SK119998A3

SK119998A3 - Ash inerting method

Info

Publication number: SK119998A3
Application number: SK1199-98A
Authority: SK
Inventors: Rene Derie
Original assignee: Solvay
Priority date: 1996-02-28
Filing date: 1997-02-18
Publication date: 1999-02-11
Also published as: HUP9901012A2; HUP9901012A3; AU711292B2; CA2247093C; MX9807043A; JP2000506059A; KR100461281B1; DE69701128D1; NO983941L; AU1875097A; PL328632A1; EA000932B1; CN1096435C; BG102729A; NO320959B1; ATE188683T1; CZ276098A3; EA199800769A1; PL186969B1; US6132355A

Description

SPÔSOB INERTIZÁCIE POPOLČEKA

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu inertizácie popolčeka, predovšetkým popolčeka z dymových plynov mestských spaľovní.

Doterajší stav techniky

Mestské spaľovne (slúžiace na odstraňovanie odpadov z domácností a/alebo nemocníc) produkujú mnohokrát významné objemy popolčeka. Mineralogické zloženie tohoto popolčeka sa len veľmi málo mení bez ohľadu na jeho pôvod a všeobecne sa v ňom nachádzajú, i keď v množstvách, ktoré sa môžu meniť, pozri ďalej, chloridy alkalických kovov (NaCI a KCI), anhydrit, kremeň, vitrifikované hlinitokremičitany, ďalšie oxidované a chemicky relatívne inertné rezíduá (medzi nimi SnOz), ťažké kovy (obzvlášť zinok, olovo, kadmium, ortuť a chróm), chlórované organické deriváty a nespálené zložky. Medzi nespálenými zložkami sa často nachádza kovový hliník.

Prítomnosť vodou rozpustných látok, ťažkých kovov a toxických organických látok (dioxíny, furány) môže prinášať problémy pri ukladaní tohto popolčeka a plynie z nej nutnosť ho podrobiť predbežnej procedúre inertizácie, ktorej cieľom je premeniť popolček do formy, ktorá neovplyvňuje životné prostredie.

Boli navrhnuté rôzne spôsoby realizácie uvedenej inertizácie popolčeka mestských spaľovní, ktoré sú zamerané na stabilizáciu ťažkých kovov v nich obsiahnutých, obzvlášť olova a kadmia. Podľa týchto spôsobov (patent Spojených štátov US-A-4 737 356) sa na popolček pôsobí vo vode rozpustným fosforečnanom a vápnom takým spôsobom, aby došlo k insolubilizácii iónov ťažkých kovov vo forme fosforečnanov kovov. Podľa príbuzného spôsobu (prihláška európskeho patentu EP-A-568 903) sa na popolček pôsobí vodou a fosforečnanovými iónmi tak, aby sa pH upravilo na úroveň 6,9 a insolubilizovali t

sa ťažké kovy vo forme fosforečnanov kovov, pričom prebytočné ióny sú viazané iónmi trojmocného hliníka alebo železa a reakčné prostredie sa alkalizuje pomocou páleného vápna CaO. Podľa prihlášky európskeho patentu EP-A-534 231 je popolček, získaný zo spôsobu čistenia kyslých dymových plynov vápnom jednoducho kalcinovaný pri vysokej teplote (medzi 375 a 800 °C).

Pri postupe podľa práve popísaných spôsobov sú inertné produkty získavané vo forme práškov, čo môže spôsobovať problémy pri ich spracovaní a uskladňovaní. Jeden zo spôsobov, ako prekonať tento problém, spočíva v primiešaní popolčeka do hydraulickej malty, s ktorou vytvárajú pevné inertné bloky. V známom spôsobe, určenom pre tento účel a zameranom na inertizáciu kalov, kontaminovaných ťažkými kovmi, sa kaly zmiešajú s portlandským cementom a popolčekom tak, že vytvoria pevný, kompaktný a inertný blok (Roy A. Heaton, H.C., Cartledge, F.K a Tittlebaum, M.E. Solidification/Stabilization of a Heavy Metal Sludge by Portland Cement/Fly Ash Binding Mixture!“ Hazardous Waste & Hazardous Materials, zväzok 8, č. 1, str. 33 - 41).

Aplikácia tohto známeho spôsobu inertizácie popolčeka z dymových plynov, vytvorených spaľovaním mestských odpadov, však nie je celkom uspokojivá. Získané bloky sú v tomto prípade expandované prítomnosťou viacerých plynných zložiek, čo podstatným spôsobom zvýši ich objem a priestor, ktorý zaberajú a robí ich krehkými a málo odolnými v tlaku.

Predložený vynález si kladie za cieľ odstrániť vyššie uvedené nevýhody známych spôsobov tým, že podá spôsob, v ktorom je realizovaná účinná inertizácia popolčeka obsahujúceho ťažké kovy a nespálený kovový hliník vytvorením kompaktných pevných blokov, ktoré majú dobré mechanické vlastnosti. Vynález si kladie za cieľ poskytnúť spôsob, ktorý dovoľuje odstrániť popolček z dymových plynov mestských spaľovní vo forme kompaktných a neexpandovaných blokov, ktoré majú dobrú pevnosť v tlaku a vyhovujú normalizovaným testom na toxicitu, obzvlášť testu TCLP (Toxicity Characteristic Leaching Procedúre“, USA).

31048 T

Podstata vynálezu

Vynález sa týka spôsobu inertizácie popolčeka, obsahujúceho ťažké kovy a kovový hliník, v ktorom sa k popolčeku pridá reakčné činidlo, zvolené zo súboru zahŕňajúceho kyselinu fosforečnú a fosforečnany alkalických kovov, takto získaná fosforečná zmes sa rozmieša s vodou a hydraulickým väzobným činidlom a tým sa vytvorí hydraulická malta, ktorá sa nechá tuhnúť a stvrdnúť.

Pod označením ťažké kovy sa rozumejú kovy, ktorých hustota je aspoň 5 g/cm³, rovnako ako i berýlium, arzén, selén a antimón, v súlade so všeobecne prijímanou definíciou (Heavy Metals in Wastewaters and Sludge Treatment Process; Zv. I., CRC Press, Inc. ; 1987, str. 2).

V spôsobe podľa vynálezu sa použije reakčné činidlo, zvolené zo súboru zahrňujúceho kyselinu fosforečnú a fosforečnany alkalických kovov (výhodne sodíka). Pre použitie v spôsobe podľa vynálezu dobre vyhovujú kyselina ortofosforečná a hexametafosforečnan sodný.

Pridanie vyššie uvedeného reakčného činidla k popolčeku je potrebné realizovať v prítomnosti dostatočného množstva vody, aby sa dosiahlo jednoduchým miešaním rýchle vytvorenie homogénnej reakčnej zmesi. Bez toho, aby bolo potrebné zabiehať do teoretického zdôvodňovania, vynálezca je názoru, že jednu z obtiaží, ku ktorým dochádzalo pri realizácii spôsobov podľa doterajšieho stavu techniky, určených pre odstraňovanie popolčeka z mestských spaľovní v hydraulických maltách, spôsobovala obzvlášť prítomnosť kovového hliníka v popolčeku. V spôsobe podľa predloženého vynálezu má vyššie uvedené reakčné činidlo za cieľ premeniť kovový hliník na fosforečnan hlinitý. Množstvo reakčného činidla, ktoré je potrebné použiť pri spôsobe podľa vynálezu teda závisí na mineralogickom zložení popolčeka a predovšetkým na obsahu kovového hliníka a ťažkých kovov a je potrebné ho určiť v každom konkrétnom prípade rutinnou laboratórnou analýzou. V praxi dobre vyhovujú hmotnostné pomery vyššie uvedeného reakčného činidla vzhľadom k hmotnosti popolčeka v rozmedzí od 5 do 25 % (s výhodou od 8 do 15 %).

Voda a hydraulické väzbové činidlo musia byť použité v množstve, ktoré umožní vytvoriť s fosforečnou zmesou hydraulickú maltu. Je dôležité, aby bolo dosiahnuté účinné zmiešanie fosforečnej zmesi s vodou a hydraulickým väzbovým činidlom, aby došlo k vytvoreniu hydraulickej malty s homogénnym zložením. Po ukončení miešania sa malta ponechá dozrievať, aby došlo k jej tuhnutiu a stvrdnutiu. Predtým, než je malta ponechaná tuhnúť a stvrdnúť, musí byť vytvarovaná do zodpovedajúceho stavu, ktorý umožňuje ľahkú manipuláciu a uskladňovanie, napríklad do formy brikiet, blokov v tvare kvádru alebo do guľovitého tvaru. Tuhnutie a stvrdnutie môžu prebiehať vo vlhkej alebo suchej atmosfére. Všeobecne k nim dochádza za prítomnosti atmosférického vzduchu.

Hydraulické väzobné činidlo je s výhodou zvolené zo súboru, zahrňujúceho portlandský cement a slinok portlandského cementu. I keď spôsob, využívajúci portlandský cement dáva dobré výsledky, prednosť je dávaná použitiu slinku portlandského cementu.

Množstvo použitého hydraulického väzobného činidla závisí na rôznych parametroch, obzvlášť na použitom väzobnom činidle, zložení popolčeka a požadovaných vlastnostiach produktu, ktorý je výsledkom spôsobu inertizácie popolčeka, obzvlášť na jeho mechanickej pevnosti a jeho chovaní pri testoch toxicity (ako je napríklad test TCLP, uvedený vyššie). Pri praktickej realizácii sa doporučuje použiť hmotnostný pomer hydraulického väzobného činidla vyšší ako 10 % (a s výhodou vyšší ako 20 %) vzhľadom k hmotnosti popolčeka. Nie je žiadúce, aby tento pomer hmotnosti použitého hydraulického väzobného činidla presiahol 100 % (všeobecne 50 %) hmotnosti popolčeka. Množstvo hydraulického väzobného činidla vzhľadom k popolčeku v rozmedzí od 20 (s výhodou 25) hmotnostných percent do 50 ( s výhodou 40) hmotnostných percent sú obzvlášť doporučované.

Po ukončení etapy tuhnutia a stvrdnutia, ktorá môže trvať niekoľko dní, sa získa pevná a kompaktná hmota, ktorá je v zásade inertná vzhľadom k atmosférickým podmienkam a ktorá vyhovuje normám toxicity, obzvlášť norme TCLP, ktorá bola uvedená vyššie. Tvar tejto pevnej hmoty je daný tvarom, do ktorého bola malta uvedená pred tuhnutím a môže byť napríklad zvolený zo súboru, zahŕňajúceho brikety alebo guľové bloky alebo bloky v tvare kvádra. Uvedená hmota je kompaktná, v zásade bez plynných prímesí a vďaka tomu vykazuje dobré mechanické vlastnosti, obzvlášť tvrdosť, rázovú húževnatosť a odolnosť proti oteru, ktoré dovoľujú manipuláciu a skladovanie bez ťažkostí.

V jednom z výhodných spôsobov realizácie podľa vynálezu sa tuhnutie a stvrdnutie malty realizuje vo vlhkej atmosfére, s výhodou v prítomnosti nasýtených vodných pár. Tento spôsob realizácie vynálezu sa ukázal ako obzvlášť výhodný v prípade, že popolček obsahuje šesťmocný chróm. Bolo totiž pozorované, že pri ostatných rovnakých podmienkach použitie vlhkej atmosféry významne zlepšuje inertizáciu chrómu v pevnej látke, získanej postupom podľa vynálezu.

Pri postupe podľa iného spôsobu realizácie podľa vynálezu sa do vody, použitej pri vytváraní malty, pridá aditivum, zvolené zo súboru, zahŕňajúceho železo, mangán, zlúčeniny dvojmocného železa, zlúčeniny dvojmocného mangánu a ich redukčné soli s alkalickými kovmi (s výhodou so sodíkom) v hmotnostnom množstve od 0,3 do 1 % hmotnosti malty. V tomto spôsobe realizácie vynálezu je aditivum zvolené zo súboru, zahŕňajúceho síran železnatý, síran mangánatý, dusitan sodný, siričitan sodný a kovové železo.

Pre použitie spôsobu podľa predloženého vynálezu nie je kritický pôvod popolčeka. Vynález je však obzvlášť vhodný pre použitie na popolček získaný z dymových plynov mestských spaľovní, ako sú spaľovne domového odpadu a spaľovne nemocničných odpadov.

Popolček z dymových plynov, vytváraných v mestských spaľovniach, obsahuje obvykle okrem ťažkých kovov a kovového hliníka nežiadúce organické látky (obzvlášť chlórované organické látky ako sú dioxíny a furány), zlúčeniny rozpustné vo vode, ako sú chloridy alkalických kovov a nespálené zložky.

V jednom spôsobe realizácie podľa vynálezu sa v prípade, keď popolček obsahuje vo vode rozpustné látky, podrobí popolček premývaniu alkalickou vodou pred tým, než sú k nemu pridané vyššie uvedené reakčné činidlá, ktoré sú zvolené zo súboru, zahŕňajúceho kyselinu fosforečnú a fosforečnany alkalických kovov. V tomto spôsobe realizácie podľa vynálezu je cieľom premývania popolčeka vodou odstránenie vodou rozpustných zložiek, predovšetkým solí sodíka a draslíka (hlavne chloridu sodného, chloridu draselného a síranu sodného) a časti anhydritu. Na premývanie popolčeka je potrebné použiť alkalickú vodu, aby boli insolubilizované ťažké kovy. V praxi je potrebné premývanie popolčeka (obzvlášť pH použitej vody a doba kontaktu vody a popolčeka) riadiť tak, aby výsledné prostredie premývania bolo alkalické a vykazovalo s výhodou hodnotu pH vyššiu ako 8, pričom je doporučovaná hodnota aspoň rovná 9,5. Týmto spôsobom sa zabráni rozpusteniu ťažkých kovov, ktoré zostanú v reziduálnej pevnej fáze získanej premývaním. Ak je potrebné, môže sa ukázať nutné pridať do premývacej vody reakčné činidlo, ktoré zvýši jej pH na požadovanú hodnotu. Týmto činidlom môže byť napríklad vápno. Po ukončení premývania sa získa suspenzia, ktorá sa podrobí filtrácii alebo rovnocennej mechanickej separácii (napríklad usadzovaniu alebo centrifugácii), aby sa z nej oddelili pevné a nerozpustené látky, ku ktorým je potom pridané vyššie uvedené reakčné činidlo spôsobom podľa vynálezu.

V ďalšom spôsobe realizácie podľa predloženého vynálezu sa v prípade, ak popolček obsahuje organické látky a/alebo nespálené látky, podrobí vyššie uvedená fosforečná zmes kalcinácii pred tým, ako je do nej pridaná voda a hydraulické väzobné činidlo. V tejto forme spôsobu realizácie podľa vynálezu sa kalcinácia realizuje v oxidačnej atmosfére (vo všeobecnosti v atmosférickom vzduchu). Kalcinácia má za cieľ deštrukciu nespálených látok a odstránenie organických látok. Kalcinácia sa všeobecne realizuje pri teplote vyššej ako 600 °C, s výhodou pri teplote aspoň 700 °C. Je výhodné vyhnúť sa použitiu príliš vysokých teplôt, ktoré môžu viesť k odpareniu časti ťažkých kovov. V praxi je kalcinačná teplota s výhodou nižšia ako 1000 °C a výhodnejšie nižšia ako 800°C. Obzvlášť sú doporučované teploty v rozmedzí od 600 °C do 800 °C.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález bude teraz ilustrovaný s odvolaním na jediný priložený obrázok, ktorý predstavuje schému zariadenia, určeného pre jeden spôsob realizácie podľa predloženého vynálezu.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Zariadenie, ktorého schéma je znázornená na priloženom obrázku, je určené na realizáciu inertizácie popolčeka 1, obsahujúceho ťažké kovy, kovový hliník, vo vode rozpustné zlúčeniny, organické látky a nespálené zložky. Zariadenie zahŕňa premývaciu komoru 2, do ktorej je vložený popolček 1 a voda 3, Množstvo vody 3 privedené do komory 2 je riadené tak, aby došlo k rozpusteniu celého množstva vo vode rozpustných látok, obsiahnutých v popolčeku 1., obzvlášť chloridu sodného, chloridu draselného a síranu sodného. Okrem toho je v komore 2 udržovaná hodnota pH vyššia ako 8, napríklad v rozmedzí od 9,5 do 14, aby boli insolubilizované ťažké kovy. V prípade potreby sa za účelom dosiahnutia požadovanej hodnoty pH do premývacej vody 3 pridá kyselina chlorovodíková alebo hydroxid sodný.

Zpremývacej komory 2 sa odoberie vodná suspenzia 4, ktorá je okamžite spracovávaná na filtri 5. Filtrát 6 sa odvedie a získa sa filtračný koláč 7, ktorý sa prevedie do reakčnej komory 8. V reakčnej komore 8 sa k filtračnému koláču 7 pridá dostatočné množstvo kyseliny fosforečnej 9 a vody 10, aby došlo miešaním k vytvoreniu čerpateľnej zmesi H, v ktorej sa všetko množstvo kovového hliníka, ktoré bolo prítomné v popolčeku, nachádza vo forme ortofosforečnanu hlinitého (alebo vo variante je časť alebo všetko množstvo kyseliny fosforečnej nahradené fosforečnanom alkalického kovu, s výhodou hexametafosforečnanu sodného). Čerpateľná zmes sa odoberie z reakčnej komory 2 a privádza sa do kalcinačnej pece 12, v ktorej sa zmes zahrieva na teplotu 700 °C až 800 °C po dobu, ktorá je dostatočná pre dekompozícu organických látok a deštrukciu nespálených zložiek. Kalcinovaná látka 13. odobratá z pece 12. je prevedená do miešacej komory 14, kde sa k nej pridá voda 15 a hydraulické väzobné činidlo 16 (napríklad slinok portlandského cementu) v množstve, ktoré je riadené tak, aby miešaním s kalcinovanou látkou 13 došlo k vytvoreniu hydraulickej malty. Hydraulická malta 17. získaná z miešacej komory 14, sa spracováva v otáčajúcom sa bubne 18, v ktorom sa vytvaruje do formy malých guličiek 19. ktoré sú uchovávané po niekoľko dní v priestore 20, ktorý je hermeticky uzatvorený a vyplnený vzduchom, v zásade nasýteným vodnou parou pri teplote okolia asi 20 °C a pri atmosférickom tlaku. Doba dozrievania v priestore 20 sa riadi tak, aby prebehlo tuhnutie a došlo k úplnému stvrdnutiu guličiek 19 malty. Po odobratí z priestoru 20, kde dozrievali, sa takto získajú tvrdé guľôčky 21, ktoré sú kompaktné a inertné vzhľadom k okolitému prostrediu a k atmosférickým činidlám, takže môžu byť premiestnené na skládku odpadových látok.

Nasledujúce príklady majú za cieľ ilustrovať výhody predloženého vynálezu.

Prvá séria pokusov

V príkladoch 1 až 5, ktorých popis nasleduje, sa pôsobí na popolček, odobratý zo spaľovne domového odpadu. Hmotnostné zloženie popolčeka je uvedené v nasledujúcej tabuľke 1.

Tabuľka 1

Zložka

S1O2

Al (celkové množstvo) (vyjadrené ako AI2O3 kovový Al

CaO

MgO

Na

K

TiO₂

FeO

Zn

Pb

Cu

Cd

Mn

Cr (celkové množstvo)

Cr (šesťmocný)

Cl

SO₃

P₂0₅

As

Sb

Hg nespálené zložky

Hmotnostný obsah

30.6 %

16.7 %

-10 % celkového Al

22,0 %

2.5 %

3.7 %

2.6 %

2,4 %

3,0 %

1,00%

0,38 %

0,10%

0,008 %

0,09 %

0,07 % ppm

2,2 %

9,6 %

1,2 % ppm

345 ppm

1,1 ppm

0,4 %

Príklad 1 (podľa stavu techniky)

108 g popolčeka bolo premývané s 1000 ml vody. Po uplynutí 1 hodiny bolo pH reakčného prostredia upravené na 10,9. Takto vytvorená vodná suspenzia bola filtrovaná a bol odobratý filtračný koláč, ktorý bol predtým ešte premývaný 100 ml vody.

K filtračnému koláču bolo pridané dostatočné množstvo vody, aby bola vytvorená spracovateľné kaša, obsahujúca približne 40 % vody. Do takto vzniknutej kaše bolo pridané 11,8 g vodného roztoku kyseliny fosforečnej (hmotnostná koncentrácia 85 %) za súčasného nepretržitého miešania kaše. Pridanie kyseliny fosforečnej bolo doprevádzané miernym uvoľňovaním tepla. Homogénna kašovitá hmota, získaná týmto spôsobom, bola potom umiestnená do misky zo žiaruvzdorného porcelánu, ktorá bola vložená do studenej pece. Pec potom bola zahrievaná tak, aby teplota postupne vystúpila na 800 °C v priebehu približne jednej hodiny. Táto teplota 800 °C bola potom udržovaná po jednu hodinu a potom bola látka umiestnená v peci vybratá z pece a bola ponechaná vychladnúť až na teplotu okolia.

Kalcinovaný prášok, získaný z pece, bol podrobený v stave, v ktorom bol získaný, testu toxicity podľa normy TCLP uvedenej vyššie. Za týmto účelom boli do 100 g kalcinovaného prášku pridané 2 litre vodného roztoku, obsahujúceho 6 g kyseliny octovej a 2,57 g hydroxidu sodného na jeden liter. Zmes bola homogenizovaná a potom filtrovaná na filtri zo sklenených vlákien 0,6 a 0,8 pm a potom bol meraný obsah ťažkých kovov, ktoré sa nachádzali vo filtráte.

Výsledky sú zhromaždené v nasledujúcej tabuľke 2

Tabuľka 2
Ťažké kovy	Obsah (pg/l)
Cu	1000
Pb	2900
Zn	15000
Cd	300
As	500
Sb	700
Cr (šesťmocný)	5100
Hg	10

Príklad 2 (podľa vynálezu)

Vzorka popolčeka so zložením, uvedenom v Tabuľke 1 bola spracovaná rovnakým spôsobom, ako bolo uvedené v príklade 1 a kalcinovaný prášok, získaný z pece a ochladený až na teplotu okolia, bol okamžite zmiešaný so slinkom portlandského cementu (v hmotnostnom množstve 1 hmotnostný diel slinku na 5 hmotnostných častí kalcinovaného prášku). Do získanej zmesi bola pridaná voda v množstve 30 ml vody na 100 g uvedenej zmesi za miešania, ktorým bola dosiahnutá homogénna zmes. Táto zmes bola neskôr vytvarovaná do formy guličiek, ktoré boli uchovávané na vzduchu po dobu 5 dní, aby malta stuhla a došlo k jej stvrdnutiu. Získané stvrdnuté guľôčky malty boli podrobené testu toxicity TCLP ako v príklade 1. To bolo realizované tak, že guľôčky s priemerom nad 1 mm (priemer bol určený preosievanim) boli rozdrvené a do 100 g takto získanej rozdrvenej látky boli pridané 2 litre vodného roztoku, obsahujúceho 6 g kyseliny octovej a 2,57 g hydroxidu sodného na liter. Zmes bola homogenizovaná a potom filtrovaná na sklenených vláknach 0,6 až 0,8 pm a potom bol meraný obsah ťažkých kovov z prášku podrobeného testu. Výsledky sú zhromaždené v nasledujúcej tabuľke 3.

Tabuľka 3

Ťažké kovy

Cu

Pb

Zn

Cd

As

Sb

Obsah (gg/l) <20 <30 <30

Cr (šesťmocný) 860

Porovnanie výsledkov uvedených v tabuľkách 2 a 3 ukazuje okamžite zlepšenie dosiahnuté postupom podľa vynálezu vzhľadom k inertizácii ťažkých kovov z popolčeka.

Príklad 3 (podľa vynálezu)

V tomto príklade bolo postupované rovnako ako v príklade 2, ale získané guľôčky vzniknuté tuhnutím a stvrdnutím malty boli podrobené testu toxicity inému, ako je test TCPL. V tomto teste boli rozdrvené guľôčky s priemerom väčším ako 1 mm (priemer určený preosievaním) a rozdrvená látka bola vystavená trojnásobnému lúhovaniu v demineralizovanej vode pri pomere kvapaliny a pevnej látky rovnom 10.

Po ukončení každého lúhovania bol meraný obsah ťažkých kovov z prášku podrobeného testu v získanej kvapaline. Výsledky sú zhromaždené v nižšie uvedenej Tabuľke 4.

Tabuľka 4

Ťažké kovy Obsah (gg/l)

Prvé lúhovanie

Cu	63
Pb	<20
Zn	<10
Cd	60
As	<30
Sb	<30
Cr (šesťmocný)	700

Druhé lúhovanie

Cu	24
Pb	<20
Zn	< 10
Cd	27
As	<30
Sb	<30
Cr (šesťmocný)	280
Tretie lúhovanie
Cu	<10
Pb	<20
Zn	< 10
Cd	< 10
As	<30
Sb	<30
Cr (šesťmocný)	35

Príklad 4 (podľa vynálezu)

Bol opakovaný pokus 2 za rovnakých podmienok, ale s výnimkou, že slinok portlandského cementu bol nahradený portlandským cementom.

Výsledky testu TLPC sú uvedené v Tabuľke 5.

Tabuľka 5

žké kovy	Obsah (pg/l)
Cu	< 10
Pb	<20
Zn	< 10
Cd	< 10
As	<30
Sb	<30
C r (šesťmocný)	840

Príklad 5 (podľa vynálezu)

Bol opakovaný pokus 3 za rovnakých podmienok, ale s výnimkou, že slinok portlandského cementu bol nahradený portlandským cementom.

Výsledky testu trojnásobného vylúhovania sú uvedené v Tabuľke 6.

Tabuľka 6

Ťažké kovy

Obsah (pg/l)

Prvé lúhovanie

Cu	< 10
Pb	<20
Zn	< 10
Cd	< 10
As	<30
Sb	<30
C r (šesťmocný)	1030

Druhé lúhovanie

Cu	< 10
Pb	<20
Zn	< 10
Cd	<10
As	<30
Sb	<30
Cr (šesťmocný)	160

Tretie lúhovanie

Cu	< 10
Pb	<20
Zn	< 10
Cd	< 10
As	<30
Sb	<30
Cr (šesťmocný)	90

Druhá séria pokusov

V príkladoch 6 až 17, ktoré sú popísané ďalej bol spracovaný popolček s hmotnostným zložením uvedenom v tabuľke 7.

Tabuľka 7

Zložka Hmotnostný obsah

SÍO₂	19,3 %
Al (celkové množstvo) vyjadrené ako AI₂O₃)	13,6%
kovový Al	1 -10 % celkového Al
CaO	20,0 %
MgO	2,8 %
Na	7,5 %
K	6,1 %
TiO₂	1,5%
FeO	2,2 %
Zn	1,82 %
Pb	1,20 %
Cu	0,11 %
Cd	0,094 %
Mn	0,11 %
Cr (celkové množstvo)	0.04 %
C r (šesťmocný)	0,33 ppm
Cl	13,2 %
SO₃	6,2 %
P₂0₅	0,8 %
As	125 ppm
Sb	510 ppm
Hg	12 ppm
nespálené zložky	2,4 %

Príklad 6 (podľa stavu techniky)

136 g popolčeka bolo premývané s 1300 ml vody. Po uplynutí 1 hodiny bolo pH reakčného prostredia upravené na 11,0. Takto vytvorená vodná suspenzia bola filtrovaná a bol odobratý filtračný koláč, ktorý bol predtým ešte premývaný 100 ml vody.

Ďalej sa postupovalo spôsobom popísaným v príklade 1. Výsledky testu toxicity (test TCLP) sú zhromaždené v nasledujúcej tabuľke 8.

Tabuľka 8

Ťažké kovy	Obsah (pg/l)
Cu	1200
Pb	1900
Zn	25000
Cd	500
As	1100
Sb	300
Cr (šesťmocný)	2300
Hg	20

Príklad 7 (podľa vynálezu)

Vzorka popolčeka so zložením, uvedená v Tabuľke 7, bola spracovaná rovnakým spôsobom, ako bolo uvedené v príklade 6 a kalcinovaný prášok, získaný z pece a ochladený až na teplotu okolia, bol okamžite zmiešaný so slinkom Portlandského cementu v hmotnostnom množstve 1 hmotnostný diel slinku na 4 hmotnostné diely kalcinovaného prášku. Do získanej homogénnej zmesi bola pridaná voda v množstve 30 ml na 100 g uvedenej zmesi za miešania, ktorým bola vytvorená malta. Hydraulická malta získaná týmto spôsobom bola neskôr vytvarovaná do formy guličiek, ktoré boli uchovávané na vzduchu po dobu 5 dní, aby malta stuhla a došlo k jej stvrdnutiu.

Získané stvrdnuté guľôčky malty boli podrobené testu toxicity TCLP. To bolo zrealizované tak, že guľôčky s priemerom nad 1 mm (priemer bol určený preosievaním) boli rozdrvené a do 100 g takto získanej rozdrvenej látky boli pridané 2 litre vodného roztoku 0,1 M kyseliny octovej. Zmes bola homogenizovaná a potom filtrovaná na sklenených vláknach 0,6 až 0,8 pm a potom bol meraný obsah ťažkých kovov z prášku podrobeného testu. Výsledky sú zhromaždené v nasledujúcej tabuľke 9.

Tabuľka 9

Ťažké kovy	Obsah (pg/l)
Cu	80
Pb	<200
Zn	660
Cd	230
As	50
Sb	90
C r (šesťmocný)	720
Hg	<5

Príklad 8 (podľa vynálezu)

Bol opakovaný postup z príkladu 7, jediný rozdiel bol ten, že test toxicity TCLP bol nahradený testom trojitého vylúhovania, ktorý bol popísaný v príklade 3.

Výsledky sú zhromaždené v nižšie uvedenej tabuľke 10.

Tabuľka 10

Ťažké kovy Obsah (gg/l)

Prvé lúhovanie

Cu	38
Pb	<20
Zn	< 10
Cd	17
As	<30
Sb	<30
Cr (šesťmocný)	145

Druhé lúhovanie

Cu	37
Pb	<20
Zn	< 10
Cd	80
As	<30
Sb	<30
C r (šesťmocný)	95
Tretie lúhovanie
Cu	< 10
Pb	<20
Zn	< 10
Cd	< 10
As	<30
Sb	<30
Cr (šesťmocný)	55

Príklad 9 (podľa vynálezu)

Bol opakovaný pokus 7 s jedinou výnimkou, že uloženie guľôčok po vytvorení malty bolo realizované v hermeticky uzatvorenom priestore, ktorý bol naplnený vzduchom nasýteným vodnými parami (100 % relatívnej vlhkosti) po dobu 8 dní. Získané guľôčky boli sušené na vzduchu po dva dni a potom podrobené testu TCLP z príkladu 8. V teste TCLP bolo zistené, že obsah šesťmocného chrómu vo filtráte bol rovný 42 pg/l.

Príklady 10,11 a 12 (podľa vynálezu)

Tieto príklady sa týkajú troch pokusov, ktoré boli realizované za rovnakých podmienok ako v príklade 9 s jedinou výnimkou, spočívajúcou v pridaní aditíva do vody pri vytváraní malty. V pokuse 10 týmto aditívom bol heptahydratovaný síran železnatý (použitý v hmotnostnom pomere zodpovedajúcom 1 % hmotnosti malty); v príklade 11 bol použitý monohydratovaný síran horečnatý (použitý v hmotnostnom pomere zodpovedajúcom 0,7 % hmotnosti malty); v príklade bolo použité práškové železo (použité v hmotnostnom pomere zodpovedajúcim 0,3 % hmotnosti malty).

V teste TCLP bolo zistené, že obsah šesťmocného chrómu vo filtráte bol vo všetkých troch príkladoch nižší ako 10 pg/ml.

Príklady 13,14,15,16 a 17 (podľa vynálezu)

Bol opakovaný pokus z príkladu 9 s množstvom popolčeka, ktoré bolo dostatočné na to, aby z malty mohlo byť vytvorených päť vzoriek v tvare kvádra s rozmermi 4x4x16 cm. Vzorky boli uchovávané po dobu 28 dní v atmosfére nasýtenej vodnou parou pri teplote okolia, aby bolo vyvolané tuhnutie a došlo k stvrdnutiu malty. Päť skúšobných vzoriek sa navzájom líšilo jeden od druhého hmotnostnými pomermi použitého množstva popolčeka a množstva slinku.

Po stvrdnutí malty boli skúšobné vzorky podrobené testu mechanickej odolnosti, ktorý spočíval v meraní ich pevnosti v ohybe a tlaku za podmienok daných belgickou normou NBN 196-1 (1991). Výsledky testov sú uvedené v Tabuľke 11 uvedenej nižšie.

Tabuľka 11

Mechanická odolnosť hmotnostný pomer

Príklad č.

	popolček : slinok	ohyb (N/mm²)	tlak (N/mm²)
13	2,5	2,94	5,7
14	3,0	2,94	4,9
15	3,5	2,94	5,7
16	4,0	3,19	5,0
17	5,0	2,45	4,1

P/ H99-98

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

1. Spôsob inertizácie popolčeka obsahujúceho ťažké kovy a kovový hliník, vyznačujúci sa tým, že sa k popolčeku pridá reakčné činidlo zvolené zo • súboru zahŕňajúceho kyselinu fosforečnú a fosforečnany alkalických kovov, takto získaná fosforečná zmes sa zmieša s vodou a hydraulickým väzobným

V činidlom, čím sa vytvorí hydraulická malta a malta sa podrobí procesu tuhnutia a tvrdnutia.

2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že reakčné činidlo obsahuje hexametafosforečnan sodný.

3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že hydraulické väzobné činidlo je zvolené zo súboru zahŕňajúceho portlandský cement a slinok portlandského cementu.

•

4. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, *

* že uvedené reakčné činidlo je použité v hmotnostnom množstve zodpovedajúcom 8 až 15 % hmotnosti popolčeka.

5. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že hydraulické väzobné činidlo je použité v hmotnostnom množstve zodpovedajúcom 25 až 40 % hmotnosti popolčeka.

6. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 5, vyznačujúci sa tým, že tuhnutie a stvrdnutie sa uskutočňuje v atmosfére nasýtenej vodnými parami.

7. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 6, vyznačujúci sa tým, že do vody, použitej na vytvorenie malty, sa pridá aditívum, zvolené zo súboru, zahŕňajúceho železo, mangán, zlúčeniny dvojmocného železa, zlúčeniny dvojmocného mangánu a redukčné soli alkalických kovov a to v hmotnostnom množstve zodpovedajúcom 0,3 až 1 % hmotnosti malty.

8. Spôsob podľa nároku 7, vyznačujúci sa tým, že aditívum je zvolené zo súboru, zahŕňajúceho síran železnatý, síran mangánatý, dusitan sodný, siričitan sodný a kovové železo.

9. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 9, vyznačujúci sa tým, • že v prípade, keď popolček obsahuje vodou rozpustné zlúčeniny, je pred pridaním kyseliny fosforečnej popolček podrobený premývaniu alkalickou *

vodou.

10. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 9, vyznačujúci sa tým, že v prípade, keď popolček obsahuje organické látky a/alebo nespálené látky, je uvedená fosforečná zmes pred pridaním vody a hydraulického väzobného činidla podrobená kalcinácii.

11. Spôsob podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 10, vyznačujúci sa tým, že popolček obsahuje popolček z dymových plynov, pochádzajúcich zo • spaľovní mestských odpadov.