO6 i hatruritu CasSiOs w stosunku molowym 0,8 mola na 1 mol jonów substancji toksycznych.
W tym przypadku zachowując taką samą proporcję jako środek sieciujący można zastosować także krzemian wapnia, w postaci larnitu Ca2SiC>4 a także gliniany magnezowe, z których najlepszy jest glinian trójmagnezowy Mg3AbO6. Do mieszaniny procesowej dodano katalizator w postaci siarczanu wapnia w stosunku 0,04 mola na 1 mol środka sieciującego. Zachowując taką samą proporcję, jako katalizatora można użyć także siarczanu (VI) litu, siarczanu sodu, siarczanu glinu czy siarczanu magnezu.
Tabela 5
Parametr Materiał surowy wartości wymywało ości [mg/kg suchej masy] Materiał po procesie obejmującym sekwestrację wartości wymywalnośći [mg/kg suchej masy] Dopuszczalne wartości wymywał ności do składowania na składowiskach odpadów innych niż niebezpieczne i obojętne (test podstawowy) [mg/kg suchej masy]
Bar (Ba) 17,66 7,43 ,00
Chrom (Cr) 8,97 2,79 10
Molibden (Mo) 9,51 2,86 10
Kadm (Cd) 10,58 0,64 1
Miedź (Cu) 566,10 12,55 50
Nikiel (Ni) 7,83 5,12 10
Ołów (Pb) 22,05 1,01 10
Antymon (Sb) 1,76 0,12 0,7
Rtęć (Hg) 1,21 0,023 0,2
Chlorki (Cl) 26403 987,16 15000
Siarczany (SOJ2‘ 501 !3 16648 20000
Cynk (Zn) 188,85 0,87 50
Rozpuszczony węgiel organiczny (DOC) 1183,14 18,79 800
Stałe związki rozpuszczone (TDS) 612459 26309 60000
Tak ustabilizowaną mieszaninę uformowano w kostki o wymiarach 24cm x 24cm x 59 cm i poddano suszeniu w temperaturze otoczenia przez 10 dni.

Claims (13)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób stabilizacji substancji niebezpiecznych dla środowiska, zwłaszcza takich jak cynk, ołów, nikiel, chrom czy miedź znajdujących się w odpadach w postaci szlamu, popiołu, w zanieczyszczonej glebie czy w zawiesinie, gdzie na substancję niebezpieczną działa się środkiem zmieniającym jej agresywność zawierającym sekwestranty, środki sieciujące oraz katalizatory, znamienny tym, że po ustaleniu rodzaju substancji niebezpiecznej dominującej w odpadzie, odpad rozdrabnia się i w temperaturze otoczenia dodaje się sekwestranta, w postaci kwasu karboksylowego, korzystnie mrówkowego, w postaci soli sodowych kwasów karboksylowych, korzystnie szczawianu sodu, soli disodowej EDTA, lub w postaci kwasu alkilofosforowego, korzystnie kwasu di(2-etyloheksylo)fosforowego, w postaci kwasu dialkilofosfinowego korzystnie kwasu di(2,4,4-trimetylopentyIo)fosfinowego lub w postaci estru kwasu fosfonowego, korzystnie estru 2-etyloheksylofosfonianu 2-etyloheksylu, w postaci kwasu alkilotiofosfinowego, korzystnie kwasu di(2,4,4-trimetylopentylo)monotiofosfinowego lub pochodnych kwasu sulfonowego, korzystnie w postaci kwasu dinonylonaftalenosulfonowego, lub w postaci hydroksyoksymów, korzystnie oksymu 2-hydroksy-5-nonylobenzofenonu lub w postaci diketonów, korzystnie 1-fenylodekan-1,3-dionu lub w postaci estru, korzystnie fosforanu tributylu, estru kwasu dimetylo2,2-dibenzimidazolo-1-karboksylowego lub w postaci soli sodowych, korzystnie wodorosiarczanu (IV) sodu, ditionianu (III) sodu lub trimetafosforanu sodu Na3P3O9 - w stosunku molowym 0,1-1 mola na 1 mol wytypowanej substancji niebezpiecznej i miesza się, następnie do wymieszanej masy dodaje się środka sieciującego, korzystnie tlenku glinu, tlenku krzemu, tlenku wapnia bądź tlenku magnezu, lub w postaci krzemianu wapnia, bądź glinianów magnezu, korzystnie w postaci glinianu trójmagnezowego Mg 3Al2O6, lub w postaci glinianów wapniowych, korzystnie glinianu trójwapniowego Ca 3Al2O6 lub w postaci węglanu wapniowo-magnezowego [(Ca,Mg)CO3] lub w postaci hydroksowęglanów magnezu, lub w postaci hydroksochlorowęglanów, korzystnie trójwodnego hydroksochlorowęglanu magnezu Mg2OHClCP3*3H2O lub w postaci hydroksochlorków magnezu, korzystnie ośmiowodnego hydroksochlorku magnezu Mg( OH)2*MgCl2*8H2O w stosunku molowym 0,5-1,5 mola na 1 mol substancji niebezpiecznych w surowym odpadzie oraz katalizatora, korzystnie glinianów, siarczanów (VI), siarczków, krzemianów, węglanów, chlorków, fosforanów, w stosunku molowym 0,01-0,05 mola na 1 mol dodanego środka sieciującego, i miesza się do uzyskania pełnej homogenizacji, uzyskaną masę pozostawia się do wyschnięcia.
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że działaniu sekwestranta poddaje się odpad rozdrobniony, korzystnie o gramaturze ziaren mniejszej niż 60 μm, w którym zawartość wody wynosi 20-40%.
  3. 3. Sposób według zastrz. 1 , znamienny tym, że przed formowaniem i suszeniem do masy dodaje się substancje modyfikujące fizyczne własności wysuszonej masy jak, kruchość, wytrzymałość na ściskanie, plastyczność, czas zastygania, gęstość, twardość, mikroporowatość i tym podobne cechy fizyczne.
  4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że środkiem sieciującym w postaci tlenku glinu jest gibbsyt Al2O3*3H2O lub boehmit Al2O3*H2O.
  5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że środkiem sieciującym w postaci krzemianu wapnia jest hatrurit Ca3SiO5 lub larnitu Ca2SiO4.
  6. 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że środkiem sieciującym w postaci hydroksowęglanów magnezu jest czterowodny hydroksowęglan magnezu Mg 5(OH)2(CO3)4*4H2O lub pięciowodny hydroksowęglan magnezu Mg5(OH)2(CO3)4*5H2O.
  7. 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że katalizatorem w postaci glinianów jest glinian litu lub glinian sodu lub glinian potasu lub glinian magnezu.
  8. 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że katalizatorem w postaci siarczanów (VI) jest siarczan (VI) litu, siarczan (VI) wapnia, siarczan (VI) glinu lub siarczan (VI) magnezu.
  9. 9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że katalizatorem w postaci siarczków jest siarczek sodu, siarczek potasu, siarczek glinu lub siarczek magnezu.
  10. 10. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że katalizatorem w postaci krzemianów jest krzemian litu, krzemian potasu, krzemian glinu lub krzemian magnezu.
    PL 231 196 B1
  11. 11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że katalizatorem w postaci węglanów jest węglan litu, węglan sodu, węglan potasu, węglan glinu lub węglan magnezu.
  12. 12. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że katalizatorem w postaci chlorków jest chlorek sodu, chlorek potasu, chlorek glinu lub chlorek magnezu.
  13. 13. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że katalizatorem w postaci fosforanów jest fosforan sodu, fosforan potasu lub fosforan magnezu.
PL401151A 2012-10-11 2012-10-11 Sposób stabilizacji substancji niebezpiecznych dla środowiska PL231196B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL401151A PL231196B1 (pl) 2012-10-11 2012-10-11 Sposób stabilizacji substancji niebezpiecznych dla środowiska

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL401151A PL231196B1 (pl) 2012-10-11 2012-10-11 Sposób stabilizacji substancji niebezpiecznych dla środowiska

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL401151A1 PL401151A1 (pl) 2014-04-14
PL231196B1 true PL231196B1 (pl) 2019-01-31

Family

ID=50442184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL401151A PL231196B1 (pl) 2012-10-11 2012-10-11 Sposób stabilizacji substancji niebezpiecznych dla środowiska

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL231196B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL401151A1 (pl) 2014-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chen et al. Immobilization and leaching characteristics of fluoride from phosphogypsum-based cemented paste backfill
JP4307566B2 (ja) 有害廃棄物質のカプセル化方法
JP5599061B2 (ja) 中性固化材用の添加材、中性固化材および重金属類の溶出抑制方法
Steenari et al. Addition of kaolin as potassium sorbent in the combustion of wood fuel–Effects on fly ash properties
JP4829610B2 (ja) 水酸アパタイト結晶を主成分とする吸着材の製造方法
Cho et al. Stabilization/solidification of mercury-contaminated waste ash using calcium sodium phosphate (CNP) and magnesium potassium phosphate (MKP) processes
Shi et al. Seed-assisted hydrothermal treatment with composite silicon–aluminum additive for solidification of heavy metals in municipal solid waste incineration fly ash
US20120215048A1 (en) Metals solubility reduction optimization method
CN103785348A (zh) 有害物质处理材料及其制造方法、有害物质的处理方法
CN107406326A (zh) 将多种工业废物完全转化为可持续替代品和可用产品的过程
Li et al. A new strategy to stabilize the heavy metals in carbonized MSWI-fly ash using an acid-resistant oligomeric dithiocarbamate chelator
Nag et al. Utilization of size-fractionated pozzolanic bottom ash to immobilize heavy metals in MSW incinerator fly ash
CA3096126A1 (en) Stabilization of hazardous materials
JP5768293B2 (ja) フッ素含有無機系廃棄物を用いる土壌固化材の製造方法及び得られた土壌固化材並びに同土壌固化材を用いる軟弱な土壌の固化方法
Komaei et al. Life cycle assessment of stabilization and solidification of heavy-metal contaminated sandy soil using sodium carbonate-activated volcanic ash-based geopolymer
Akhtar Treatment of acidic wastewater effluents and defluoridation by lime materials
Ye et al. Accelerated carbonation of incineration fly ash (IFA) and its impact on inhibiting heavy metals leaching and removal of soluble salts
KR101722308B1 (ko) 특정 유해 물질의 불용화재, 이를 이용한 특정 유해 물질의 불용화 방법 및 토양의 개량방법
Zhou et al. Recyclable and efficient recovery of ca and S from Phosphogypsum by using Multistep Precipitation
Wang et al. Innovative and sustainable filling materials from bauxite residue (red mud) and multiple industrial solid wastes
PL231196B1 (pl) Sposób stabilizacji substancji niebezpiecznych dla środowiska
Min et al. Arsenic pollution control technologies for arsenic-bearing solid wastes
JP2007283279A (ja) 未焼成カンラン岩を主成分とする汚染物質処理剤とその使用方法。
JP4061253B2 (ja) 重金属処理剤の製造方法
JP5001594B2 (ja) バイオマス燃料の製造方法及びこれを利用したバイオマス燃料システム