EA006526B1

EA006526B1 - Обработка опасного, являющегося отходом, материала

Info

Publication number: EA006526B1
Application number: EA200401434A
Authority: EA
Inventors: Джон Думбос; Дейвид Гарман; Джиофф Ричардсон
Original assignee: Доломэтрикс Интернэшнл Лимитид
Priority date: 2002-04-29
Filing date: 2003-04-29
Publication date: 2006-02-24
Also published as: EP1499570B1; JP2005523990A; CA2483553C; CA2483553A1; KR101024697B1; US20050240072A1; EP1499570A4; NZ536431A; AUPS200702A0; EP1499570A1; EA200401434A1; US20080146860A1; MXPA04010734A; BR0309788A; CN1659113A; ZA200409485B; US7585270B2; WO2003093190A1; KR20050025163A

Abstract

Описан способ включения материала в отверждаемое связующее вещество. Связующее вещество включает в себя источник каустического оксида магния. Способ включает в себя смешивание материала со связующим веществом либо с образованием суспензии, либо с последующим образованием суспензии и затем добавление отверждающего агента к суспензии. Отверждающий агент добавляют для усиления отверждения связующего вещества. Материалом может быть вредный материал-отходы или их компоненты. Было обнаружено, что, когда отверждающий агент добавляют после смешивания материала со связующим веществом, может быть достигнуто лучшее отверждение материала в связующем веществе. Отверждаемая композиция может содержать только каустический оксид магния в качестве связующего вещества и отверждающий агент для этого связующего вещества, так как отсутствует потребность в любых других связующих агентах, что, таким образом, обеспечивает более простую связующую композицию и способ применения.

Description

Область изобретения

Настоящее изобретение относится к отверждаемым связывающим композициям, которые могут быть использованы для включения в свой состав, улавливания или капсулирования являющихся отходами материалов. Особенно, хотя и не исключительно, изобретение относится к способу улавливания опасных, являющихся отходами материалов, содержащих в своем составе остатки тяжелых металлов, таких как кадмий, ртуть, свинец, никель и хром, различные формы мышьяка, включающие сульфид, триоксид и пентоксид, и другие опасные и неопасные материалы.

Предпосылки создания изобретения

Соединения мышьяка и содержащие соединения мышьяка композиции широко использовали в Австралии в составе жидкостей для окунания овец и крупного рогатого скота, а также в составе пестицидов. Соединения ртути и содержащие соединения ртути композиции также широко использовали в Австралии и в других странах. При одновременном использовании соединений мышьяка и ртути (вследствие их токсичности) существуют большие накопления отходов, содержащих компоненты мышьяка и ртути.

Никель- и хроморганические соединения и никель- и хромсодержащие композиции широко используют в Австралии и в других странах. В процессах нанесения металлов гальваническим покрытием и анодированием используют эти соединения, и в указанных процессах генерируются содержащие остатки никеля и хрома отходы, которые являются очень концентрированными и хранятся в бочках. Такие остатки являются вредными и токсичными и существуют в виде больших накоплений компонентов никеля и хрома в отходах.

Различные являющиеся отходами органические материалы, некоторые из которых являются вредными, получаются в качестве побочных продуктов в промышленных процессах. Эти органические отходы включают в себя загрязненные примесями масла и смазочные материалы, хлорорганические соединения, включающие пестициды, и хлорированные ароматические соединения, включающие хлорбензол и полихлорированные производные бифенила.

Указанные выше являющиеся отходами материалы и токсичные компоненты помещают в бочки, которые имеют ограниченный срок службы. Компоненты в бочке обычно находятся в форме загрязненной примесями жидкости или шлама, который почти невозможно безопасно и надежно капсулировать. Шлам содержит различные загрязняющие примеси, такие как ржавчина от бочек, частицы отходов, твердые вещества и различные жидкости.

Радиоактивные материалы и компоненты также являются вредными веществами, и трудно найти приемлемый способ избавления от них. Были испытаны различные предложения упаковки или капсулирования (герметизации) радиоактивных материалов, которые можно было затем размещать в качестве захоронений на необитаемых пространствах.

Попытки герметизировать опасные, являющиеся отходом материалы в бетон имели ограниченный успех, так как бетон и цемент не связывают достаточно такие материалы в присутствии таких загрязняющих примесей. Однако бетон или подобные бетону продукты могли бы быть в противном случае идеальными для упаковки таких материалов, так как бетон является твердым, имеет очень продолжительный срок службы и может быть формован перед отверждением.

В патенте США 6200381 описана отверждаемая связывающая композиция, состоящая, по существу, из смеси карбоната кальция и каустического оксида магния. Смесь может быть получена из природного доломита, который был кальцинирован для индукции преимущественной декарбонизации карбоната магния посредством выделения диоксида углерода, по существу, без декарбонизации карбоната кальция. Это кальцинирование приводит к образованию смеси оксида магния, карбоната магния и карбоната кальция (МдО, МдСО₃ и СаСО₃). В альтернативном варианте синтетическая смесь может быть получена смешиванием карбоната кальция с предварительно полученным оксидом магния. Для модификации свойств отвержденной композиции в связывающее вещество могут быть включены различные добавки и наполнители. Обнаружено, что образовавшийся продукт имеет высокую прочность на сжатие и другие свойства, которые делают его идеальным для изготовления изделий для строительства, таких как брикеты, блоки, материалы для мощения, изразцы и т.п.

В ^098/54107 описан способ капсулирования вредных материалов-отходов с использованием, по существу, такой же отверждаемой композиции, содержащей карбонат кальция и каустический оксид магния. Испытания, проведенные на капсулированном материале, показали, что фактически ни один из вредных материалов-отходов не выщелачивается из отвержденной композиции, которая имеет подобный бетону внешний вид.

Присутствие карбоната кальция в этих отверждаемых связывающих композициях (ί) помогает регулировать скорость отверждения, т.е. чем выше содержание карбоната кальция, тем ниже скорость отверждения. Регулирование скорости отверждения является важным при изготовлении изделий для строительства, где «время действия» или время, в течение которого отверждение замедляется, требуется, чтобы позволить превратить композиции в требуемые формы, ίί) модифицируют некоторые физические свойства отвержденной композиции, включающие уменьшение коробления и ломкости конечного продукта.

- 1 006526

В некоторых случаях успешная герметизация отходов не позволяет быть уверенным в том, что продукт имеет высокую, неограниченную прочность на сжатие, а также не имеет коробления или повышенного времени действия, позволяющего превратить композицию в требуемые формы. Время действия может регулироваться в достаточной степени добавлением дополнительной воды при образовании суспензии из смеси опасного материала-отхода и связывающей композиции. Хотя отсутствие карбоната кальция сопровождается значительным снижением неограниченной прочности на сжатие отвержденной композиции, инструкции по размещению, относящиеся к обработке отходов, не требуют высокой прочности продукта, содержащего капсулированные материалы-отходы.

Сущность изобретения

В первом аспекте настоящее изобретение предлагает способ включения материала в отверждаемое связующее вещество, причем способ включает в себя стадии (a) смешивания материала со связующим веществом с образованием суспензии или для последующего превращения в суспензию, причем связующее вещество включает в своем составе источник каустического оксида магния;

(b) добавления к материалу, связующему веществу или их смеси применяемой в качестве добавки органической кислоты;

(c) после стадий (а) и (Ь) добавления к суспензии отверждающего агента, который усиливает отверждение связующего вещества.

Авторами изобретения неожиданно обнаружено, что, когда отверждающий агент добавляют после смешивания материала и связующего вещества (смешивают либо в сухом состоянии и затем суспендируют или смешивают, когда находятся в форме водной суспензии), можно получить лучшее отверждение материала для минимизации выщелачивания включенного материала из образовавшегося отвержденного связующего вещества.

Предполагают, что при смешивании в суспензии отверждающий агент более равномерно диспергируется и, в результате этого, после того как связующее вещество отверждается, образовавшийся продукт имеет лучшие свойства по физической прочности по сравнению со случаем, когда отверждающий агент добавляют перед образованием суспензии материала и связующего вещества. В последнем случае может быть получен более неравномерно отвержденный продукт.

В настоящем изобретении авторами неожиданно было обнаружено, что повышение прочности продукта, достигаемое добавлением отверждающего агента после смешивания материала и связующего вещества, может дать продукт с меньшим короблением и ломкостью, что, таким образом, компенсирует любое отсутствие карбоната кальция в связующем веществе.

Суспензии имеют также дополнительное преимущество в том, что легче поддаются физическому манипулированию перемешиванием, перекачиванием или выливанием и т. п. по сравнению с сухими смесями или относительно сухими, подобными пастам смесями.

Отверждающий агент предпочтительно содержит 0,1-30 мас.% каустического оксида магния в смеси. Отверждающий агент предпочтительно выбран из группы, содержащей сульфаты и хлориды.

Отверждающий агент предпочтительно выбран из группы, содержащей сульфаты металлов, такие как сульфат магния, сульфат железа и сульфат алюминия.

В альтернативном варианте отверждающий агент предпочтительно выбран из группы, содержащей хлориды металлов, такие как хлорид железа и хлорид натрия. Предпочтительной суспензией является водная суспензия.

Предпочтительным материалом является вредный материал или его компонент, такой как материалотход. Такие отходы включают в себя токсичные или ядовитые вещества, которые являются вредными для живых существ.

Добавку предпочтительно выбирают из группы лимонной кислоты, кислоты лимона, уксусной кислоты, гликолевой кислоты, щавелевой кислоты, других ди- или поликарбоновых кислот, винной кислоты, салициловой кислоты, этилендиаминтетрауксусной кислоты (ΕΌΤΆ) и других тетракислот.

Во втором аспекте настоящего изобретения предложена отверждаемая связывающая композиция, содержащая только каустический оксид магния в качестве связующего вещества, смешанный с отверждающим агентом для связующего вещества.

Выражение «содержащая только каустический оксид магния в качестве связующего вещества» означает, что только этот материал присутствует для действия в качестве связующего вещества. Оно не исключает добавление других компонентов к композиции, таких как наполнители, агенты карбонизации, подкисляющие агенты и т.п. Однако неожиданно авторами изобретения было обнаружено, что нет необходимости в любых других связующих агентах или продуктах, что является прогрессом по сравнению с известными композициями связующих веществ (например, как в патенте США 6200381) и простой композицией связующего вещества.

Отверждаемая связывающая композиция во втором аспекте предпочтительно имеет отверждающий агент, указанный в первом аспекте.

- 2 006526

В третьем аспекте настоящее изобретение предлагает способ включения в состав отверждаемого связующего вещества вредного материала-отхода или его компонентов, причем данный способ содержит стадии смешивания вредного материала-отхода с отверждаемой связующей композицией с образованием суспензии или с последующим превращением в суспензию, причем композиция содержит только каустический оксид магния в качестве связующего вещества и отверждающий агент для связующего вещества, и предоставления возможности суспензии отверждаться для включения материала-отхода или его компонентов.

Способ третьего аспекта в другом виде предпочтительно определен в первом аспекте.

Еще раз, выражение «содержащее только каустический оксид магния в качестве связующего вещества» означает, что только этот материал присутствует для действия в качестве связующего вещества. Оно не исключает добавление других компонентов к композиции, таких как наполнители, агенты карбонизации, подкисляющие агенты и т.п. Однако неожиданно в этом способе авторами изобретения обнаружено, что нет потребности в любых других связывающих агентах или продуктах, что является прогрессом по сравнению с известными связывающими композициями (например, как в патенте США 6200381) и простой связывающей композицией и способом.

Термин «каустический оксид магния» включает в себя магниевую композицию, которая содержит карбонат магния и декарбонизированный оксид магния. Термин может также включать в себя чистый оксид магния или оксид магния, смешанный с небольшими количествами других веществ. Термин включает в себя также карбонат магния, который был обработан, например, нагреванием, для выделения диоксида углерода, что, таким образом, приводит к образованию композиции, которая является частично кальцинированной. Точная структура композиции и каустического оксида магния является неизвестной, но термин будет использован для включения в него структуры, образованной нагреванием карбоната магния для частичной декарбонизации его, особенно при описанных температурных интервалах. Термин «источник каустического оксида магния» может относиться к подаче каустического оксида магния, который находится в сочетании с другими компонентами в природе (например, в доломитовой руде, т.е. руде карбоната кальция и магния, найденной в природе) или в искусственной смеси (например, при подаче кальцинированного карбоната магния, получаемого коммерческим способом с чистотой приблизительно 90-95%).

Режимы осуществления изобретения

В осуществляемых на практике предпочтительных формах настоящего изобретения каустический оксид магния предпочтительно получают частичным кальцинированием магнезита (а именно, имеющего меньше чем 10% карбоната кальция и в некоторых случаях не содержащего карбонат кальция) при температуре обычно в диапазоне 500-1000°С с образованием кристаллического оксида магния (МдО). Кальцинирование предпочтительно проводят при температурах в диапазоне 500-800°С для более высокой реакционной способности магнезита. Это приводит к получению каустического оксида магния, который обычно сохраняет 2-50% диоксида углерода и является очень реакционноспособным.

Имеется в виду, что ссылки на «капсулирование» включают в себя «микрокапсулирование» опасных и неопасных материалов-отходов. Являющиеся отходами материалы микрокапсулируют отверждаемой связывающей композицией настоящего изобретения таким образом, чтобы частицы являющегося отходом материала, по существу, иммобилизовались в матрице отвержденной композиции. Испытания по измерению скорости выщелачивания материалов-отходов из отвержденной композиции, основанные на стандартной процедуре характерного выщелачивания токсичных компонентов (ТСЬР) в соответствии с методом И8-ЕРА 1311, показали, что скорость выщелачивания находится полностью в приемлемых для окружающей среды пределах.

К отверждаемому связывающему агенту могут быть добавлены различные добавки. Добавка или добавки могут ускорять образование очень активных связывающих агентов и могут способствовать перекристаллизации отверждаемой связывающей композиции, чтобы сделать ее отвержденной. В процессе отверждения различные добавленные наполнители, другие, чем материал или материал-отходы, которые должны быть капсулированы (которые могут включать в себя органические наполнители, неорганические наполнители, твердые и жидкие наполнители и т.п.), могут улавливаться в отвержденной связывающей композиции.

Другой требуемой добавкой является добавка, которая действует в качестве источника карбонизации в композиции и помогает процессу отверждения. Карбонат, который может разлагаться или реагировать с выделением диоксида углерода, является предпочтительным. Одной подходящей добавкой может быть карбонат металла, такой как карбонат натрия. Другая подходящая добавка может включать в себя карбоновую или поликарбоновую кислоту, которая может взаимодействовать с выделением диоксида углерода. Другим преимуществом карбоната натрия является то, что он может карбонизировать любые полностью окисленные наполнители, которые могут быть использованы (например, угольную золу).

Другие добавки могут включать в себя лимонную кислоту, кислоту лимона, уксусную кислоту, гликолевую кислоту, щавелевую кислоту, другие ди- или поликарбоновые кислоты или другие подкисляю

- 3 006526 щие агенты. Подходящие заменители для лимонной кислоты включают в себя винную кислоту, салициловую кислоту, этилендиаминтетрауксусную кислоту (ΕΌΤΆ) или другие тетракислоты. Эти добавки могут быть добавлены в количестве между 0,01-30%, более обычно 0,01-5%. Если добавки (такие как лимонная кислота или кислота лимона) являются твердыми веществами, их подходящим образом предварительно измельчают и превращают в порошок, чтобы можно было их эффективно смешать с остальной частью композиции. Может быть использован размолотый материал с размером частиц <63 мкм. Другой подкисляющий агент может содержать серную кислоту, и она может быть добавлена к водной смеси в количестве до 5 мас.%.

В осуществляемом на практике способе изобретения отверждаемый связывающий агент включает источник каустического оксида магния. Способ впервые включает в себя смешивание выбранного материала-отхода (или его компонентов) со связывающим агентом в жидкой суспензии перемешиванием или другой гомогенизацией. Если выбранные отходы являются сначала сухими, они могут быть сначала смешаны в сухом состоянии со связывающим агентом и затем превращены в суспензию или, если выбранные отходы присутствуют сначала в суспензии, связывающий агент может быть добавлен к ней. В любом случае, отверждающий агент затем добавляют к суспензии отходов и связывающего агента для усиления отверждения связывающего агента. В одном предпочтительном примере отверждающим агентом является сульфат алюминия, хотя могут быть также использованы другие сульфаты, например сульфат магния или сульфат железа. В других предпочтительных вариантах осуществления отверждающим агентом может быть хлорид железа или хлорид натрия. Сульфатом алюминия может быть коммерчески доступный сульфат алюминия, имеющий воду кристаллизации или являющийся безводным. Кроме того, может быть обеспечена такая соль, как хлорид натрия.

Органические кислоты в качестве добавок (такие как лимонная кислота) необязательно добавляют к смеси материалов-отходов и отверждаемого связывающего агента, обычно перед добавлением отверждаемого связывающего агента. Следует отметить, что в некоторых случаях все из реагентов, таких как отверждающий агент (например, сульфат алюминия) и выбранная органическая кислота (например, лимонная кислота), могут быть смешаны с материалом-отходом в суспензии перед добавлением отверждаемого связывающего агента (который содержит каустический оксид магния). Примеры таких случаев приводятся в нижеследующих примерах 1А-13А, включительно (примеры «А»). Эта методология дает продукт, который вполне удовлетворяет стандартам выщелачиваемости, требуемым для размещения отходов в окружающей среде. Однако в других примерах в соответствии с изобретением именно необязательную органическую кислоту (например, лимонную кислоту) смешивают с материалом-отходом в суспензии перед добавлением отверждаемого связывающего агента (который содержит каустический оксид магния). За этой стадией затем следует добавлением отверждающего агента (например, сульфата алюминия). Примеры таких случаев приводятся в нижеследующих примерах 1В-13В, включительно (примеры «В»), все из которых демонстрируют достаточное соответствие стандартам выщелачиваемости, требуемым для размещения в окружающей среде образовавшегося продукта.

В настоящем изобретении используемая отверждаемая связывающая композиция должна содержать только каустический оксид магния в качестве связывающего агента и отверждающий агент для связывающего агента. В предпочтительных вариантах осуществления отверждающий агент содержит 0,1-30 мас.% каустического оксида магния в смеси.

Добавки могут быть предварительно смешаны и добавлены к композиции. Количество добавленного премикса можно варьировать, например, приблизительно в диапазоне 1-10% или больше. Оказывается, что когда используют наполнители с небольшим размером частиц (например, меньше 70 мкм), количество добавленного премикса должно быть больше (приблизительно на 10%), тогда как наполнители с частицами большего размера позволяют добавлять меньшее количество премикса (например, 3-7%).

Если премикс содержит (а) сульфат алюминия, (Ь) органическую кислоту и (с) соль, предпочтительно, чтобы (а) присутствовал в количестве между 40-99%, (Ь) присутствовала в количестве между 060% и (с) присутствовала в количестве между 0-20%.

Было обнаружено, что органическая кислота, предпочтительно лимонная кислота, может быть использована в связывающей композиции для осуществления капсулирования материалов-отходов. При использовании эту кислоту обычно добавляют к материалу-отходу или другому материалу, который нужно капсулировать, перед добавлением связывающего агента, каустического оксида магния. Считается, что кислота выполняет по меньшей мере две функции:

(a) по-видимому, она действует, в основном, в качестве хелатообразующего агента для улавливания ионных разновидностей и делает их менее мобильными для последующего капсулирования каустическим оксидом магния; и (b) по-видимому, она действует в качестве модификатора отверждения для регулирования тепла реакции, когда взаимодействуют вода, каустический оксид магния и подходящий отверждающий агент.

Без намерения ограничиваться теорией считают, что, возможно, одновременно имеют место несколько химических реакций, часто проходящих синергическим образом, но, несомненно, зависящих от типа материала-отхода. Вероятно, в случае тяжелых металлов и других ионных катионов реакция хелатообразования протекает быстро. Лимонная кислота является быстродействующим и эффективным хела- 4 006526 тообразующим агентом. Поскольку выщелачиваемые химические вещества обычно являются ионными и мобильными, хелатообразование является эффективным способом снижения мобильности выщелачиваемых разновидностей. Вероятно, что в случае присутствия соли металла, например сульфата алюминия, она взаимодействует с лимонной кислотой или сама хелатируется с отходом ионного типа, далее снижая мобильность и, возможно, растворимость хелата. Процесс микрокапсулирования затем завершается взаимодействием хелата и сульфата металла с каустическим оксидом металла. По своей природе сильная способность каустического оксида магния связываться как с органическими соединениями (например, хелатированными ионными разновидностями), так и неорганическими соединениями (например, солями металлов и другими наполнителями в материале-отходе) обеспечивает, по существу, полную иммобилизацию компонентов материала-отхода.

Возможно, что реакция, конкурирующая с хелатообразованием и микрокапсулированием, протекает с образованием солей оксидов металлов. Соли оксидов металлов обычно являются совсем нерастворимыми и могут быть достаточно нерастворимыми для своей способности в некоторых случаях выдерживать испытание ТСЬР (процедура характерного выщелачивания токсичных компонентов в соответствии с методом И8-ЕРА 131). Например, во время обработки отхода с низким уровнем ртути было обнаружено, что исключение лимонной кислоты все же приводит к образованию эффективной отверждаемой композиции, микрокапсулирующей отходы и удовлетворяющей требованиям ТСЬР. Однако во многих случаях, по-видимому, необходимо сначала образовать хелатное соединение для осуществления подходящего микрокапсулирования.

Эксперименты с сульфатами и хлоридами железа обеспечивали сходные результаты. В случае соединений мышьяка и других неионных химических продуктов, по-видимому, хелатирование не является таким значительным в реакции капсулирования. Более вероятно, что механизм капсулирования обусловлен абсорбцией материала-отхода в матрице очень реакционноспособного каустического оксида магния. Абсорбция может также привести к более слабому выщелачиванию отходов вследствие образования химических связей, которые являются более ковалентными, чем ионными по природе. Точный механизм того, как каустический оксид магния связывается с органическими и неорганическими материалами, является недостаточно понятным в научной литературе.

Примеры

Теперь будут описаны и иллюстрированы варианты осуществления изобретение при помощи следующих неограничивающих примеров.

Ртуть

Пример 1А.

Загрязненную ртутью почву, содержащую до 500 м.д. ртути, капсулировали следующим образом. Загрязненную ртутью почву, 500 г, являющуюся отходом промышленности с участием хлор-щелочь, и воду смешивали с образованием густой гомогенной суспензии. В смеси растворяли 25 г лимонной кислоты и всю смесь перемешивали до достижения гомогенности. В смеси растворяли 50 г сульфат алюминия и всю смесь перемешивали до достижения гомогенности. Добавляли 125 г каустического оксида магния и, если требовалось, дополнительную воду с образованием густой, едва выливаемой смеси. Композицию отверждали несколько часов и испытывали через 14 дней.

Пример 1 В.

В этом примере все экспериментальные условия были такими же, как в примере 1А, за исключением того, что 50 г сульфата алюминия растворяли в смеси после добавления каустического оксида магния, а не так, как указано выше, и смесь затем перемешивали до достижения гомогенности. Если требовалось, добавляли дополнительную воду с образованием густой, едва выливаемой смеси. Композицию отверждали несколько часов и испытывали через 14 дней.

Испытание на выщелачивание ТСЬР показало выщелачивание 0,02 мг/л ртути, которое ниже допустимого ограничения 0,2 мг/л, что делает капсулированную композицию безопасной для необлицованной свалки.

Медь, никель, марганец и свинец

Пример 2А.

Медный шлам, имеющий по результатам ТСЬР для необработанных отходов следующий состав: меди=12,5 мг/л, никеля=53,7 мг/л, марганца=23,5 мг/л и свинца=61,2 мг/л, капсулировали следующим образом. Медный шлам в количестве 300 г и воду смешивали с образованием густой гомогенной суспензии. 20 г лимонной кислоты растворяли в образованной смеси, всю смесь перемешивали до достижения гомогенности. В смеси растворяли 20 г сульфата алюминия и всю смесь перемешивали до достижения гомогенности. Добавляли 100 г каустического оксида магния и, если требовалось, добавляли воду с образованием густой, едва выливаемой смеси. Композицию отверждали несколько часов и испытывали через 14 дней.

Пример 2В.

В этом примере все экспериментальные условия были такими же, как в примере 2А, за исключением того, что 20 г сульфата алюминия растворяли в смеси после добавления каустического оксида магния, а не так, как указано выше, и смесь затем перемешивали до достижения гомогенности. Если требовалось,

- 5 006526 добавляли дополнительную воду с образованием густой, едва выливаемой смеси. Композицию отверждали несколько часов и испытывали через 14 дней.

Испытание на выщелачивание ТСЬР показало выщелачивание <1,0 мг/л меди, <1,0 мг/л никеля, <2,4 мг/л марганца и <1,0 мг/л свинца, эти величины значительно ниже допустимых ограничений, что делает капсулированную композицию безопасной для необлицованной свалки.

Медь

Пример 3А.

Отходы промышленности полупроводников, содержащие до 50% оксида меди, капсулировали следующим образом. 500 г медного шлама промышленности полупроводников и воду смешивали с образованием густой гомогенной суспензии. В смеси растворяли 40 г лимонной кислоты и всю смесь перемешивали до достижения гомогенности. В смеси растворяли 30 г сульфата алюминия и всю смесь перемешивали до достижения гомогенности. Добавляли 250 г каустического оксида магния и, если требовалось, добавляли дополнительную воду с образованием густой, едва выливаемой смеси. Композицию отверждали несколько часов и испытывали через 14 дней.

Пример 3В.

В этом примере все экспериментальные условия были такими же, как в примере 3А, за исключением того, что 30 г сульфата алюминия растворяли в смеси после добавления каустического оксида магния, а не так, как указано выше, и смесь затем перемешивали до достижения гомогенности. Если требовалось, добавляли дополнительную воду с образованием густой, едва выливаемой смеси. Композицию отверждали несколько часов и испытывали через 14 дней.

Испытание на выщелачивание ТСЬР показало выщелачивание 0,4 мг/л меди, которое значительно ниже допустимого ограничения, что делает капсулированную композицию безопасной для необлицованной свалки.

Свинец

Пример 4А.

Отходы промышленности полупроводников, содержащие, по данным ТСЬР, 7,28 мг/л свинца, капсулировали следующим образом. 500 г отходов промышленности полупроводников и воду смешивали с образованием густой гомогенной суспензии. В смеси растворяли 5 г лимонной кислоты и всю смесь перемешивали до достижения гомогенности. В смеси растворяли 16 г сульфата алюминия и всю смесь перемешивали до достижения гомогенности. Добавляли 166 г каустического оксида магния и, если требовалось, добавляли дополнительную воду с образованием густой, едва выливаемой смеси. Композицию отверждали несколько часов и испытывали через 14 дней.

Пример 4В.

В этом примере все экспериментальные условия были такими же, как в примере 4А, за исключением того, что 16 г сульфата алюминия растворяли в смеси после добавления каустического оксида магния, а не так, как указано выше, и смесь затем перемешивали до достижения гомогенности. Если требовалось, добавляли дополнительную воду с образованием густой, едва выливаемой смеси. Композицию отверждали несколько часов и испытывали через 14 дней.

Испытание на выщелачивание ТСЬР показало выщелачивание 1,73 мг/л свинца, которое ниже допустимого ограничения 0,5 мг/л, что делает капсулированную композицию безопасной для необлицованной свалки.

Пример 5А.

Загрязненные свинцом отходы промышленности рециркуляции свинца капсулировали следующим образом. 190 г отходов промышленности рециркуляции свинца и воду смешивали с образованием густой гомогенной суспензии. В смеси растворяли 30 г лимонной кислоты и всю смесь перемешивали до достижения гомогенности. В смеси растворяли 33 г сульфата алюминия и всю смесь перемешивали до достижения гомогенности. Добавляли 330 г каустического оксида магния и, если требовалось, добавляли дополнительную воду с образованием густой, едва выливаемой смеси. Композицию отверждали несколько часов и испытывали через 14 дней.

Пример 5В.

В этом примере все экспериментальные условия были такими же, как в примере 5А, за исключением того, что 33 г сульфата алюминия растворяли в смеси после добавления каустического оксида магния, а не так, как указано выше, и смесь затем перемешивали до достижения гомогенности. Если требовалось, добавляли дополнительную воду с образованием густой, едва выливаемой смеси. Композицию отверждали несколько часов и испытывали через 14 дней.

Испытание на выщелачивание ТСЬР показало выщелачивание 0,4 мг/л свинца, которое ниже допустимого ограничения 5 мг/л, что делает капсулированную композицию безопасной для необлицованной свалки.

Медь и свинец

Пример 6А.

Шлам электроосаждения, содержащий 12,634 мг/кг меди и 23,869 мг/кг свинца, капсулировали следующим образом. 180 г шлама электроосаждения от Реющее Тес11по1оду Согрогайои, Ьагашье ^У, са!а1од #СКМ010-100, и воду смешивали с образованием густой гомогенной суспензии. В смеси раство

- 6 006526 ряли 27 г лимонной кислоты и всю смесь перемешивали до достижения гомогенности. В смеси растворяли 45 г сульфата алюминия и всю смесь перемешивали до достижения гомогенности. Добавляли 450 г каустического оксида магния и, если требовалось, добавляли дополнительную воду с образованием густой, едва выливаемой смеси. Композицию отверждали несколько часов и испытывали через 14 дней.

Пример 6В.

В этом примере все экспериментальные условия были такими же, как в примере 6А, за исключением того, что 45 г сульфата алюминия растворяли в смеси после добавления каустического оксида магния, а не так, как указано выше, и смесь затем перемешивали до достижения гомогенности. Если требовалось, добавляли дополнительную воду с образованием густой, едва выливаемой смеси. Композицию отверждали несколько часов и испытывали через 14 дней.

Испытание на выщелачивание ТСЬР показало выщелачивание 0,1 мг/л меди и 0,4 мг/л свинца, которые значительно ниже допускаемых ограничений, что делает капсулированную композицию безопасной для необлицованной свалки.

Крезолы и фенолы

Пример 7А.

Сертифицированную ЗирегГипб почву в количестве 202,5 г, имеющую, по данным ТСЬР, для необработанного отхода содержание общих крезолов 495 мг/л, 2,4,6-трихлорфенола 27,5 мг/л, пентахлорфенола 27 мг/л, 2.4-Б 24,9 мг/л и полученную от Векоигсе Тесйпо1о§у Согрогайоп, Ьагаш1е ^У, са1а1од #СВМ 401-255, 697,5 г песка и воду смешивали с образованием густой гомогенной суспензии. В смеси растворяли 27 г лимонной кислоты и всю смесь перемешивали до достижения гомогенности. В смеси растворяли 90 г сульфата алюминия и всю смесь перемешивали до достижения гомогенности. Добавляли 900 г каустического оксида магния и, если требовалось, добавляли дополнительную воду с образованием густой, едва выливаемой смеси. Композицию отверждали несколько часов и испытывали через 14 дней.

Пример 7В.

В этом примере все экспериментальные условия были такими же, как в примере 7А, за исключением того, что 90 г сульфата алюминия растворяли в смеси после добавления каустического оксида магния, а не так, как указано выше, и смесь затем перемешивали до достижения гомогенности. Если требовалось, добавляли дополнительную воду с образованием густой, едва выливаемой смеси. Композицию отверждали несколько часов и испытывали через 14 дней.

Испытание на выщелачивание ТСЬР показало выщелачивание 60 мг/л общих крезолов и не поддающееся детектированию количество каждого из 2,4,6-трихлорфенола, пентахлорфенола, 2,4-Б, все эти количества значительно ниже допускаемых ограничений, что делает капсулированную композицию безопасной для необлицованной свалки.

Мышьяк, кадмий и свинец

Пример 8 А.

Золу печи для сжигания отходов, имеющую, по данным ТСЬР, для необработанных отходов 31 мг/л мышьяка, 65 мг/л кадмия и 29 мг/л свинца, капсулировали следующим образом. Металлы в золе от Векоигсе Тесйпо1о§у СогрогаНоп, Ьагаш1е ^У, са1а1од #СВМ205-225 в количестве 405 г и воду смешивали с образованием густой гомогенной суспензии. В смеси растворяли 26 г лимонной кислоты и всю смесь перемешивали до достижения гомогенности. В смеси растворяли 90 г сульфата алюминия и всю смесь перемешивали до достижения гомогенности. Добавляли 900 г каустического оксида магния и, если требовалось, добавляли дополнительную воду с образованием густой, едва выливаемой смеси. Композицию отверждали несколько часов и испытывали через 14 дней.

Пример 8В.

В этом примере все экспериментальные условия были такими же, как в примере 8А, за исключением того, что 90 г сульфата алюминия растворяли в смеси после добавления каустического оксида магния, а не так, как указано выше, и смесь затем перемешивали до достижения гомогенности. Если требовалось, добавляли дополнительную воду с образованием густой, едва выливаемой смеси. Композицию отверждали несколько часов и испытывали через 14 дней.

Испытание на выщелачивание ТСЬР показало выщелачивание 0,11 мг/л мышьяка, <0,05 мг/л кадмия и 0,05 мг/л свинца, все эти величины значительно ниже допустимых ограничений 5 мг/л, 1 мг/л и 5 мг/л, соответственно, что делает капсулированную композицию безопасной для необлицованной свалки.

Полихлорированный бифенил (РСВ)

Пример 9А.

Полихлорированный бифенил (РСВ) в масле, содержащем 35,2 мг/кг арохлора, капсулировали следующим образом. Полихлорированный бифенил (РСВ) в масле от Векоигсе Тесйпо1оду СогрогаНоп, Ьагаш1е ^У, са1а1од #СВМ920-010 в количестве 28 г, 121 г песка, 301 г почвы и воду смешивали с образованием густой гомогенной суспензии. В смеси растворяли 12 г лимонной кислоты и всю смесь перемешивали до достижения гомогенности. В смеси растворяли 20 г сульфата алюминия и всю смесь перемешивали до достижения гомогенности. Добавляли 200 г каустического оксида магния и, если требовалось, добавляли дополнительную воду с образованием густой, едва выливаемой смеси. Композицию отверждали несколько часов и испытывали через 14 дней.

- 7 006526

Пример 9В.

В этом примере все экспериментальные условия были такими же, как в примере 9А, за исключением того, что 20 г сульфата алюминия растворяли в смеси после добавления каустического оксида магния, а не так, как указано выше, и смесь затем перемешивали до достижения гомогенности. Если требовалось, добавляли дополнительную воду с образованием густой, едва выливаемой смеси. Композицию отверждали несколько часов и испытывали через 14 дней.

Испытание на выщелачивание ТСЬР показало содержание РСВ§, не поддающееся определению, что указывало на удачное отверждение и стабилизацию, делающие капсулированную композицию безопасной для необлицованной свалки.

Мышьяк

Пример 10А.

Триоксид мышьяка от ЕМ ЗеКнес. 6ί605ΐο\νη N1 Са1а1од #АХ 1745-2 в количестве 27 г, 873 г песка и воду смешивали с образованием густой гомогенной суспензии. В смеси растворяли 45 г лимонной кислоты и 45 г карбоната натрия и всю смесь перемешивали до достижения гомогенности. В смеси растворяли 90 г сульфата алюминия и всю смесь перемешивали до достижения гомогенности. Добавляли 900 г каустического оксида магния и, если требовалось, добавляли дополнительную воду с образованием густой, едва выливаемой смеси. Композицию отверждали несколько часов и испытывали через 14 дней.

Пример 10В.

В этом примере все экспериментальные условия были такими же, как в примере 10А, за исключением того, что 90 г сульфата алюминия растворяли в смеси после добавления каустического оксида магния, а не так, как указано выше, и смесь затем перемешивали до достижения гомогенности. Если требовалось, добавляли дополнительную воду с образованием густой, едва выливаемой смеси. Композицию отверждали несколько часов и испытывали через 14 дней.

Испытание на выщелачивание ТСЬР показало выщелачивание 1,3 мг/л мышьяка, которое ниже допустимого ограничения 5 мг/л, что делает капсулированную композицию безопасной для необлицованной свалки.

Пример 11 А.

Пылевидный триоксид мышьяка отрасли промышленности добычи золота в количестве 1000 г и 2000 г каустического оксида магния смешивали в сухом состоянии. 60 г лимонной кислоты и 200 г сульфата алюминия растворяли в воде и добавляли к сухой смеси и всю смесь перемешивали до достижения гомогенности с образованием густой, едва выливаемой смеси. Композицию отверждали несколько часов и испытывали через 14 дней.

Пример 11В.

В этом примере все экспериментальные условия были такими же, как в примере 11 А, за исключением того, что 200 г сульфата алюминия растворяли в смеси после добавления каустического оксида магния, а не так, как указано выше, и смесь затем перемешивали до достижения гомогенности. Если требовалось, добавляли дополнительную воду с образованием густой, едва выливаемой смеси. Композицию отверждали несколько часов и испытывали через 14 дней.

Испытание на выщелачивание ТСЬР показало выщелачивание 1,6 мг/л мышьяка, которое ниже допустимого ограничения 7 мг/л, что делает капсулированную композицию безопасной для необлицованной свалки.

Пример 12А.

Пылевидный мышьяк, олово и сурьму отрасли промышленности добычи олова в количестве 1000 г и воду смешивали с образованием густой гомогенной суспензии. В смеси растворяли 60 г лимонной кислоты и всю смесь перемешивали до достижения гомогенности. В смеси растворяли 240 г сульфата алюминия и всю смесь перемешивали до достижения гомогенности. Добавляли 2000 г каустического оксида магния и, если требовалось, дополнительную воду с образованием густой, едва выливаемой смеси. Композицию отверждали несколько часов и испытывали через 14 дней.

Пример 12В.

В этом примере все экспериментальные условия были такими же, как в примере 12А, за исключением того, что 240 г сульфата алюминия растворяли в смеси после добавления акустического оксида магния, а не так, как указано выше, и смесь затем перемешивали до достижения гомогенности. Если требовалось, добавляли дополнительную воду с образованием густой, едва выливаемой смеси. Композицию отверждали несколько часов и испытывали через 14 дней.

Испытание на выщелачивание ТСЬР показало выщелачивание 3,7 мг/л мышьяка, которое ниже допустимого ограничения 7 мг/л, что делает капсулированную композицию безопасной для необлицованной свалки.

Хром

Пример 13 А.

Хромовые отходы литейной промышленности, содержащие 16-18% хрома, в количестве 1 части и воду смешивали с образованием густой гомогенной суспензии. Добавляли лимонную кислоту, сульфат алюминия и каустический оксид магния в количестве 4 частей и, если требовалось, дополнительную во

- 8 006526 ду с образованием густой, едва выливаемой смеси. Композицию отверждали несколько часов и испытывали через 14 дней

Пример 13В.

В этом примере все экспериментальные условия были такими же, как в примере 13 А, за исключением того, что сульфат алюминия растворяли в смеси после добавления каустического оксида магния, а не так, как указано выше, и смесь затем перемешивали до достижения гомогенности. Если требовалось, добавляли дополнительную воду с образованием густой, едва выливаемой смеси. Композицию отверждали несколько часов и испытывали через 14 дней.

Испытание на выщелачивание ТСЬР показало выщелачивание 1,6 мг/л хрома, которое ниже допустимого ограничения 5 мг/л, что делает капсулированную композицию безопасной для необлицованной свалки.

Должно быть понятно, что предыдущие примеры представлены только для иллюстративных целей и не предназначены для ограничения изобретения никоим образом. Кроме того, должно быть очевидно, что к вариантам осуществления могут быть сделаны различные другие изменения и модификации помимо изменений и модификаций, уже описанных, не выходящие за пределы основных концепций изобретения. Следует считать, что все такие варианты и модификации находятся в пределах объема настоящего изобретения, сущность которого должна быть определена из предшествующего описания.

Должно быть понятно, что, если любая информация известного уровня техники указывается здесь, такая ссылка не является составной частью допущения того, что информация образует часть обычного общего знания в данной области в Австралии или любой другой стране.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ включения материала в отверждаемое связующее вещество, причем способ содержит стадии (a) смешивания материала со связующим веществом с образованием суспензии или с последующим превращением смеси в суспензию, причем связующее вещество включает в себя источник каустического оксида магния;

(b) добавления к материалу, связующему веществу или их смеси в качестве добавки органической кислоты;

(c) после стадий (а) и (Ь) добавления в суспензии отверждающего агента, который усиливает отверждение связующего вещества.
2. Способ по п.1, где отверждающий агент содержит в смеси 0,1-30 мас.% каустического оксида магния.
3. Способ по п.1 или 2, где отверждающий агент выбран из группы, содержащей сульфаты и хлориды.
4. Способ по п.3, где отверждающий агент выбран из группы, содержащей сульфаты металлов, такие как сульфат магния, сульфат железа и сульфат алюминия.
5. Способ по п.3, где отверждающий агент выбран из группы, содержащей хлориды металлов, такие как хлорид железа и хлорид натрия.
6. Способ по любому из предыдущих пунктов, где суспензия является водной суспензией.
7. Способ по любому из предыдущих пунктов, где материал является вредным материалом или его компонентом.
8. Способ по любому из предыдущих пунктов, где добавка в виде органической кислоты выбрана из группы лимонной кислоты, кислоты лимона, уксусной кислоты, гликолевой кислоты, щавелевой кислоты, других ди- или поликарбоновых кислот, винной кислоты, салициловой кислоты, этилендиаминтетрауксусной кислоты (ΕΌΤΑ) и других тетракислот.