RO120063B1

RO120063B1 - Procedeu pentru neutralizarea cenuşii inerte

Info

Publication number: RO120063B1
Application number: RO98-01333A
Authority: RO
Inventors: Rene Derie
Original assignee: Solvay (Societe Anonyme)
Priority date: 1996-02-28
Filing date: 1997-02-18
Publication date: 2005-08-30
Also published as: SK282269B6; KR19990087277A; ES2143849T3; NO320959B1; CN1096435C; SK119998A3; CZ295483B6; TW393448B; BR9707879A; CA2247093A1; AU1875097A; EA199800769A1; MX9807043A; JP2000506059A; EP0883585A1; DE69701128T2; BG62609B1; WO1997031874A1; PL328632A1; AU711292B2

Abstract

Invenţia se referă la un procedeu pentru neutralizarea cenuşii inerte, care are un conţinut de elemente metalice, cu greutate moleculară mare, sau metale grele şi aluminiu metalic. În cenuşa inertă, se adaugă un reactant selectat dintre acid fosforic şi fosfaţi ai metalelor alcaline, după care fosfatul obţinut este supus unei faze de compactare cu apă şi liant hidraulic, astfel încât să formeze un mortar hidraulic. Mortarul obţinut este supus, în continuare, unor faze de întărire, solidificare sau durificare. ŕ

Description

Invenția se referă la un procedeu pentru neutralizarea cenușii inerte, în special a cenușii zburătoare din fumul cuptoarelor de ardere urbană.

în cuptoarele de ardere urbană sau crematoriile urbane, care sunt utilizate la distrugerea deșeurilor de uz casnic și/sau a deșurilor sanitare, se produc uneori cantități considerabile de cenușă zburătoare. Indiferent de originea sa, conținutul mineralogic al acestei cenuși variază puțin, în componența cenușii găsindu-se, în general, și cloruri metalice alcaline (NaCI și KCI), anhidrită, cuarț, aluminosilicați vitrifiați sau glazurați, alte reziduuri oxidate, inerte din punct de vedere chimic (incluzând SnO₂), elemente metalice cu greutate moleculară mare sau metale grele (în special zinc, plumb, cadmiu, mercur și crom), derivați organici ai clorului și alte materiale necombustibile în proporții variabile. Deseori, printre materialele necombustibile se găsește și aluminiu metalic.

Prezența substanțelor solubile în apă, a metalelor grele și a materialelor organice toxice (dioxine, furanice) poate produce dificultăți în neutralizarea cenușii zburătoare și necesită eliminarea acestor elemente inerte într-un proces anterior, cu scopul de a le face inofensive pentru mediul înconjurător.

în scopul eliminării gazelor inerte dintr-un cuptor de ardere urban, se cunosc diferite procedee, acestea fiind orientate spre stabilizarea metalelor grele, în principal a plumbului și a cadmiului.

Conform unuia din aceste procedee (US A 4737356), cenușa zburătoare este tratată cu un fosfat solubil în apă și un oxid de calciu sau var nestins, astfel încât să se insolubilizeze ioni de metale grele sub formă de fosfați metalici. într-un alt procedeu similar (cerere de brevet EP A 568903), cenușa este tratată cu apă și ioni fosfatici, astfel încât să se producă o reglare a pH-lui la 6,9 și să se insolubilizeze metalele grele sub formă de fosfați metalici, iar excesul de ioni fosfatici să fie legați de aluminiul trivalent sau de ioni de fier, mediul de reacție fiind bazificat cu var caustic, CaO. în cererea de brevet EP A 534231 este descris un procedeu prin care cenușa zburătoare este colectată printr-un tratament de purificare a fumurilor acide cu oxid de calciu, care constă dintr-o simplă calcinare la temperatură ridicată (375 și 800“C).

în cadrul procedeelor prezentate mai sus, produsele inerte formate sunt pulberi care pot crea dificultăți în manevrarea și depozitarea lor. Unul din mijloacele de prevenire a acestor dificultăți constă în neutralizarea cenușii zburătoare în mortare hidraulice solide, sub forma unor blocuri inerte.

Este cunoscut și un procedeu prin care, pentru eliminarea reziduurilor impurificate cu metale inerte grele, reziduul respectiv este amestecat cu ciment Portland, astfel încât cenușa zburătoare să formeze un corp solid sub forma unui bloc compact și inert (Roy A, Heaton H.C., Cartledge F.K. si Tittlebaum M.E. Solidification/Stabilization of a Heavy Metal Sludge by a Portland Cement/Fly Ash Binding Mixture - Hozardous waste & Hozardous Material Voi. 8, Nr. 1,1991, pag. 33-41). Acest procedeu de neutralizare a materialelor inerte din cenușa zburătoare rezultată din fumul evacuat în procesul de ardere a deșeurilor urbane este cunoscut, dar nu este întotdeauna satisfăcător, deoarece blocurile obținute în acest caz se dezvoltă în prezența unei cantități mari de incluziuni gazoase, având drept consecință înregistrarea unei creșteri considerabile a volumului și mărimii acestora, ceea ce conduce la fărâmițarea lor și la o relativă scădere a rezistenței la compresiune.

Problema pe care o rezolvă invenția este realizarea unui procedeu eficient de neutralizare a cenușii inerte care are un conținut de metale grele și aluminiu metalic necombustibil, cu formarea de blocuri solide care au bune proprietăți mecanice.

Invenția este orientată în special spre aplicarea unui procedeu care să facă posibilă transformarea și îndepărtarea cenușii zburătoare din fumul cuptoarelor de ardere urbane în

RO 120063 Β1 blocuri neexpandabile care au o bună rezistență la compresiune și care satisfac teste 1 standard de toxicitate, în special testul de toxicitate TCLP (Toxicity Characteristic Leaching Procedure - US, Toxicitatea caracteristică prin procedeul de solubilizare). 3

Procedeul conform invenției constă în aceea că se adaugă în cenușă un reactant selectat dintre acid fosforic și fosfați ai metalelor alcaline, după care fosfatul obținut este 5 supus unei faze de compactare cu apă și liant hidraulic, astfel încât să se formeze un mortar hidraulic care, în continuare, se supune unor faze de întărire, solidificare sau durificare. 7

Expresia “elemente metalice cu greutate moleculara mare” sau metale grele” se referă la metalele a căror densitate este cel puțin egală cu 5g/cm³, așa cum sunt beriliul, 9 arseniul, seleniul și antimoniul, în conformitate cu definiția general acceptată (Heavy Metals in Wastewater and Sludge Treatement Processes, vol.l, CRC Press. Inc. 1987, pag.2). 11 în procedeul conform invenției se utilizează un reactant selectat dintr-un acid fosforic și fosfați ai metalelor alcaline (preferabil de sodiu). Recomandabil pentru utilizare este acidul 13 ortofosforic și hexametafosfatul de sodiu.

Adăugarea reactantului mai sus menționat la cenușă trebuie să se facă în prezența 15 unei cantități de apă care să fie suficientă pentru a permite realizarea unui amestec de reacție omogen și care să se realizeze rapid și printr-o amestecare simplă. Fără a se da o 17 explicație teoretică, una din dificultățile întâlnite la îndepărtarea cenușii zburătoare din cuptoarele de ardere în mortare hidraulice este atribuită, în special, prezenței aluminiului metalic 19 din cenușă. în procedeul conform invenției rolul reactantului menționat mai sus este de a transforma aluminiul metalic în fosfat de aluminiu. Cantitatea de reactant necesară a fi utili- 21 zată depinde, așadar, de compoziția mineralogică a cenușii, în special de conținutul său de aluminiu metalic și elemente metalice cu greutate moleculară mare, și trebuie să fie 23 determinată în fiecare caz particular, printr-o operație de rutină de laborator. în practică, sunt acceptate cantități de 5...25% (de preferință 8...15%), în greutate, reactant raportat la 25 greutatea cenușii.

Apa și liantul hidraulic trebuie să fie utilizate în cantități care sunt indicate pentru 27 formarea unui mortar hidraulic cu amestecul fosfatic. Este important să se realizeze o amestecare eficientă a amestecului fosfatic cu apa și cu liantul hidraulic, în așa fel încât să se 29 producă un mortar hidraulic de compoziție omogenă.

După amestecare, mortarul este supus unui proces de maturizare în scopul unei 31 aproximative întăriri și durificări. înainte de a fi supus întăririi și durificării, mortarul trebuie modelat sau format într-o formă adecvată care să permită depozitarea și manevrarea 33 eficientă, de exemplu în formă de cărămizi, blocuri prismatice, granule sau pelete sferice.

întărirea și durificarea pot fi realizate în atmosferă umedă sau uscată. Ele se rea- 35 lizează, de regulă, în prezența aerului atmosferic.

Liantul hidraulic este selectat în mod avantajos dintre ciment Portland și clincher de 37 ciment Portland. Deși cimentul Portland oferă rezultate bune, este de preferat clincherul de ciment Portland. 39

Cantitatea de liant hidraulic care trebuie folosită depinde de diverși parametri, în special de tipul de liant hidraulic selectat, de compoziția cenușii, de proprietățile dorite pentru 41 produsele obținute în procedeu, în particular de rezistența lor mecanică și de comportarea lor la testele de toxicitate (de exemplu testul TCLP definit mai sus). în practică, se re- 43 comandă utilizarea unei cantități de liant hidraulic, care este mai mare de 10% (de preferință, cel puțin egală cu 20%) din greutatea cenușii. Nu este avantajos ca greutatea liantului 45 hidraulic utilizat să depășească 100% (în general 50%) din greutatea cenușii. Se recomandă, în special, cantitățile de liant hidraulic care sunt cuprinse între 20% (de preferință 25%) și 47 50% (de preferință 40%) din greutatea cenușii. După tratamentul deîntărire și durificare, care

RO 120063 Β1 durează câteva zile, se obține un corp solid compact, care, de regulă, este inert față de agenții atmosferici și care satisface standardele de toxicitate, în special acelea definite de testul TCLP, definit anterior. Forma acestei mase solide este aceea în care mortarul a fost format sau turnat și poate fi, de exemplu, de forma unor cărămizi sau blocuri sferice sau prismatice.

Această formă este compactă, lipsită complet de incluziuni gazoase și, prin urmare, are bune proprietăți mecanice, în special o duritate și o rezistență la șoc și o rezistență la abraziune, proprietăți care sunt suficiente pentru a permite manevrarea și depozitarea fără dificultate.

Unul din avantajele realizării procedeului conform invenției constă în aceea că întărirea și durificarea mortarului sunt realizate în atmosferă umedă, de preferință o atmosferă saturată cu vapori de apă. Această variantă de realizare a procedeului, conform invenției, prezintă un avantaj special în cazul cenușii cu conținut de crom hexavalent, pentru că toate celelalte elemente sunt în cantități egale, iar inerția cenușii este substanțial îmbunătățită în masa solidă recuperată după realizarea procedeului.

Un alt avantaj al realizării procedeului, conform invenției, constă în aceea că un aditiv selectat dintre: compuși de fier, compuși manganoși, in special dintre compuși de fier (II) și compuși manganoși (II), și cloruri reducătoare ale metalelor alcaline (de preferință de sodiu), este încorporat în apa de compactare într-o cantitate, în greutate, de 0,3...1 % din greutatea mortarului. în această variantă de realizare a invenției, aditivul este selectat în mod avantajos din sulfat de fier, sulfat manganos, azotit de sodiu, sulfit de sodiu și metal feros.

Sursa de cenușă nu este critică atunci când se aplică procedeul conform invenției. Invenția este, așadar, special adaptată la cenușa zburătoare din fumul arzătoarelor urbane, cum ar fi arzătoarele sau crematoriile pentru deșeuri menajere și arzătoarele sau crematoriile pentru deșeuri sanitare. Cenușa zburătoare de la fumul generat de arzătoarele urbane conține în mod uzual elemente metalice cu masă moleculară mare sau metale grele și aluminiu metalic, materiale organice nedorite (în particular materiale organoclorurate, de exemplu, dioxin și furan), compuși solubili în apă, de exemplu, cloruri metalice alcaline și materiale necombustibile.

într-o variantă specială de realizare a procedeului, conform invenției, în cazul în care cenușa conține compuși solubili în apă, aceștia sunt supuși spălării cu apă alcalină, înainte de a se adauga unul din reactantii selectați dintre acidul fosforic și fosfații metalelor alcaline.

în această variantă de realizare a procedeului, conform invenției, scopul spălării cenușii cu apă, este de a îndepărta compușii solubili în apă, în special sărurile de sodiu și potasiu (în principal clorură de sodiu, clorură de potasiu și sulfatul de sodiu) și câteva anhidride. Pentru spălarea cenușii este necesară utilizarea unei ape alcaline, în așa fel încât să fie insolubilizate elementele metalice cu greutate moleculară mare sau metalele grele. în practică, spălarea cenușii (în special pH-ul apei utilizate și durata contactului dintre apă și cenușă) trebuie să fie controlată, în așa fel încât mediul apos colectat de agentul de spălare să fie alcalin și, preferabil, cu un pH a cărui valoare să fie mai mare decât 8, recomandabil fiind ca această valoare să fie cel puțin egală cu 9,5. în acest mod este evitată solubilizarea elementelor metalice cu greutate moleculară mare, aceste elemente metalice cu greutate moleculară mare sau metale grele rămânând, așadar, în faza de solid rezidual recuperat prin spălare. Dacă este nevoie, se poate dovedi necesară adăugarea unui reactant la apa de spălare în scopul aducerii pH-lui la valoarea dorită, de exemplu cea a oxidului de calciu. După spălare, suspensia apoasă este recuperată și supusă filtrării sau unei separări mecanice echivalente (de exemplu sedimentare sau centrifugare) în scopul separării materialului solid nedizolvat din suspensie, material care apoi este adăugat la reactantul

RO 120063 Β1 menționat mai sus, în concordanță cu procedeul conform invenției. într-o altă variantă de 1 realizare a procesului conform invenției, în cazul în care cenușa conține materiale organice și/sau necombustibile amestecul de fosfat mai sus menționat este supus calcinării înainte 3 ca apa și liantul hidraulic să fie adăugate în ea. în această variantă de realizare a procedeului conform invenției, calcinarea se realizează în atmosferă oxidantă (în general în aerul 5 înconjurător). Scopul acestui procedeu este de a distruge materialul necombustibil și de a îndepărta materialul organic. Calcinarea se realizează, în general, la o temperatură de peste 7

600’C, de preferință, de cel puțin egală cu 700°C. O temperatură excesivă trebuie evitată, deoarece aceasta ar produce vaporizarea câtorva elemente metalice cu greutate moleculară 9 mare. în practică, temperatura de calcinare este preferabil să fie sub 1000’C și, în mod avantajos, nu trebuie să depășească 800°C. Temperaturile cuprinse între 600 și 800°C sunt 11 recomandate în mod special.

Invenția este ilustrată în continuare, în legătură cu figura care reprezintă o schemă 13 a unei instalații în care se utilizează o variantă de realizare particulară a procedeului conform invenției. 15

Instalația reprezentată schematic în figura are drept scop extracția cenușii inerte 1, cenușă care conține elemente metalice cu greutate moleculară mare, aluminiu metalic, 17 compuși solubili în apă, material organic și material necombustibil. Instalația conține o cameră de spălare 2, în care sunt introduse cenușa 1 și apă 3. Cantitatea de apă 3 introdusă 19 în camera 2 este controlată în așa fel, încât să dizolve toți compușii solubili în apă din cenușa 1, în special clorură de sodiu, clorură de potasiu și sulfatul de sodiu. Un pH cu o 21 valoare mai mare de 8, de exemplu cuprins între 9,5 și 14 este produs suplimentar în camera 2, pentru a insolubiliza elementele metalice cu greutate moleculară mare. Dacă este nevoie, 23 în apa de spălare 3, se adaugă acid clorhidric sau hidroxid de sodiu, în scopul realizării unui pH la valoarea dorită. 25

Suspensia apoasă 4 recuperată din camera de spălare 2 este tratată imediat pe un filtru 5. Materialul filtrat 6 este îndepărtat, iar turta de filtrare 7 este recuperată și introdusă 27 într-o cameră de reacție 8. în camera de reacție 8, o anumită cantitate de acid fosforic 9 și apă 10 formează, prin amestecare, o masă care poate fi pompată 11, masă în care întreaga 29 cantitate de aluminiu metalic din cenușa care se găsește sub formă de ortofosfat de aluminiu este adăugată pe turta de filtrare 7 (ca o variantă, o anumită sau întreagă cantitate de acid 31 fosforic este înlocuită de un fosfat de metal alcalin, preferabil hexametafosfat de sodiu). Masa pompabilă este extrasă din camera de reacție 2 și este introdusă într-o etuvă 12, unde 33 este încălzită la o temperatură de 700...800’C pentru o durată de timp suficientă pentru a descompune materialul organic și pentru a elimina sau distruge materialul necombustibil. 35 Materialul calcinat 13 extras din etuva 12 este transferat într-o cameră de amestecare 14, unde este adăugată apa 15 și liantul hidraulic 16 (de exemplu, clincherde ciment Portland) 37 în cantități controlate cu scopul formării, prin amestecare cu materialul calcinat 13, a unui mortar hidraulic. Mortarul hidraulic 17, recuperat din camera de amestecare sau dozare 14, 39 este tratat într-un tambur rotativ 18 în scopul formării unor mici granule sau pelete 19, care sunt depozitate pentru câteva zile într-un vas ermetic închis 20, saturat complet cu vapori 41 de apă la temperatura mediului ambiant de aproximativ 20°C și la presiune atmosferică. Durata tratamentului de maturizare în vasul 20 este controlată în așa fel, încât să permită 43 stabilizarea și solidificarea sau durificarea completă a granulelor sau peletelorde mortar 19. După tratamentul de maturare în vasul 20, granulele compacte și durificate 21 sunt colectate 45 din acesta, granulele respective fiind inerte în raport cu mediul înconjurător și cu agenții atmosferici, astfel încât ele să poată fi îndepărtate și depozitate într-un depozit de deșeuri 47 radioactive.

RO 120063 Β1

Se dau în continuare exemple concrete a căror descriere demonstrează valoarea invenției.

Prima serie de teste. în exemplele de la 1 la 5 de mai jos, este tratată cenușa care ia naștere de la un cuptor de ardere sau crematoriu al deșeurilor menajere. Compoziția cenușii, în greutate, este dată în tabelul 1 de mai sus:

Tabelul 1

COMPONENT	CONȚINUT ÎN GREUTATE
SiO₂	30,6%
Al (total) (exprimat sub formă de AI₂O₃)	16,7%
Al metalic	1 -10% din total Al
CaO	22,0%
MgO	2,5%
Na	3,7%
K	2,6%
TiO₂	2,4%
FeO	3,0%
Zn	1,0%
Pb	0,38%
Cu	0,10%
Cd	0,008%
Mn	0,09%
Cr (total)	0,07%
Cr(IV)	13 ppm
CI	2,2%
SO₃	9,6%
p₂0₅	1,2%
As	65 ppm
Sb	345 ppm
Hg	1,1 ppm
Material necombustibil	0,4%

Exemplul 1. Este un exemplu uzual și nu este în conformitate cu procedeul conform invenției.

O cantitate de 108 g nușă este spălată cu 1000 ml apă. După o oră, pH-ul mediului de reacție se stabilizează la 10,9. Suspensia apoasă astfel formată este filtrată, iar turta de filtrare este colectată, după prima ei spălare cu 100 ml apă.

RO 120063 Β1

Pe turta de filtrare se adaugă o cantitate de apă suficientă pentru a forma o pastă maleabilă care conține 40% apă. O cantitate de 11,8 g soluție apoasă de acid fosforic (concentrație: 85% din greutate) se adaugă la pasta rezultată, timp în care pasta este menținută sub agitare constantă. Adăugarea acidului fosforic este însoțită de o degajare sau eliberare moderată a căldurii. Masa de pastă omogenă astfel obținută este amplasată într-o capsulă de porțelan refractar, care a fost introdusă într-o etuvă rece. Etuva este apoi încălzită cu scopul de a aduce, în mod gradual, temperatura sa la 800°C, durata de încălzire fiind de aproximativ o oră. Această temperatură de 800°C este menținută timp de o oră, după care materialul este eliminat din etuvă, permițându-se răcirea sa la temperatura camerei. Pudra calcinată colectată din etuvă este supusă, fără un tratament suplimentar, unui test de toxicitate conform standardului TCLP definit mai sus. în final, 2 I de soluție apoasă care conține 6 g acid acetic și 2,57 g hidroxid de sodiu se adăugă la 100 g pudră calcinată. Amestecul este omogenizat și apoi filtrat printr-un filtru de 0,6...0,8 pm din fibra de sticlă, iar produsul filtrat este măsurat pentru a se determina conținutul său de elemente metalice cu greutate moleculară mare din pudra supusă testării.

Rezultatele sunt date în tabelul 2 de mai jos:

Tabelul 2

METAL GREU	CONȚINUT pg/1
Cu	1000
Pb	2900
Zn	15000
Cd	300
As	500
Sb	700
Cr (VI)	5100
Hg	10

Exemplul 2. Conform unei variante de realizare a procedeului, conform invenției, o 29 încărcătură de cenușă definită în tabelul 1 este tratată în același mod ca în exemplul 1, iar pudra calcinată colectată din etuvă și răcită la temperatura camerei este amestecată bine 31 cu clincher de ciment Portland (în proporție de o parte, în greutate, clincher la 5 părți, în greutate, pudră calcinată). Apa de compactare este adăugată amestecului obținut, în 33 proporție de 30 ml apă la 100 g, din amestec, însoțită de o amestecare, formând în felul acesta un mortar omogen. Mai târziu, acest mortar este transformat sub forma unor mici 35 granule sau pelete care se depozitează sub flux de aer timp de 5 zile, realizând în felul acesta compactarea și durificarea relativă a mortarului. Granulele de mortar colectate, după 37 compactare și durificare, sunt supuse testului de toxicitate ca și în exemplul 1. în final, granulele sunt măcinate și tasate la un diametru mai mic de 1 mm (diametru definit prin 39 sortare prin sită) după care se adăugă 2 I soluție apoasă, care conține 6 g acid acetic și 2, 57 g de hidroxid de sodiu/l la 100 g material măcinat astfel obținut. Amestecul este omo- 41 genizat și, apoi, filtrat printr-un filtru de 0,6...0,8 μ, din fibră de sticlă, iar produsul filtrat este măsurat pentru a determina conținutul său de elemente metalice cu greutate moleculară 43 mare sau metale grele conținute în pudra supusă testării.

RO 120063 Β1

Tabelul 3

Rezultatele sunt date în tabelul 3 de mai jos.

METAL GREU	CONȚINUT pg/1
Cu	61
Pb	<20
Zn	24
Cd	18
As	<30
Sb	<30
Cr (VI)	860

Din compararea rezultatelor menționate în tabelele 2 și 3, progresul oferit de invenție apare evident și se referă la neutralizarea elementelor metalice cu greutate moleculară mare sau a metalelor grele.

Exemplul 3. într-o altă variantă, conform invenției, în acest exemplu, procedeul este realizat ca în exemplul 2, dar granulele colectate după întărirea și durificarea mortarului sunt supuse unui test de toxicitate diferit de testul TCLP. în acest test, granulele sau peletele se macină la mai puțin de 1 mm (diametru definit prin sortarea prin sită), iar materialul astfel măcinat este apoi supus la trei spălări cu apă demineralizată, la care raportul lichid/solid este egal cu 10.

După fiecare spălare sau leșiere, lichidul de spălare este supus unui control prin măsurarea conținutului său de elemente metalice cu greutate moleculară mare din pudra supusă testării.

Rezultatele sunt date în tabelul 4 de mai jos:

Tabelul 4

METAL GREU	CONȚINUT pg/1
PRIMA SPĂLARE
Cu	63
Pb	<20
Zn	< 10
Cd	60
As	<30
Sb	<30
Cr (VI)	700
A DOUA SPĂLARE
Cu	24

RO 120063 Β1

Tabelul 4 (continuare)

METAL GREU	CONȚINUT pg/1
Pb	<20
Zn	< 10
Cd	27
As	<30
Sb	< 30
Cr (VI)	280
A TREIA SPĂLARE
Cu	< 10
Pb	<20
Zn	< 10
Cd	< 10
As	<30
Sb	<30
Cr (VI)	35 I

Exemplul 4. Conform invenției, testul din exemplul 2 este repetat în aceleași 19 condiții, diferența constând în înlocuirea clincherului de ciment Portland cu ciment Portland. 21

Rezultatele testului de toxicitate TCLP sunt date în tabelul 5 de mai jos.

Tabelul 5

METAL GREU	CONȚINUT pg/1
Cu	< 10
Pb	<20
Zn	< 10
Cd	< 10
As	<30
Sb	<30
Cr (VI)	840

RO 120063 Β1

Exemplul 5. Condițiile de testare din exemplul 3 sunt repetate, cu diferența că clincherul de ciment Portland este înlocuit cu ciment Portland.

Rezultatele celor trei spălări sunt date în tabelul 6.

Tabelul 6

METAL GREU	CONȚINUT pg/1
PRIMA SPĂLARE
Cu	< 10
Pb	<20
Zn	< 10
Cd	< 10
As	<30
Sb	<30
Cr (VI)	1030
A DOUA SPĂLARE
Cu	< 10
Pb	<20
Zn	< 10
Cd	< 10
As	<30
Sb	<30
Cr (VI)	160
A TREIA SPĂLARE
Cu	< 10
Pb	<20
Zn	< 10
Cd	< 10
As	<30
Sb	<30
Cr (VI)	90

A doua serie de teste.

în exemplele 6 la 17, a căror descriere urmează, este tratată cenușa a cărei compoziție este prezentată în tabelul Ί de mai jos.

RO 120063 Β1

Tabelul 7 1

COMPONENT	CONȚINUTUL IN GREUTATE
SiO₂	19,3%
Al (total) (exprimat sub formă deAI₂O₃)	13,6%
Al metalic	1-10% din total Al
CaO	20%
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 (total)	0,04%
Cr (VI)	0,33 ppm
CI	13,2%
S0₃	6,2%
p₂o₅	0,8%
As	12 5 ppm
Sb	510 ppm
Hg	12 ppm
Material necombustibil	2,4%

Exemplul 6. Conform unei variante uzuale de realizare a procedeului, o cantitate de 136 g cenușă se spală cu 1300 ml apă. 29

După o oră, pH-ul mediului de reacție se stabilizează la valoarea 11,0. Suspensia astfel formată este filtrată, turta de filtrare fiind colectată după ce a fost anterior spălată cu 31 100 ml de apă.în continuare, procedeul se realizează ca în exemplul 1.

RO 120063 Β1

Rezultatele testului de toxicitate TCLP sunt date în tabelul 8 de mai jos.

Tabelul 8

METAL GREU	CONȚINUT pg/1
Cu	1200
Pb	1900
Zn	25000
Cd	500
As	1100
Sb	300
Cr (VI)	2300
Hg	20

Exemplul 7. într-o variantă de realizare a procedeului conform invenției, un amestec de cenușă definit în tabelul 7 este tratată ca în exemplul 6, iar pudra calcinată, colectată din etuva de calcinare și răcită la temperatura camerei, este amestecată cu clincher de ciment Portland în proporție de o parte, în greutate, clincher la patru părți, în greutate, cenușă calcinată. Apa de compactare este, apoi adăugată amestecului omogen obținut într-o cantitate egală cu 30 ml la 100 g amestec, amestecul obținut fiind constituit sub forma unui mortar. Mortarul hidraulic obținut este transformat în granule care sunt depozitate în aer timp de 5 zile, pentru a realiza o întărire și durificare relativă a mortarului.

Granulele sau peletele colectate după întărirea și durificarea mortarului sunt supuse testului de toxicitate TCLP. în final, granulele sunt măcinate la dimensiuni mai mici de 1 mm în diametru (diametru definit prin sortare prin sită), după care se adaugă 2 I soluție apoasă de acid acetic 0,1 M la 100 g material măcinat astfel obținut. Amestecul este omogenizat și, apoi, filtrat printr-un filtru de 0,6 la 0,8 pm din fibre de sticlă, materialul filtrat fiind măsurat pentru determinarea conținutului de elemente metalice cu greutate moleculara mare sau metale grele din pudra supusă testării.

Rezultatele sunt date in tabelul 9 de mai jos.

Tabelul 9

METAL GREU	CONȚINUT pg/1
Cu	80
Pb	<200
Zn	660
Cd	230
As	50
Sb	90
Cr (VI)	720
Hg	<5

RO 120063 Β1

Exemplul 8. Conform invenției, într-o altă variantă, testul din exemplul 1 este repetat cu deosebirea că testul de toxicitate TCLP este înlocuit cu o spălare triplă descrisă în exemplul 3.

Rezultatele testului sunt date în tabelul 10 de mai jos.

Tabelul 10

METAL GREU	CONȚINUT pg/1
PRIMA SPĂLARE
Cu	38
Pb	<20
Zn	< 10
Cd	17
As	<30
Sb	<30
Cr (VI)	145
A DOUA SPĂLARE
Cu	37
Pb	<20
Zn	< 10
Cd	80
As	<30
Sb	<30
Cr(VI)	95
A TREIA SPĂLARE
Cu	< 10
Pb	<20
Zn	< 10
Cd	< 10
As	<30
Sb	<30
Cr (VI)	55

Exemplul 9. Conform invenției, testul din exemplul 7 se repetă, cu deosebirea că granulele obținute după compactare sunt depozitate într-o cameră închisă ermetic, umplută cu aer saturat cu vapori de apă (100% umiditate relativă), pentru 8 zile. Granulele colectate din camera respectivă sunt ținute timp de 2 zile la aer uscat și apoi supuse unui test de toxicitate TCLP, ca în exemplul 8. în testul TCLP, în produsul filtrat s-a determinat un conținut de crom hexavalent egal cu 42 pg/l.

RO 120063 Β1

Exemplele 10,11,12. Conform invenției, aceste exemple se referă la 3 teste care se realizează în aceleași condiții ca în exemplul 9, cu deosebirea că în apa de compactare se adaugă un aditiv. în testul din exemplul 10, acest aditiv constă din heptahidrat de sulfat de fier (în cantitate de 1 % din greutatea mortarului).în testul din exemplul 11 acesta constă din sulfat manganos monohidrat (în cantitate de 0,7% din greutatea mortarului), iar în testul din exemplul 12 aditivul constă din pulbere de fier (în cantitate de 0,3% din greutatea mortarului). în testul de toxicitate TCLP cantitatea de crom hexavalent din produsul filtrat are o valoare mai mică de 10 (pg/l în fiecare din aceste trei exemple).

Exemplele 13, 14, 15, 16 și 17. Conform invenției, testul din exemplul 9 se repetă cu o cantitate suficientă care să permită execuția a cinci piese prismatice de 4x4x16 cm. Piesele supuse testării sunt menținute timp de 28 de zile în atmosferă saturată cu vapori de apă, la temperatura camerei, pentru a se realiza întărirea și durificarea mortarului. Cele cinci teste diferă unul de altul prin raportul greutății între cantitatea de cenușă și cantitatea de clincher utilizată.

După întărirea și solidificarea sau durificarea mortarului, piesele testate sunt supuse unei verificări a rezistenței mecanice, care constă din măsurarea rezistenței la încovoiere și a rezistenței la compresiune în condițiile standardului belgian NBN 196-1 (1991).

Rezultatele testelor sunt prezentate în tabelul 11 de mai jos:

Tabelul 11

EXEMPLUL NR.	CENUȘĂ; CLINCHER (RAPORTUL ÎN GREUTATE)	REZISTENȚA MECANICĂ ÎNCOVOIERE COMPRESIUNE
(N/mm²)	(N/mm²)
13	2,5	2,94	5,7
14	3,0	2,94	4,9
15	3,5	2,94	5,7
16	4	3,19	5
17	5	2,45	4,1

Revendicări

Claims

Revendicări

1. Procedeu pentru neutralizarea cenușii inerte care are un conținut de elemente metalice cu greutate moleculară mare sau metale grele și aluminiu metalic inert, caracterizat prin aceea că se adaugă în cenușă un reactant selectat dintre acid fosforic și fosfați ai metalelor alcaline, după care fosfatul obținut este supus unei faze de compactare cu apă și liant hidraulic, astfel încât să se formeze un mortar hidraulic care, în continuare, se supune unor faze de întărire, solidificare sau durificare.
2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că reactantul constă din hexametafosfat de sodiu.
3. Procedeu conform revendicărilor 1 și 2, caracterizat prin aceea că liantul hidraulic este selectat dintre ciment Portland și clincher de ciment Portland.
4. Procedeu conform revendicărilor 1 ...3, caracterizat prin aceea că reactantul este utilizat în proporție de 8... 15% în greutate raportat la greutatea cenușii.

RO 120063 Β1
5. Procedeu conform revendicărilor 1 ...4, caracterizat prin aceea că liantul hidraulic 1 este utilizat în proporție de 25...40% în greutate, raportat la greutatea cenușii.
6. Procedeu conform revendicărilor 1...5, caracterizat prin aceea că faza de întărire 3 și solidificare sau durificare se realizează în atmosferă saturată cu vapori de apă.
7. Procedeu conform revendicărilor 1...6, caracterizat prin aceea că un aditiv 5 selectat dintre fier, mangan, compuși de fier (II), compuși de mangan (II) și săruri reducătoare de metale alcaline, este încorporat în apa de compactare în proporție de 7 0,3...1% în greutate raportat la greutatea mortarului.
8. Procedeu conform revendicărilor 1...7, caracterizat prin aceea că aditivul este 9 selectat dintre sulfat de fier, sulfat de mangan, azotit de sodiu, sulfit de sodiu și fier metalic.
9. Procedeu conform revendicărilor 1 ...8, caracterizat prin aceea că, în cazul în care 11 cenușa conține compuși solubili în apă, se spală cu apă alcalină înainte de a se adauga acid fosforic. 13
10. Procedeu conform revendicărilor 1... 9, caracterizat prin aceea că, în cazul în care cenușa conține material organic și/sau nears, amestecul cu conținut fosfatic este supus 15 unei faze de calcinare înainte de adăugarea apei și liantului hidraulicfig.
11. Procedeu conform revendicărilor 1 ...10, caracterizat prin aceea că cenușa 17 conține cenușă zburătoare din fumul degajat de cuptoarele de ardere a deșeurilor urbane.