SK279287B6

SK279287B6 - Spôsob viazania odfiltrovaného prachu, obsahujúceh

Info

Publication number: SK279287B6
Application number: SK538-93A
Authority: SK
Inventors: Wolfgang Harsch; Albert Bender
Original assignee: Beteiligunsgesellschaft Harsch Gmbh Und Co. Kg; Pfitzenmeier & Rau
Priority date: 1990-11-27
Filing date: 1991-11-27
Publication date: 1998-09-09
Also published as: EP0559692A1; WO1992009539A1; EP0672636A3; DE4133136A1; CZ282724B6; CZ381696A3; HUT71279A; CZ99893A3; PL169876B1; HU9301539D0; GR3019303T3; HU214315B; DK0559692T3; PL169449B1; ATE131459T1; DE59107097D1; EP0559692B1; ES2082996T3; EP0672636A2; SK53893A3

Description

Odfiltrovaný prach sa vyperie v alkalický reagujúcom médiu, potom sa zmieša s ílom a vodou, zo zmesi sa vytvoria polotovary, polotovary sa vypália pri teplote medzi 900 stupňami Celzia a 1100 stupňami Celzia, pričom teplota vypaľovania pod teplotou mäknutia sa zvolí tak, že sa vytvorí roztavená fáza, ktorá spôsobí zosklovatenie, a preto trvalé včlenenie ťažkých kovov a ich zlúčenín do výlisku.

SK 279287 Β6

Oblasť techniky

Vynález sa týka spôsobu viazania odfiltrovaného prachu, obsahujúceho ťažké kovy, do keramických výliskov miesením odfiltrovaného prachu s ílom, formovaním polotovarov zo vzniknutej zmesi a vytvrdzovaním alebo slinovaním týchto polotovarov.

Doterajší stav techniky

Tento spôsob je známy z DE-OS 36 12 381. Účelom známeho spôsobu je pripraviť odfiltrovaný prach, obsahujúci jedovaté ťažké kovy, jeho viazaním do materiálu matrice tak, že môže byť trvalo uložený na jednoduchých skládkach domového odpadu. Na ten účel sa odfiltrovaný prach miesi s ílom a do tejto zmesi sa pridáva prídavný materiál, ktorý znižuje kapilámosť a schopnosť viazania vody ílu. Následne sa vzniknutá zmes lisuje do tvarových telies, ktoré majú ľubovoľnú veľkosť a tvar, ktoré možno ukladať. Prídavným materiálom, ktorým môže byť sulfónovaný, vodou rozpustný olej, sa zabráni nasiakavosti tvarových telies, a tým aj vypieraniu ťažkých kovov. Tvarové telesá je možné vo vylisovanej a vzduchom vysušenej forme ukladať, ale na ďalšie zlepšenie ich fyzikálnej a chemickej odolnosti je možné tieto tvarové telesá pri teplotách medzi 600 °C až 900 °C vypaľovať natvrdo alebo pri teplotách medzi 1100 °C a 1200 °C slinovať. Pokiaľ sa tvarové telesá iba zlisujú, ale nevypália alebo neslinujú, majú iba veľmi malú pevnosť v tlaku a môžu byť ukladané iba na skládky, ale nemôžu byť ďalej použité ako stavebný materiál. Okrem toho sa z nich môže natrvalo vyplaviť príliš veľký podiel ťažkých kovov. Príliš veľké pomery vypierania ťažkých kovov možno zistiť aj vtedy, keď sa tvarové telesá čiže výlisky vypálené natvrdo alebo slinované preskúšajú, pričom slinované výlisky majú ďalšiu nevýhodu v tom, že v priebehu slinovania dôjde k vypudeniu značnej časti zlúčenín a ťažkých kovov z tvarových telies.

Z DE-PS 36 30 697 je známe miesiť kaly, obsahujúce ťažké kovy, najmä kaly po galvanizácii, s ílom a tavivami, a následne ich vypaľovať do slinkov pri teplotách medzi 750 °C až 1150 °C, pričom zostatková pórovitosť slinkov je menšia ako 6 %. Podmienky, pri ktorých sa najlepšie pracuje, keď sa z kalov, obsahujúcich ťažké kovy tvoria slinky, však nemožno preniesť na spracovanie odfiltrovaného prachu, obsahujúceho ťažké kovy, ktorý sa vyskytuje napríklad v spaľovniach odpadkov, pretože kaly, obsahujúce ťažké kovy, a odfiltrovaný prach, obsahujúci ťažké kovy, sa svojim zložením veľmi líšia. Kaly napríklad obsahujú v značnej miere organické podiely, ktoré pri filtračnom prachu takmer celkom chýbajú. Pretože z hospodárnych dôvodov existuje snaha o čo možno najvyšší podiel kalu, pripadne odfiltrovaného prachu v zmesi s ílom, je pochopiteľné, že výlisky, vyrobené z kalov, obsahujúcich ťažké kovy, sa správajú inak, ako výlisky vyrobené z odfiltrovaného prachu.

Pokusy, ktoré používali spôsob viazania odfiltrovaného prachu, známy z DE-PS 36 30 697, ukázali, že zmesi ílu a odfiltrovaného prachu vykazujú potrebné správanie pri slinovaní až pri pomerne vysokých vypaľovacích teplotách nad 1150 °C, čo vedie k fixovaniu ťažkých kovov v keramickej hmote. Pri takto vysokej slinovacej teplote možno pozorovať silný sklon k napučiavaniu, čím vzrastá pórovitosť a s ňou aj nebezpečie, že ťažké kovy sa z keramických výliskov vypudia. Okrem toho sa ukázalo, že pri vypaľovaní môže uniknúť so spalinami pece do voľného priestoru veľký podiel zlúčenín ťažkých kovov, obsiahnutých v od filtrovanom prachu, najmä olova, medi a zinku, čomu je nutné v každom prípade zabrániť.

Z EP-A-170 je známe, že zo zmesi ílu a odfiltrovaného prachu sa dá pri vypaľovacích teplotách medzi 700 stupňami Celzia a 1300 stupňami Celzia, vypáliť granulát, v ktorom je viazaný odfiltrovaný prach. Tento granulát má však ako keramzit veľký objem pórov a vykazuje príliš vysoké pomery vypierania.

Úlohou vynálezu je vytvoriť spôsob najmä vhodný na trvalé viazanie odfiltrovaných práškov v keramických výliskoch, ktorý je spojený s malým vypudzovaním zlúčenín ťažkých kovov pri vypaľovaní.

Podstata vynálezu

Uvedená úloha spĺňa spôsob viazania odfiltrovaného prachu obsahujúceho ťažké kovy v keramických výliskoch podľa vynálezu, ktorého podstatou je, že odfiltrovaný prach sa vyperie v alkalický reagujúcom médiu, vypraný odfiltnvaný prach sa zmieša s ílom a vodou, zo zmesi sa vytvoria polotovary, polotovaiy sa vypália pri teplote medzi 900 shpňami a 1100 stupňami Celzia, pričom teplota vypaľovania pod teplotou mäknutia sa zvolí tak, že sa vytvorí roztavená fáza, ktorá spôsobí zosklovatenie, a preto trvalé včlenenie ťažkých kovov a ich zlúčenín do výlisku.

Na viazanie ťažkých kovov z kalu po galvanizácii do keramických výliskov sú najlepšie vhodné íly bohaté na kremík. S týmito ílmi pracovali preto vynálezci aj pri svojich prvých pokusoch na viazanie odfiltrovaných práškov do keramických výliskov. Pritom sa však ukázalo, že s týmito ílmi, bohatými na kremík, nie je možné odfiltrované prášky v skutočnosti viazať uspokojivým spôsobom : kadmium a olovo boli pri vypaľovaní temer celkom vypudené, prchavé podiely medi a predovšetkým zinku, prítomného v odfiltrovanom prachu vo veľkých množstvách, boh neprijateľne vysoké. Vynálezci však zistili, že malé vypudenie ťažkých kovov sa dá dosiahnuť s pomocou ílov bohatých na hliník. Preto je v spôsobe podľa vynálezu použitý íl, ktorý’ obsahuje aspoň 25 % hmotnosti, výhodne viacej ako 30 % hmotnosti oxidu hliníku v sušine. Tým je možné vypudzovanie zlúčenín ťažkých kovov pri navrhnutom použití tavív ešte znížiť. Toto je však vykúpené zvýšením vypaľovaccj teploty, ktorá vedie k vyššiemu napučaniu, a znížením obsahu kremičitanov, ktorý' je na kremičitanové viazanie zlúčenín ťažkých kovov do keramickej hmoty a na odolnosť oproti vypieraniu z výliskov dôležitý.

Vynálezci zistili prekvapivo jednoduchú možnosť, ako znížiť vypudzovanie zlúčenín ťažkých kovov pri vypaľovaní a ako súčasne docieliť vysokú odolnosť keramických výliskov oproti vypieraniu zlúčenín ťažkých kovov. Aby bolo možné tohto docieliť, postačí odfiltrovaný prach vypierať alkalický reagujúcim médiom. Vypieranie je možné v najjednoduchšom prípade robiť vodou, pretože odfiltrovaný prach zo spaľovacích zariadení obsahuje pravidelne oxidy kovov, najmä CaO, ktoré tvoria s vodou hydroxidy. Preto už pri vypieraní vodou vznikne alkalické médium. Ak potom vytvorená alkalickosť nie je v jednotlivom prípade dostatočná, je možné ju najjednoduchším spôsobom zvýšiť pridaním vypáleného vápna (CaO). Je síce možné rovnako pridať NaOH alebo KOH, ale vápnik Ca pri vypaľovaní pôsobí menej rušivo ako sodík Na alebo draslík K. Výhodne je nutné zaistiť, že hodnota pH je aspoň pH = 9.

Vypieranie odfiltrovaného prachu má rozhodujúce výhody: Zlúčeniny ťažkých kovov, ktoré boli pri vypaľovaní v najmä veľkej miere vypudené, predovšetkým chloridy olova, zinku, medi a kadmia, sa premenia v menej prchavé

SK 279287 Β6 zlúčeniny a z alkalického média ubudnú. Sulfáty, ktoré vo zvýšenej miere prispievajú k napúčaniu výliskov, sa do veľkej miery (rádovo 40 %) vyperú. Prejdú spolu s chloridovými iónmi, iónmi alkalických kovov a iónmi alkalických zemín do roztoku a v odfiltrovanom a vo filtračnom lise prakticky dehydrovanom odfiltrovanom prachu už nie sú v podstate obsiahnuté, na rozdiel od zlúčenín ťažkých kovov, ktoré sú fixované keramický.

Ak sa polotovary vypraného odfiltrovaného prachu spolu s ílom - a prirodzene s vodou na uvedenie do cestovitého slávu lisujú a vypaľujú, potom je vypudzovanie ťažkých kovov už vopred extrémne malé, pretože skôr prítomné ľahko prchavé zlúčeniny ťažkých kovov sa premenili v ťažšie prchavé zlúčeniny. Neexistuje preto žiadny dôvod na použitie ílov bohatých na A1₂O₃, a skôr sa použijú - čo je pre trvalé silikátové fixovanie ťažkých kovov výhodné - ily bohaté na SiO₂ s obsahom SiO 60 - 80 % hmotnosti v sušne.

Okrem toho sa ukázalo, že polotovary vyrobené s vypraným a odfiltrovaným prachom sa pri nižšej teplote slinujú nepriepustnejšie ako tie polotovary, ktoré sú vyrobené s nevypraným odfiltrovaným prachom, pretože podiely odfiltrovaného prachu, premenené alkalickým praním a neodparené pri vypaľovaní, pôsobia zrejme ako tavivo. V tomto prípade by mali mať dôležitú úlohu najmä olovo a železo, pretože ich hydroxidy sa pri vypaľovaní menia na oxidy a môžu pôsobiť ako tavivo. Pretože pri práci s vypraným odfiltrovaným prachom vzniká tavivo v priebehu vypaľovania zmesi, dosiahne sa aj bez vonkajších prídavných tavív výhody poklesu teploty pri slinovaní a navyše aj opísaných prídavných výhod. Bez toho, že by sa teda uskutočnilo zvláštne pridávanie taviva, môže byť postupom, pracujúcim s vypraným odfiltrovaným prachom, vypálený nepriepustnejší sliiiovaný výlisok už pri teplotách pod 1100 stupňov Celzia, ktorý má vynikajúcu odolnosť oproti vypieraniu zlúčenín ťažkých kovov. Pretože na druhú stranu pri práci s vypraným odfiltrovaným prachom malé vypudzovanie ťažkých kovov pri vypaľovaní a zmenšený sklon k napúčaniu už nevyžadujú čo možno najnižšiu teplotu vypaľovania, je možné pracovať s teplotou vypaľovania až tesne pod teplotou mäknutia a týmto spôsobom dosiahnuť optimálne keramické fixovanie ťažkých kovov v spojení s relatívne malým objemom pórov a vyššiu pevnosť tlakov výliskov vypálených do formy slinkov.

Pri miešaní sa pridáva toľko vody, aby zmes dosiahla dostatočnú plastickosť potrebnú na vytvarovanie polotovarov, pričom toto tvarovanie polotovarov sa najlepšie vykonáva vytlačovaním. Aby vznikli polotovary s vyššou hustotou a pevnosťou, nesmie byť podiel vody príliš vysoký. Výhodne nie je obsah vody vyšší ako 350 g, vztiahnuté na 1000 g zmesi pred tvarovaním polotovarov. Najlepšie sa vyrobí zmes tak, že polotovary v tvare valca majú pri meraní deformácie telies tvaru valca pôsobením tlaku medzi dvomi doskami metódou podľa Pfeflerkoma ubíjaciu výšku temer 30 mm (zodpovedá číslu 1,3 podľa metódy Pfeferkoma). Metóda merania podľa Pfefferkoma je opísaná napríklad v publikácii S. Scholzeho „Keramik“, diel 2, s názvom Keramische Werkstoffe na str. 35.

Podiel vypraného odfiltrovaného prachu v zmesi sa z hospodárnych dôvodov zvolí čo najväčší. Ukázalo sa, že vynikajúce viazanie odfiltrovaného prachu a iba malé vypieracie pomery sa dosiahnu aj pri extrémnych podmienkach, keď podiel vypraného odfiltrovaného prachu v zmesi z ílu, taviva a vypraného odfiltrovaného prachu nie je väčší ako 50 % hmotnosti (vztiahnuté na sušinu), výhodne tvorí tento podiel vypraného odfiltrovaného prachu v zmesi jednu tretinu (vztiahnuté na sušinu).

Podľa vynálezu sa polotovary vypaľujú pri teplote medzi 900 stupňami Celzia a 1100 stupňami Celzia. Pod 900 stupňami Celzia prebiehajú ešte plynotvomé reakcie, napríklad rozklad uhličitanu vápenatého na CaO a CO₂. Pod 900 stupňami Celzia je výrobok vyhotovený z polotovaru ešte tak porézny, že vzniknuté plyny môžu bez ťažkostí unikať, ale je príliš porézny na trvalé viazanie ťažkých kovov. Nad 900 stupňami Celzia je výrobok stále nepriepustnejší a viazanie ťažkých kovov pevnejšie. S priblížením k teplote 1100 stupňov Celzia však dochádza stále viacej k vyprchávaniu ťažkých kovov, čo je principiálne nežiaduce a vedie navyše k napúčaniu výrobkov, pretože tieto sú už utesnené a ťažké kovy nemôžu bez ďalšieho unikať. Napúčaním výrobkov dôjde k poruche ich tvaru aj pevnosti. Oproti tomuto pôsobí, ak je podľa vynálezu odfiltrovaný prach vypraný a pripadne sa pridáva tavivo, pretože potom sa pri vypaľovaní už pod 1070 stupňov Celzia až 1100 stupňov Celzia tvorí roztavená fáza. Druh a množstvo taviva sa zvolí eventuálne tak, že pri zvolenej teplote vypaľovania vzniká roztavená fíza, ktorá vedie k zosklovateniu a tým aj k trvalému včleneniu ťažkých kovov.

Obsah taviva by však nemal byť príliš vysoký, pretože so stúpajúcim obsahom taviva plastickosť zmesi, z ktorej je polotovar vyrobený, klesá a peň vylisovaný zo zmesi, respektíve polotovary z neho vytvorené, nemajú v nevysušenom stave už dostatočnú pevnosť. Výhodne tvorí podiel taviva najvyššie 20 % hmotnosti, vztiahnutých na celkový súčet z ílu, taviva a vypraného odfiltrovaného prachu. Zvyčajnými tavivami, ktoré možno použiť na účely vynálezu a vyskytujú sa v keramickom priemysle, priemysle skla a emailov, sú najmä kyselina kremičitá, nefelín, syenit, sklenený prášok, bórax, kazivec alebo emaily.

Pridávaním taviva sa teplota, pri ktorej dochádza k silno vaniu, najmä však teplota mäknutia, zníži do tej miery, že slinovanie sa môže vykonávať pod vypaľovacou teplotou 1100 stupňov Celzia, najmä však ešte pod 1070 stupňov Celzia, a napriek tomu sa dosiahne zosklovatenie výliskov so silikátovou väzbou ťažkých kovov. Týmto obmedzením vypaľovacej teploty sa pri vypaľovaní značne zmenší pozorovateľné vypudzovanie zlúčenín ťažkých kovov. Straty ťažkých kovov, vznikajúce ešte pri nižších vypaľovacích teplotách, je možné prakticky celkom odfiltrovať zo spalín vypaľovacej pece, najmä pomocou molekulárnych sít (zeolitov), ktoré sú na tento účel ako zadižiavacie filtre najmä výhodné. Sotva sú dostatočne silne zanesené, pridávajú sa výhodne do zmesi na tvorenie ďalších polotovarov, čím sa zlúčeniny ťažkých kovov, odfiltrované zo spalín, privedú späť do zneškodňovacieho obehu. Molekulárne sitá nijako nerušia priebeh vypaľovania, naopak pôsobia dokonca požadovaným spôsobom ako tavivo.

Ukázalo sa, že namiesto bežného taviva je možné pridávať aj kal po galvanizácii. Prísada kalu po galvanizácii vedie rovnako k poklesu teploty, pri ktorej nastáva miestne zosklovatenie. Prísada kalu po galvanizácii je najmä výhodná preto, že obsahuje aj ťažké kovy, ktoré môžu byť trvalé zneškodnené viazaním, takže sa vyriešia dva problémy. Ako zvláštna výhoda bolo ďalej zistené, že pri pridávaní kalu po galvanizácii môže byť dobre viazaný inak veľmi problematický zinok. Množstvo kalu po galvanizácii, ktoré sa pridáva, by nemalo byť väčšie - vztiahnuté na sušinu - ako podiel odfiltrovaného prachu samotný.

Výhodne sa polotovary vyhotovené z vypraného odfiltrovaného prachu vypaľujú pri teplote medzi 1070 stupňami a 1090 stupňami Celzia. Pri vyšších teplotách dochádza k vzrastu vypudzovania ťažkých kovov.

Ako a v akej miere sa ťažké kovy môžu opäť zo slinovaných výliskov vyprať, závisí nielen od voľby ílu, taviva a

SK 279287 Β6 teploty vypaľovania, ale do istej miery aj od poréznosti slinovaných výliskov. Preto existuje snaha udržovať poréznosť čo možno najnižšiu a tomu prispôsobiť podmienky vypaľovania, to platí najmä pre časový' priebeh teploty vypaľovania (krivky vypaľovania). Bolo už poukázané na to, že pri procese vypaľovania unikajú z výlisku plyny. Výhodne sa pod teplotou 900 stupňov Celzia zvolí taká krivka vypaľovania, že plyny, rovnako ako vodná para a oxid uhličitý, sú vypudzované čo najpomalšie. Tým sa dosiahne toho, že unikajúce plyny nespôsobia žiadne trhliny a vznik veľkých pórov vo výlisku. Iné teplotné rozsahy by proti tomu mali prebehnúť čo najrýchlejšie, aby bol čo najrýchlejšie dosiahnutý rozsah slinovacej teploty a tým aj miestneho natavenia na hraniciach zŕn, ktoré vedie k pevnému viazaniu ťažkých kovov pred tým, ako sa vo väčších množstvách splynujú.

Príklady uskutočnenia vynálezu

Príklad

Chemická analýza ukázala pre poletavý popolček nasledujúci obsah látok (údaje množstiev sú v % hmotnosti a vzťahujú sa na sušinu):

Cd	0,03 %	Zn	2,1 %	Na	2,2 %	anióny rozpustné vo vode
Cr	0,04 %	Fe	3,8 %	K	4%	Cľ 13,7 %
Cu	0,09 %	Al	7 %	C	4,5 %	SO₄3,8%
Ni	0,01 %	Ca	7,1	s	1,7 %	zvyšok: prevažne kremík a
Pb	0,5 %	Mg	1,5			kyslík

Tento poletavý popolček bol vypraný bežnou vodou a prefiltrovaný vo filtračnom lise, pričom odfiltrovaný poletavý' popolček má zvyškovú vlhkosť asi 40 %. Popolček sa zmieša s ílom, obsahujúcim kremík na nasledujúce zloženie: SiO₂ 74, 9 % A1₂O₃ 17,7 %

TiO₂ 1,3 %

Fe₂Oj 1,0 %

CaO 0,2 %

MgO 0,5 %

Na₂O 0,1 %

K₂O 4,1 % strata 3,5 % vypaľovaním % hmotnosti poletavého popolčeka a 66 % hmotnosti ílu (vztiahnuté na sušinu) sa najprv mieša 5 minút bez pridívania vody a potom 5 minút s pridávaním vody, pričom sa pridáva toľko vody, že zmes obsahuje 30 % hmotnosti vody.

Zo zmesi sa vo vákuovom pretláčacom lise pri použití lisovacieho tlaku 0,65 MPa a 96 % vákua vylisuje peň s prierezom 33 mm x 40 mm. Pritom sa vytlačí toľko vody, že peň má po pretlačení ešte vlhkosť 26,6 %. Vzniknutý peň sa rozdelí na skúšobné telesá (polotovary), ktoré sa sušia tri dni vypaľovaním pri teplote 130 stupňov Celzia. Nasledovne sa po 6 hodinách nahrievania vykoná vypaľovanie pri 1080 stupňoch Celzia počas 3 hodín.

Porovnávací príklad

Vyrobia sa polotovary a vypália sa, pričom na rozdiel od uvedeného príkladu sa poletavý popolček nevypral a na vypaľovanie sa zvolila optimálna krivka vypaľovania s maximálnou teplotou 1080 stupňov Celzia.

V tejto optimálnej krivke vypaľovania pomalšie prebehli teplotné rozsahy pod 900 stupňov Celzia, v ktorých nastáva silné odplyňovanie, pri zvyčajne približne rovnomerne dlhom celkovom čase nahrievania 6 hodín a prestoji na 1080 stupňoch Celzia počas 3 hodín.

V nasledujúcej tabuľke sú navzájom porovnané najdôležitejšie vlastnosti výliskov vyrobených podľa uvedeného príkladu a porovnávacieho príkladu, ako aj príslušné vypudzovanie ťažkých kovov pri vypaľovaní.

	porovnávací príklad	príklad
podmienky spaľovania
čas ohrevu v h	6 (najlepšia		6
	krivka)
prestoj v h		3		3
max. teplota	1080	1080
v stupňoch C
hodnoty spaľovania
zmrštenie sušením v %	1,7	2,9
zmrštenie vypaľo-	7,8	10,5
vaním v %
strata pálením v %	9,3	6,6
pevnosť v tlaku	46,4	154
vN/mm²
surová hustota	1,6	2,1
vg/cm^a
otvorená poréznosť	32	8,2
v%
eluátové hodnoty v mg/kg
Cd	n.n.	n.n.
Cr	n.n.	n.n.
Cu	0,55+ 0,1	0,23 + 0,1
Ni	n.n.	n.n.
Pb	2,45+ 0,2	0,19 + 0,2
Zn	1,07+ 0,2	1,54 + 0,2
vypudzovanie	v%	V	v%	V
ťažkých kovov	mg/kg	mg/kg
Cd	67,5	73,7	10,9	10,7
Cr	6	1,8	0,2	0,3
Cu	30,4	137,3	0,6	2,7
Ni	3,2	1,4	0,5	0,2
Pb	49,5	1 433	3,5	79,5
Zn	41,5	3 257	0,2	19,3

Objasnenie k tabuľke:

Porovnanie kvality vyrobených zmesí s vypraným a nespracovaným odfiltrovaným prachom

n.n. - pod hranicou postrehu

Eluátové hodnoty boli zistené tým, že vzorky podľa normy DIN 38 414 (diel 4, DEV S4) boli lúhované dvakrát 24 hodín desaťnásobným množstvom pohybujúcej sa vody na natriasacom stole, pričom podmienky podľa normy DIN 38 414 boli zostrené tým, že voda bola neustále nasycovaná plynným CO₂, a preto bola kyslo pufrovaná.

Porovnanie ukazuje nasledujúce:

Vypudzovanie ťažkých kovov pri vypaľovaní výliskov vyrobených z vypraného odfiltrovaného prachu je podstatne menšie ako pri použití nevypraného odfiltrovaného prachu. Je vypudzovaná iba zlomková časť množstva ťažkých kovov pri nevypranom odfiltrovanom prachu.

Pri použití vypraného odfiltrovaného prachu vznikajú už pri relatívne nízkej vypaľovacej teplote 1080 stupňov Celzia celkom slinované výlisky, ktoré majú vysokú pevnosť v tlaku, a preto sa hodia na použitie ako stavebný materiál.

Surová hustota pri použití vypraného odfiltrovaného prachu silne pribúda a otvorená poréznosť, ktorá je spojená so schopnosťou eluátovania, silne klesá. Pokiaľ sa týka číselných hodnôt schopnosti, eluátovania, je nutné zohľadniť to, že obsah ťažkých kovov vo výliskoch, ktoré sú vyrobe

SK 279287 Β6 né s vypraným odfiltrovaným prachom, je vzhľadom na neexistujúce vypudzovanie väčšia, ako vo výliskov, ktoré sú vyrobené s nevypraným odfiltrovaným prachom.

Analýzy pracej kvapaliny ukázali, že táto kvapalina pobrala síce asi 40 % podielu chloridov a síranov, k tomu alkalických kovov a kovov alkalických zemín, najmä vápnika, čo je pre proces vypaľovania výhodné, tiež pracia kvapalina obsahuje iba zanedbateľné množstvo ťažkých kovov, čo je rovnako výhodné, pretože ťažké kovy majú byť predsa viazané keramický.

Doplňujúce výskumy na optimalizovanie podmienok vypaľovania ukázali, že pri zvolených zloženiach majú vypudené množstvá ťažkých kovov minimum pri teplote vypaľovania 1080 stupňov Celzia a pri zvýšení teploty je silno vypudzovaný najmä zinok. Prekvapujúcim sa ukázalo, že schopnosť eluátovania ťažkých kovov Cd, Zn, Pb, Ni, Cr vykazuje minimum, ak sa zvolí teplota vypaľovania 1070 stupňov Celzia až 1080 stupňov Celzia.

Ďalej sa zistilo, že vypudzované množstvá ťažkých kovov sú s kratším časom nahrievania menšie, a že schopnosť eluátovania ťažkých kovov z výliskov má minimum vtedy, ak sa zvolí čas nahrievania od 3 do 4 hodín.

Pri použití ílu, obsahujúceho kremík, ako v uvedenom príklade, zostávajú optimálne podmienky vypaľovania preto v čase nahrievania od 3 do 4 hodín, maximálnej teploty 1070 stipňov Celzia až 1080 stupňov Celzia a prestoji 2 až 3 hodiny.

Schopnosť eluátovania je pri íloch s obsahom SiO₂ 60 až 80 % hmotnosti a s obsahom Al-O₃ hneď pod 20 % hmotnosti najmenšia, takže tieto íly sú výhodné.

Claims

1. Spôsob viazania odfiltrovaného prachu obsahujúceho ťažké kovy v keramických výliskoch, vyznačujúci sa tým, že odfiltrovaný prach sa vyperie v alkalický reagujúcom médiu, vypraný odfiltrovaný prach sa zmieša s ílom a vodou, zo zmesi sa vytvoria polotovary, polotovary sa vypália pri teplote medzi 900 stupňami Celzia a 1100 stupňami Celzia, pričom teplota vypaľovania pod teplotou mäknutia sa zvolí tak, že sa vytvorí roztavená fáza, ktorá spôsobí zosklovatenie, a preto trvalé včlenenie ťažkých kovov a ich zlúčenín do výlisku.

2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že odfiltrovaný prach sa vypiera médiom s pH ž 9.

3. Spôsob podľa nárokov 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že na zvýšenie alkalickosti sa do média pridáva CaO.

4. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že vypraný odfiltrovaný prach sa odfiltruje, pomocou filtračného lisu zbaví vody a potom sa zmieša s ílom.

5. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že pri miešaní sa pridáva navyše jedno alebo niekoľko tavív.

6. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že výlisky sa vypaľujú pri teplote 1070 stupňov Celzia až 1090 stupňov Celzia.

7. Spôsob podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že polotovary sa vypaľujú pri teplote medzi 950 stupňami Celzia a 1020 stupňami Celzia.

8. Spôsob podľa jedného z predchádzajúcich nárokov laž 7, vyznačujúci sa tým, že sa pridá až do 350 g vody, vztiahnuté na 1000 g suchej substancie zmesi v stave pred formovaním polotovarov.

9. Spôsob podľa jedného z predchádzajúcich nárokov laž 8, vyznačujúci sa tým, že sa pridá maximálne 50 hmotnosti vypraného odfiltrovaného prachu, teda suchej substancie, vztiahnuté na celok z ílu, taviva a vypraného odfiltrovaného prachu.

10. Spôsob podľa jedného z predchádzajúcich nárokov laž 9, vyznačujúci sa tým, že sa pridá nie viacej ako 20 % hmotnosti taviva, vztiahnuté na celok z ílu, taviva a vypraného odfiltrovaného prachu, teda suchej substancie.

11. Spôsob podľa jedného z predchádzajúcich nárokov laž 10, vyznačujúci sa tým, že ako tavivo sa pridá kyselina kremičitá, nefelín, syenid, sklenený prášok, kazivec alebo emaily.

12. Spôsob podľa jedného z nárokov 1 až 11, vyznačujúci sa tým, že ako tavivo sa pridá kal po galvanizácii.

13. Spôsob podľa nároku 12, vyznačujúci sa tým, že podiel kalu po galvanizácii, počítaného ako sušina, je najviac taký vysoký, ako podiel vypraného odfiltrovaného prachu.

14. Spôsob podľa jedného z predchádzajúcich nárokov lažl 3, vyznačujúci sa tým, že polotovary sa tvarujú za čiastočného odvodnenia zmesi pretláčaním, potom sa ohrevom na teplotu nie väčšiu ako 150 stupňov Celzia aspoň jeden deň sušia a iba potom sa vypaľujú.

15. Spôsob podľa nároku 14, vyznačujúci sa tým, že polotovary sa pretlačujú lisovacím tlakom aspoň 0,5 MPa.

16. Spôsob podľa nárokov 14 alebo 15, vyznačujúci sa tým, že polotovary sa sušia 3 dni pri teplote 130 stupňov Celzia.

17. Spôsob podľa jedného z predchádzajúcich nárokov laž 16, vyznačujúci sa tým, že zlúčeniny ťažkých kovov, vypudené pri vypaľovaní, sa zo spalín odfiltrujú a použijú na prípravu zmesi na ďalšie polotovary.

18. Spôsob podľa nároku 17, vyznačujúci sa tým, že zlúčeniny ťažkých kovov sa odfiltrujú molekulárnymi sitami a zanesené molekulárne sitá sa použijú na prípravu zmesi na ďalšie polotovary.

19. Spôsob podľa jedného z predchádzajúcich nárokov lažl 8, vyznačujúci sa tým, že polotovary sa vypaľujú pri teplote ležiacej pod teplotou mäknutia.

20. Spôsob podľa jedného z predchádzajúcich nárokov laž 19, vyznačujúci sa tým, že časový priebeh vzrastu vypaľovacej teploty pod 900 stupňov Celzia sa zvoli tak, že teplotné rozsahy, v ktorých sa vypudzujú podstatné množstvá vodnej pary a oxidu uhličitého, prebiehajú pomalšie ako teplotné rozsahy, v ktorých sa vypudzujú iba nepodstatné množstvá plynov ťažkých kovov alebo zlúčenín ťažkých kovov.

21. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že sa použije íl, ktorý obsahuje najviac 25 % hmotnosti A1₂O₃ a 60 až 80 % hmotnosti SiO v sušine.