DE4019982A1 - Treating heavy metal-contg. industrial waste - with sodium poly:thio:carbonate soln. to remove heavy metal content - Google Patents

Treating heavy metal-contg. industrial waste - with sodium poly:thio:carbonate soln. to remove heavy metal content

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DE4019982A1 DE19904019982 DE4019982A DE4019982A1 DE 4019982 A1 DE4019982 A1 DE 4019982A1 DE 19904019982 DE19904019982 DE 19904019982 DE 4019982 A DE4019982 A DE 4019982A DE 4019982 A1 DE4019982 A1 DE 4019982A1
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Abstract

Treatment of heavy transition metal-contg. industrial waste involves adding a sodium polythiocarbonate soln. to combine with mobile metal ions to form a soln. contg. insoluble immobile particles of metal-contg. solids which are then sepd.. Also claimed is removal of heavy transition metals from industrial waste by means of process (A). Pref. when the waste is flyash, it may be mixed with caustic lime and Portland cement in a furtehr stage. When the waste is wet scrubber waste water, it may be adjusted to pH 7.5 in a further stage and then treated with sodium hypochlorite to oxidise any cyanide. USE/ADVANTAGE - The process is useful for treating flyash, contaminated soil and wet scrubbing waste water. It provides effective and efficient heavy metal removal and converts the waste to a non-toxic condition as defined by the U.S. Environmetal Protection Agency 'Toxic Characteristic Leachate Procedure', 40 code of Federal Regulations (CFR), part 268, supplement I and 'E.P. Toxic Procedure', 40 CFR, part 261, supplement II.

Description

Die vorliegende Anmeldung ist eine Continuation-in-part- Anmeldung der US-Patentanmeldung Ser. No. 190, 875 vom 6. Mai 1988 ("Method for Removing Dissolved Heavy Metals From Waste Oils, Industrial Wastewaters, or Any Polar Solvent").The present application is a continuation-in-part U.S. Patent Application Ser. No. 190, 875 of May 6, 1988 ("Method for Removing Dissolved Heavy Metals From Waste Oils, Industrial Wastewaters, or Any Polar Solvent ").

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Schadstoffsteuerung und -beseitigung bei der Behandlung von unterschiedlichen Industrieabfallmaterialien, die gelöste Übergangsschwermetalle enthalten. Das Verfahren beinhaltet die Behandlung von Abfällen mit dem Ziel, die beweglichen ionisierten Übergangsmetalle unter Bildung von unlöslichen unbeweglichen Teilen unbeweglich zu machen.The invention relates to a method for controlling pollutants and elimination in the treatment of different Industrial waste materials, the dissolved transition heavy metals contain. The process involves the treatment of waste with the aim of moving ionized transition metals immovable forming insoluble immovable parts close.

Das Verfahren wird im Zusammenhang mit der Behandlung von Erdboden erläuert, der mit Schwermetallen, Flugasche von ener­ gieerzeugenden Einrichtungen, Metallgießereien, Textilbetrieben u. dgl. und Naßreinigerabwässer verseucht ist.The procedure is related to the treatment of soil explains that with heavy metals, fly ash from ener casting facilities, metal foundries, textile companies u. The like. And wet cleaner waste water is contaminated.

Die Ausfällung und Entfernung von gelösten Schwermetallen aus ausfließenden Abwässern wurde und wird nach verschiedenen gebräuchlichen Verfahren erreicht, die sämtlich einen Schlamm ergeben, der als gefährlich einzustufen ist. Diese Art der Entsorgung ist ein langwieriger Prozeß, und der Abfallverursacher und der Abfallentsorger tragen die rechtliche Verantwortung für diesen gefährlichen Abfall.The precipitation and removal of dissolved heavy metals outflowing wastewater was and will be after various Common procedures achieved, all of which are sludge result that is classified as dangerous. That kind of Disposal is a lengthy process, and the cause of waste and the waste disposal company has legal responsibility for this dangerous waste.

Einige in der Verwendung befindliche bekannte Verfahren bedienen sich der Ausfällung durch PH-Werteinstellung mit Natriumhydroxid, der [mit Eisen(II)-sulfatzusatz] unterstützten Natriumhydroxidfällung und der Fällung mit Natriumdimethyl­ dithiocarbamat, Natriumsulfid oder Ätzkalk. Bei einigen anderen angewendeten Verfahren bedient man sich der Umkehrosmose, der Galvanotechnik, der Absorption usw., bei denen ebenfalls ein Schlamm, eine Lösung oder andere Nebenprodukte erzeugt werden, die als gefährlich einzustufen sind.Use some known methods in use the precipitation by adjusting the pH value with sodium hydroxide, supported [with iron (II) sulfate additive] Sodium hydroxide precipitation and precipitation with sodium dimethyl  dithiocarbamate, sodium sulfide or quicklime. With some other methods used are reverse osmosis, electroplating, absorption, etc., in which also a sludge, a solution or other by-products generated that are classified as dangerous.

Diese bekannten Verfahren werden in den US-Patenten 41 69 053 (ausgegeben am 25. September 1979, "Heavy Metal Removal with Ferrite Crystals"), 42 60 493 (ausgegeben am 7. April 1981, "Treatment of Waste Electroless Copper Solutions"), 43 29 224 (ausgegeben am 11. Mai 1982, "Precipitation of Heavy Metals with Calcium Sulfide") 42 78 539 (ausgegeben am 14. Juli 1981, "Precipitation of Heavy Metals as Sulfides") offenbart und erläutert.These known methods are described in U.S. Patents 4,169,053 (issued September 25, 1979, "Heavy Metal Removal with Ferrite Crystals "), 42 60 493 (issued April 7, 1981, "Treatment of Waste Electroless Copper Solutions"), 43 29 224 (issued May 11, 1982, "Precipitation of Heavy Metals with Calcium Sulfide ") 42 78 539 (issued July 14, 1981, "Precipitation of Heavy Metals as Sulfides") and explained.

Bei dem Verfahren gemäß der vorstehend erwähnten US-Patentanmeldung SN 1 90 875 wird die Ausfällung (Umwandlung) der gelösten Schwermetalle durch Zusetzen und Vermischen einer Natriumpolythiocarbonatlösung mit einer Lösung, die gelöste Schwermetalle enthält, erreicht. Die Natriumpolythio­ carbonatlösung wird bei dem Herstellungsverfahren durch Puffern auf einen pH-Wert von 12,5 oder weniger eingestellt. Die gelösten Schwermetalle werden mit dem gepufferten Natrium­ polythiocarbonat durch die Bildung von stabilen, nicht auslaugbaren [definiert in 40 CFR 190 01, Teil 261, Anhang II (Code of Federal Regulations)], hochgradig unlöslichen Metall- Polythiocarbonatteilchen vollständig ausgefällt.In the method according to the aforementioned U.S. patent application SN 1 90 875 is the precipitation (conversion) of the dissolved heavy metals by adding and mixing one Sodium polythiocarbonate solution with a solution that is dissolved Contains heavy metals. The sodium polythio carbonate solution is used in the manufacturing process Buffer adjusted to pH 12.5 or less. The dissolved heavy metals are mixed with the buffered sodium polythiocarbonate through the formation of stable, non-leachable [defined in 40 CFR 190 01, Part 261, Appendix II (Code of Federal Regulations)], highly insoluble metal Polythiocarbonate particles completely precipitated.

Das Fortschreiten der Reaktion wird mit einem Elektroden- Millivolt-Steuerungssystem überwacht und gesteuert, das auf die beiden Schwefelatome in dem Polythiocarbonat-Ion anspricht, welche ein zusätzliches Elektron aufgenommen und bei denen jedes Atom eine Elektronenvalenzladung von -1 hat. The progress of the reaction is monitored with an electrode Millivolt control system monitors and controls that on addresses the two sulfur atoms in the polythiocarbonate ion, which picked up an additional electron and at where every atom has an electron valence charge of -1.  

Dieses Steuerungssystem ist in der US-Patentanmeldung 07/190 774 (eingereicht am 6. Mai 1988, "Electrode Control System") offenbart und beansprucht.This control system is in the US patent application 07/190 774 (filed May 6, 1988, "Electrode Control System ") disclosed and claimed.

Wie in der US-Patentanmeldung SN 1 90 875 offenbart ist, kann die Entfernung der ausgefällten Metall-Polythiocarbonatteilchen aus den mit einem polaren Lösungsmittel bereiteten Lösungen durch Absitzen oder unterstütztes Absitzen und/oder Filtration erreicht werden. Das Verfahren zur Entfernung von gelösten Metallen aus Altöl wird durch gründliches Mischen einer Natriumpolythiocarbonatlösung mit dem Öl erreicht. Sobald gründlich durchmischt ist, läßt man sich die Ölschicht von der wäßrigen Schicht trennen. Das Öl wird abgeschöpft, und die die ausgefällten Metallpolythiocarbonate enthaltende wäßrige Schicht wird zum Entfernen filtriert oder absitzen gelassen. Nach Beendigung dieser Stufen enthält die behandelte Lösung keinerlei Schwermetalle mehr. Der Zusatz einer Natrium­ polythiocarbonatlösung zu einer freie Chloratome enthaltenden Lösung reduziert das Chlor zu Chlorid und besitzt das Potential, sechswertiges Chrom zu dreiwertigem Chrom zu reduzieren.As disclosed in U.S. Patent Application SN 1 90 875, can the removal of the precipitated metal polythiocarbonate particles from those prepared with a polar solvent Solutions by sitting down or assisted sitting down and / or Filtration can be achieved. The procedure for removing dissolved metals from used oil is obtained by thorough mixing a sodium polythiocarbonate solution with the oil. As soon as it is thoroughly mixed, leave the oil layer separate from the aqueous layer. The oil is skimmed off, and the aqueous containing the precipitated metal polythiocarbonates Layer is filtered to remove or settled calmly. After completing these stages, the treated one contains Solution no more heavy metals. The addition of a sodium polythiocarbonate solution to a free chlorine containing Solution reduces the chlorine to chloride and has the potential reduce hexavalent chromium to trivalent chromium.

Übergangsschwermetalle sind Elemente der Gruppen VIb, VIIb, VIII, Ib und IIb des Periodensystems der Elemente. Typischerweise zählen zu diesen Metallen Kupfer, Nickel, Zink, Cadmium, Silber, Quecksilber, Eisen usw. Das Metall Blei wird oftmals dieser Gruppe zugerechnet und ebenfalls als Schwermetall betrachtet.Transitional heavy metals are elements of groups VIb, VIIb, VIII, Ib and IIb of the Periodic Table of the Elements. Typically these metals include copper, nickel, zinc, cadmium, Silver, mercury, iron etc. The metal lead is often used assigned to this group and also as a heavy metal considered.

Die Behandlung von diese Metalle enthaltenden Industriefällen mit einer Menge an Natriumpolythiocarbonat bringt den Abfall in einen Zustand, der die Kriterien erfüllt, die festgelegt sind, um zu bestimmen, ob der Abfall nichttoxisch im Sinne von zwei Methoden ist, die durch Environmental Protection Agency (EPA), "Toxid Characteristic Leachate Procedure (TCLP), 40 Code of Federal Regulations (CFR), Anhang I zu Teil 268, und dem "E. P. Toxid Procedure", 40 CFR Teil 261, Anhang II, bekanntgegeben sind.Treatment of industrial cases containing these metals with a lot of sodium polythiocarbonate brings the waste in a state that meets the criteria that are set are to determine whether the waste is non-toxic in the sense of two methods is through the Environmental Protection Agency  (EPA), "Toxid Characteristic Leachate Procedure (TCLP), 40 Code of Federal Regulations (CFR), Appendix I to Part 268, and the "E. P. Toxid Procedure", 40 CFR Part 261, Appendix II, are announced.

Folglich ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, durch das Übergangsschwermetalle enthaltende Industrieabfälle in einen nichttoxischen Zustand entsprechend den Richtlinien der Environmental Protection Agency überführt werden können.It is therefore an object of the present invention to provide a method to be indicated by those containing transition heavy metals Industrial waste in a non-toxic state accordingly the guidelines of the Environmental Protection Agency can be.

Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Behandeln von Industrieabfällen anzugeben, durch das der Metallgehalt die Kriterien der EPA erfüllt.It is also an object of the invention to provide a method for Treat industrial waste by which the Metal content meets the criteria of the EPA.

Erfindungsgemäß ist nun festgestellt worden, daß Schwermetalle enthaltende Industrieabfälle effektiv, wirkungsvoll und wirtschaftlich mit einer Natriumpolythiocarbonatlösung behandelt werden können, um den behandelten Abfall in einen Zustand zu überführen, der die Kriterien erfüllt, die festgestellt sind, um zu bestimmen, ob der Abfall nichttoxisch im Sinne von zwei Methoden ist, die durch die Environmental Protection Agency (EPA), "Toxid Characteristic Leachate Procedure (TCLP), 40 Code of Federal Regulations (CFR), Anhang I zu Teil 268, und "P. Toxid Procedure", 40 CFR, Teil 261, Anhang II, bekannt­ gegeben sind.According to the invention it has now been found that heavy metals containing industrial waste effectively, effectively and economically treated with a sodium polythiocarbonate solution can be used to bring the treated waste into a state who meets the criteria that are established to to determine whether the waste is non-toxic in the sense of two Methods is approved by the Environmental Protection Agency (EPA), "Toxid Characteristic Leachate Procedure (TCLP), 40 Code of Federal Regulations (CFR), Appendix I to Part 268, and "P. Toxid Procedure", 40 CFR, Part 261, Appendix II given are.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele im einzelnen erläutert.The invention is illustrated in more detail by the following examples explained.

Beispiel 1example 1

Flugasche, wie sie durch Energieerzeugungseinrichtungen, Metallgießereien, Textilbetrieb u. dgl. erzeugt, aufgefangen und angesammelt wird, enthält verschiedene Schwermetalle. Versuche, diese Schwermetalle mit Ätzkalk und Portlandzement unbeweglich zu machen, waren nur beschränkt erfolgreich, und diese Abfälle waren als gefährlich einzustufen.Fly ash, as generated by energy generation facilities, Metal foundries, textile company u. Like. Generated, collected and is accumulated contains various heavy metals. Try these heavy metals with quicklime and Portland cement immobility has had limited success, and these wastes were classified as dangerous.

Von Stahlwerken erzeugte Flugascheproben, die üblicherweise mit Ätzkalk und Portlandzement behandelt werden, ergeben Schwermetallgehalte, die oberhalb der Grenzen für gefährliche Abfallstoffe liegen, wie sie durch das "E. P. Toxic/TCLP"- Verfahren festgelegt sind. Wenn man diese Verfahrensweise mit Ätzkalk und Portlandzement wiederholt und eine Natriumpoly­ thiocarbonatlösung zugesetzt, werden diese Metalle unbeweglich, und diese behandelte Asche liefert Metallgehalte, die unterhalb der für gefährliche Abfallstoffe festgelegten Grenzen liegen.Fly ash samples produced by steel mills, typically treated with quicklime and Portland cement Heavy metal levels above the dangerous limits Waste materials lie as they are caused by the "E. P. Toxic / TCLP" - Procedures are established. If you follow this procedure with Caustic lime and Portland cement repeated and a sodium poly added thiocarbonate solution, these metals become immobile, and this treated ash gives metal contents that below that set for hazardous waste There are limits.

Eine gegebene Menge einer Flugascheprobe wurde trocken mit 22 Gew.-% Ätzkalk, 36 Gew.-% Portlandzement und 2 Gew.-% Natrium­ polythiocarbonat gemischt. Es wurde ausreichend Wasser zugefügt, um eine zähe, dicke Aufschlämmung zu bereiten. Man ließ die Aufschlämmung zwei Tage an der Luft trocknen, wonach sie sowohl dem E. P.-Toxic-Test und dem TCLP-Test unterzogen wurde.A given amount of fly ash sample became dry at 22% by weight Caustic lime, 36% by weight Portland cement and 2% by weight sodium mixed polythiocarbonate. Sufficient water was added to prepare a tough, thick slurry. You let air-dry the slurry for two days, after which it has undergone both the E.P. Toxic test and the TCLP test.

Beispiel 2Example 2

Saure, alkalische und in anderer Weise toxische Gase werden auf verschiedene Weise durch Naßreinigung von ihren toxischen alkalischen und sauren Komponenten befreit, ehe die Gase in die Atmosphäre abgeblasen werden. Es hat sich nun gezeigt, daß das Reinigungswasser neben diesen toxischen Eigenschaften auch ein Gemisch von verschiedenen Schwermetallen enthält. Diese Schwermetalle überschreiten oftmals die Gehalte, die für den Abfluß noch zulässig sind, selbst wenn die hauptsächlichen toxischen alkalischen und sauren Bestandteile behandelt/neutralisiert worden sind. Der Zusatz von Natriumpolythiocarbonat bildet unlösliche metallhaltige Teilchen, die leicht aus der Lösung abfiltriert werden können, so daß die Lösung frei von Schwermetallen ist. So lange alle anderen Parameter für die legale Entsorgung erfüllt sind, werden diese seitens der Metallgehalte ebenfalls erfüllt.Acid, alkaline and other toxic gases in various ways by wet cleaning from their toxic frees alkaline and acidic components before the gases in the atmosphere is blown off. It has now been shown that the cleaning water in addition to these toxic properties contains a mixture of different heavy metals. These Heavy metals often exceed the levels required for the Drainage is still allowed, even if the main ones toxic alkaline and acidic components treated / neutralized have been. The addition of sodium polythiocarbonate forms insoluble metal-containing particles that are easily removed from the Solution can be filtered off, so that the solution is free of Is heavy metals. As long as all other parameters for the legal disposal are complied with, they will be handled by the Metal contents also met.

Die Abgase der Cyanidabstreifung werden, ehe sie in die Atmosphäre abgeblasen werden, der Naßreinigung unterzogen, und Proben des Naßreinigungswassers werden entnommen. Das Cyanid, Nickel und Eisen enthaltende Naßreinigungswasser, das einen hohen pH-Wert hatte, wurde mit Natriumhypochlorid behandelt, um das Cyanid zu oxidieren, der pH-Wert wurde auf 7,5 gesenkt, und 300 ppm Natriumpolythiocarbonat wurden zugesetzt. Die Lösung wurde filtriert und analysiert.The exhaust gases from the cyanide stripping are released into the atmosphere be blown off, subjected to wet cleaning, and Samples of the wet cleaning water are taken. The cyanide, Wet cleaning water containing nickel and iron, the one had high pH, was treated with sodium hypochlorite, to oxidize the cyanide, the pH was lowered to 7.5, and 300 ppm sodium polythiocarbonate were added. The Solution was filtered and analyzed.

Beispiel 3Example 3

Mit Schwermetallen verseuchter Erdboden kann durch den Zusatz von Polythiocarbonat erfolgreich stabilisiert werden. Das Poly­ thiocarbonat verbindet sich mit den beweglichen Metallionen unter Bildung von unlöslichen, unbeweglichen Teilchen, was die Möglichkeit der Verseuchung des Grundwassers herabsetzt.Soil contaminated with heavy metals can be added of polythiocarbonate can be successfully stabilized. The poly thiocarbonate combines with the mobile metal ions with the formation of insoluble, immobile particles, which the Possibility of contaminating the groundwater is reduced.

Zwei Säulen wurden mit 100 g eines trockenen, feinen Sandbodens gefüllt. Eine Säule wurde mit 300 ppm Natriumpolythiocarbonat behandelt, während die andere Säule unbehandelt blieb. Durch beide Säulen ließ man 100 ml einer 100-ppm- Kupferlösung hindurchsickern. Um die Säulen vollständig zu eluieren, wurden weitere 100 ml DI-Wasser zugesetzt.Two columns were covered with 100 g of a dry, fine sandy soil filled. A column was made with 300 ppm sodium polythiocarbonate treated while the other column is untreated stayed. 100 ml of a 100 ppm Seep copper solution through. To completely close the pillars elute, a further 100 ml of DI water were added.

An der beschriebenen Erfindung können Abänderungen und Modifikationen vorgenommen werden, ohne daß der Bereich der Erfindung verlassen wird.Modifications and Modifications are made without the area of Invention is left.

Claims (12)

1. Verfahren zum Behandeln von Übergangsschwermetalle enthaltendem Industrieabfall, enthaltend die folgenden Stufen:
Bereiten einer Lösung von Natriumpolythiocarbonat; Zusetzen dieser Natriumpolythiocarbonatlösung zu dem Abfall, um das Natriumpolythiocarbonat mit den beweglichen Metallionen unter Bildung einer Lösung, die unlösliche unbewegliche Teilchen von metallhaltigen Feststoffen enthält, zu verbinden; und Abtrennen der metallhaltigen Feststoffe aus dem Niederschlag.1. A process for treating industrial waste containing transition heavy metals, comprising the following steps:
Prepare a solution of sodium polythiocarbonate; Adding this sodium polythiocarbonate solution to the waste to combine the sodium polythiocarbonate with the mobile metal ions to form a solution containing insoluble immobile particles of metal-containing solids; and separating the metal-containing solids from the precipitate. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfall Flugasche ist.2. The method according to claim 1, characterized in that the Waste fly ash is. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einer weiteren Stufe die Flugasche mit Ätzkalk und Portlandzement gemischt wird.3. The method according to claim 2, characterized in that in Another step is fly ash with quicklime and Portland cement is mixed. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfall mit Schwermetallen verseuchter Erdboden ist.4. The method according to claim 1, characterized in that the Waste is soil contaminated with heavy metals. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfall Naßreinigerabwasser ist.5. The method according to claim 1, characterized in that the Waste is wet cleaner waste water. 6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in weiteren Stufen der pH-Wert des Abfalls auf 7,5 eingestellt wird; und daß das Cyanid in dem Abfall durch Behandeln des Abfalls mit Natriumhypochlorid oxidiert wird.6. The method according to claim 1, characterized in that in The pH of the waste was adjusted to 7.5 in further stages becomes; and that the cyanide in the waste by treating the Waste is oxidized with sodium hypochlorite. 7. Verfahren zum Entfernen von Übergangsschwermetallen aus Industrieabfall, enthaltend die Stufen: Zusetzen einer Menge Natriumpolythiocarbonaten zu dem Abfall unter Bildung von unlöslichen metallhaltigen Teilchen und Abfiltrieren der metallhaltigen Teilchen von dem Abfall zum Befreien des Abfalls von Übergangsschwermetallen.7. Process for removing transition heavy metals from Industrial waste containing the stages: adding a lot  Sodium polythiocarbonates to the waste to form insoluble metal-containing particles and filtering off the metal-containing particles from the waste to free the Waste of transition heavy metals. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfall Flugasche ist.8. The method according to claim 7, characterized in that the Waste fly ash is. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin die Flugasche mit Ätzkalk und Portlandzement gemischt wird.9. The method according to claim 8, characterized in that also the fly ash with quicklime and Portland cement is mixed. 10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfall mit Schwermetallen verseuchter Erdboden ist.10. The method according to claim 7, characterized in that the Waste is soil contaminated with heavy metals. 11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfall Naßreinigerabwasser ist.11. The method according to claim 7, characterized in that the Waste is wet cleaner waste water. 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in weiteren Stufen der pH-Wert des Abwassers auf 7,5 eingestellt und das Cyanid in dem Abwasser durch Behandeln desselben mit Natriumhypochlorid oxidiert wird.12. The method according to claim 11, characterized in that in the pH of the wastewater is set to 7.5 and the cyanide in the wastewater by treating it with Sodium hypochlorite is oxidized.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5403496A (en) * 1994-03-31 1995-04-04 Drew Chemical Corporation Process for stabilizing metals in ash

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