SK282269B6

SK282269B6 - Spôsob inertizácie popolčeka

Info

Publication number: SK282269B6
Application number: SK1199-98A
Authority: SK
Inventors: Ren Derie
Original assignee: Solvay (Soci�T� Anonyme)
Priority date: 1996-02-28
Filing date: 1997-02-18
Publication date: 2001-12-03
Also published as: NO983941L; BG102729A; TW393448B; DE69701128D1; CA2247093A1; NO983941D0; HU221654B1; RO120063B1; DE69701128T2; BR9707879A; MX9807043A; EP0883585A1; KR100461281B1; CZ276098A3; NO320959B1; SK119998A3; JP2000506059A; BG62609B1; KR19990087277A; AU711292B2

Abstract

K popolčeku obsahujúcemu ťažké kovy a kovový hliník sa pridá reakčné činidlo zvolené zo súboru zahŕňajúceho kyselinu fosforečnú a fosforečnany alkalických kovov, takto získaná fosforečná zmes sa zmieša s vodou a hydraulickým väzobným činidlom, čím sa vytvorí hydraulická malta a malta sa podrobí procesu tuhnutia a tvrdnutia.ŕ

Description

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 tohto 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 (NaCl a KC1), anhydrit, kremeň, vitrifikované hlinitokremičitany, ďalšie oxidované a chemicky relatívne inertné rezíduá (medzi nimi SnO₂), 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 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 opísaných 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 na 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. „Solidifícation/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 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).

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 Proccss; Zv. I., CRC Press, Inc.; 1987, str. 2).

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

Pridanie 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 ťažkostí, ku ktorým dochádzalo pri realizácii spôsobov podľa doterajšieho stavu techniky, určených na odstraňovanie popolčeka z mestských spaľovní v hydraulických maltách, spôsobovala obzvlášť prítomnosť kovového hliníka v popolčeku. V spôsobe podľa predloženého vynálezu má uvedené reakčné činidlo za cieľ premeniť kovový hliník na fosforečnan hlinitý. Množstvo reakčného činidla, ktoré je potrebné použiť pri spôsobe podľa vynálezu teda závisí od mineralogického zloženia popolčeka a predovšetkým od obsahu kovového hliníka a ťažkých kovov a je potrebné ho určiť v každom konkrétnom prípade rutinnou laboratórnou analýzou. V praxi dobre vyhovujú hmotnostné pomery uvedeného reakčného činidla vzhľadom na hmotnosť popolčeka v rozmedzí od 5 do 25 % (výhodne 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 umožfluje 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 výhodne zvolené zo súboru zahŕňajúceho portlandský cement a slinok portland2 ského cementu. I keď spôsob, využívajúci portlandský cement dáva dobré výsledky, prednosť je dávaná použitiu slinku portlandského cementu.

Množstvo použitého hydraulického väzobného činidla závisí od rôznych parametrov, obzvlášť od použitého väzobného činidla, zloženia popolčeka a požadovaných vlastností produktu, ktorý je výsledkom spôsobu inertizácie popolčeka, obzvlášť od jeho mechanickej pevnosti a jeho správania pri testoch toxicity (ako je napríklad test TCLP, uvedený hore). Pri praktickej realizácii sa odporučuje použiť hmotnostný pomer hydraulického väzobného činidla vyšší ako 10 % (a výhodne vyšší ako 20 %) vzhľadom na hmotnosť popolčeka. Nie je žiaduce, aby tento pomer hmotnosti použitého hydraulického väzobného činidla presiahol 100 % (všeobecne 50 %) hmotnosti popolčeka. Množstvo hydraulického väzobného činidla vzhľadom na popolček v rozmedzí od 20 (výhodne 25) hmotnostných percent do 50 (výhodne 40) hmotnostných percent sú obzvlášť odporučované.

Po ukončení etapy tuhnutia a stvrdnutia, ktorá môže trvať niekoľko dní, sa získa pevná a kompaktná hmota, ktorá je v zásade inertná vzhľadom na atmosférické podmienky a ktorá vyhovuje normám toxicity, obzvlášť norme TCLP, ktorá bola uvedená. 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 prímesi a vďaka tomu má dobré mechanické vlastnosti, obzvlášť tvrdosť, rázovú húževnatosť a odolnosť proti oderu, ktoré dovoľujú manipuláciu a skladovanie bez ťažkostí.

V jednom z výhodných spôsobov realizácie podľa vynálezu sa tuhnutie a stvrdnutie malty realizuje vo vlhkej atmosfére, výhodne 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 aditívum, zvolené zo súboru zahŕňajúceho železo, mangán, zlúčeniny dvojmocného železa, zlúčeniny dvoj mocného mangánu a ich redukčné soli s alkalickými kovmi (výhodne so sodíkom) v hmotnostnom množstve od 0,3 do 1 % hmotnosti malty. V tomto spôsobe realizácie vynálezu je aditívum zvolené zo súboru zahŕňajúceho síran železnatý, síran mangánatý, dusitan sodný, siričitan sodný a kovové železo.

Na použitie spôsobu podľa predloženého vynálezu nie je kritický pôvod popolčeka. Vynález je však obzvlášť vhodný na 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 nežiaduce 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 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 čas kontaktu vody a popolčeka) riadiť tak, aby výsledné prostredie premývania bolo alkalické a malo výhodne hodnotu pH vyššiu ako 8, pričom je odporučovaná hodnota aspoň rovnajúca sa 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 znej oddelili pevné a nerozpustené látky, ku ktorým je potom pridané 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 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, výhodne 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 výhodne nižšia ako 1000 °C a výhodnejšie nižšia ako 800 °C. Obzvlášť sú odporučované 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 na 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 s cieľom dosiahnuť požadovanú hodnotu pH do premývacej vody 3 pridá kyselina chlorovodíková alebo hydroxid sodný.

Z premývacej 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 11, v ktorej sa všetko množstvo kovového hliníka,

SK 282269 Β6 ktoré bolo prítomné v popolčeku, nachádza vo forme ortofosforečnanu hlinitého (alebo vo variante je časť alebo všetko množstvo kyseliny fosforečnej nahradené fosforečnanom alkalického kovu, výhodne 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 na 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 guľôčok 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. Čas dozrievania v priestore 20 sa riadi tak, aby prebehlo tuhnutie a došlo k úplnému stvrdnutiu guľôčok 19 malty. Po odobratí z priestoru 20, kde dozrievali, sa takto získajú tvrdé guľôčky 21, ktoré sú kompaktné a inertné vzhľadom na okolité prostredie a na atmosférické činidlá, 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

SiO₂

Al (celkové množstvo) (vyjadrené ako Al₂0₃kovový 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 spracovateľná 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 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 hore. Na tento účel 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/1)
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 guľôčok, ktoré boli uchovávané na vzduchu počas 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 preosievaním) 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	Obsah (pg/1)
Cu	61
Pb	<20
Zn	24
Cd	18
As	<30

SK 282269 Β6

Sb <30

Cr (šesťmocný) 860

Porovnanie výsledkov uvedených v tabuľkách 2 a 3 ukazuje okamžite zlepšenie dosiahnuté postupom podľa vynálezu vzhľadom na inertizáciu 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 rovnajúcom sa 10.

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

Tabuľka 4

Ťažké kovy Obsah (pg/l)

Prvé lúhovanie Cu63

Pb<20

Zn<10

Cd60

As<30

Sb<30

Cr (šesťmocný) 700 Druhé lúhovanie Cu24

Pb<20

Zn< 10

Cd27

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
Ťažké kovy	Obsah (pg/l)
Cu	< 10
Pb	<20
Zn	< 10
Cd	< 10
As	<30
Sb	<30
Cr (šesťmocný)	840

Bol opakovaný pokus 3 za rovnakých podmienok, ale s výnimkou, že slinok portlandského cementu bol nahradený portlandským cementom.
Výsledky testu v tabuľke 6.	trojnásobného vylúhovania sú uvedené
Tabuľka 6
Ťažké kovy	Obsah (pg/l)
Prvé lúhovanie
Cu	<10
Pb	<20
Zn	< 10
Cd	<10
As	<30
Sb	<30
Cr (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 opísané ďalej bol spracova-
ný popolček s hmotnostným zložením uvedenom v tabuľke 7.
Tabuľka 7
Zložka	Hmotnostný obsah
SiO₂	19,3 %
Al (celkové množstvo)
vyj adrené ako A1₂O₃) 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 %
Cr (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 5 (podľa vynálezu)

Príklad 6 (podľa stavu techniky)

SK 282269 Β6

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 opísaným v príklade 1. Výsledky testu toxicity (test TCLP) sú zhromaždené v nasledujúcej tabuľke 8.

Tabuľka 8

Ťažké kovy

Cu

Pb

Zn

Cd

As

Sb

Cr (šesťmocný)

Hg

Obsah (pg/l)

1200

1900

25000

500

1100

300

2300

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 guľôčok, ktoré boli uchovávané na vzduchu počas 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

Cu

Pb

Zn

Cd

As

Sb

Cr (šesťmocný) Hg

Obsah (pg/l) <200

660

230

720 <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 opísaný v príklade 3.

Výsledky sú zhromaždené v uvedenej tabuľke 10.

As	<30
Sb	<30
Cr (šesťmocný) Druhé lúhovanie	145
Cu	37
Pb	<20
Zn	< 10
Cd	80
As	<30
Sb	<30
Cr (šesťmocný) Tretie lúhovanie	95
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, ktoiý bol naplnený vzduchom nasýteným vodnými parami (100 % relatívnej vlhkosti) počas 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 fíltráte sa rovnal 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 fíltráte bol vo všetkých troch príkladoch nižší ako 10 μg/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 4 x 4 x x 16 cm. Vzorky boli uchovávané počas 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.

Tabuľka 10

Ťažké kovy

Prvé lúhovanie Cu

Pb

Zn

Cd

Obsah (pg/l) <20 <10

SK 282269 Β6

Tabuľka 11

Príklad č. hmotnostný pomer Mechanická odolnosť

	popolček: slinok	ohyb (N/rnrn²)	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

PATENTOVÉ NÁROKY

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

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 činidlom, čím sa vytvorí hydraulická malta a malta sa podrobí procesu tuhnutia a tvrdnutia.
2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že reakčné činidlo obsahuje hexametafosforečnan sodný.
3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa t ý m , 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 t ý m , 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.