СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОТХОДОВ Российский патент 2003 года по МПК A62D3/00 

Изобретение относится к способу обработки отходов, загрязненных тяжелыми металлами, и перевода последних в нейтральное состояние. Известно, что специфические вредные и/или токсичные материалы, которые возникают из различных источников, и которые содержат тяжелые металлы, например мышьяк, кадмий, хром, ртуть, свинец, селен или теллур, и которые в пробах переноса имеют тенденцию давать элюат, который не отвечает установленным допустимым пределам, хранят на защищенных свалках для вредных токсичных отходов.

В предшествующем уровне техники описаны многочисленные технологии, с помощью которых можно иммобилизовать металлы в стабильных матрицах, в результате чего они приобретают химически инертные свойства, и в результате чего можно предотвратить их перенос, так что этот тип отходов можно выбрасывать при менее строгих условиях (пробы переноса с этими материалами попадают внутрь пределов, установленных национальным или международным законодательством).

Часто эти типы отходов имеют состав, который требует огромного количества реагентов, например цемента, чтобы получить достаточную степень стабилизации, или для которых необходимо использовать дорогие вещества в комбинации с длительными периодами действия. Другие методы отвердения используют такие добавки, как шлаки, тонко измельченный кирпич, щебень и песок, смешанные с бентонитом, в результате чего имеет место избыточное увеличение окончательного веса и объема, а в отношении ограничения переноса металлов получаются умеренные результаты.

Для уменьшения пропорции связующего материала при переводе в инертное состояние топочного газа, вырабатываемого в горной промышленности, мешающие ионы (хлориды) вымывают водой.

В ряде систем, которые использовались до недавнего времени, применяют водные растворы химических продуктов, которые являются очень дорогими, в результате чего известно недостаточно данных относительно физических и физико-химических условий, которые необходимы для различных типов отходов, или относительно количеств, которые необходимо использовать, чтобы достигнуть желаемого результата.

Известен способ обработки отходов, загрязненных тяжелыми металлами, включающий добавление водного раствора ортофосфорной кислоты и ее соли щелочного металла, получение гомогенной пасты из образовавшейся смеси, добавление к пасте оксида кальция (СаО) и/или гидроксида кальция (Са(ОН)₂) и высушивание пасты.

Таким образом, в особых случаях существует необходимость иметь возможность использовать многосторонний способ, в котором не требуется специальная предварительная обработка и в котором можно использовать недорогие реагенты, имеющиеся в распоряжении в крупном масштабе, причем реагенты можно добавлять в ограниченных количествах, чтобы свести к минимуму увеличение веса, который в конечном счете необходимо захоронить.

Посредством настоящего изобретения возможно соблюсти вышеуказанные требования, а также получить ряд других преимуществ, которые станут ясны ниже.

С этой целью настоящее изобретение отличается тем, что выполняются следующие стадии:
- предварительно определяют кислотность загрязненного материала,
- осуществляют частичную нейтрализацию материала, если последний является кислотным (рН 0,5 - 3),
- высушивают пасту на воздухе.

Гидроксид кальция или оксид кальция можно добавлять в порошковой форме в количестве 50 - 350 кг на тонну отходов, которые необходимо перевести в инертное состояние. Предпочтительно добавляют пылевидный оксид кальция или гидроксид кальция, подходящий для использования в строительстве.

Концентрированный водный раствор ортофосфорной кислоты и ее соли щелочного металла может представлять собой имеющийся в продаже раствор "Fissa Met" для перевода в инертное состояние, который содержит ортофосфорную кислоту и моно-, ди- и тринатрий фосфат (NaH₂PO₄, Na₂HPO₄, Na₃PO₄), и/или моно-, ди- и трикалийфосфат (КН₂РО₄, К₂НРО₄, К₃РО₄), и/или моно-, ди- и трикальций фосфат (СаНРО₄, Са(Н₂РО₄)₂, Са₃(РО₄)₂) в безводной форме или в форме гидрата. Предпочтительно моно-, ди- и тринатрийфосфат, и/или моно-, ди- и трикалий фосфат, и/или моно-, ди- и трикальций фосфат используют в количестве 5 - 150 л на тонну отходов, которые надо перевести в инертное состояние.

Предпочтительно на тонну отходов, которые нужно перевести в инертное состояние, добавляют 50 - 350 кг пылевидного оксида кальция и/или гидроксида кальция.

Способ по настоящему изобретению является очень многосторонним и может быть использован на отходах из различных источников, таких как металлические шлаки, мусор или отходы от сноса, зола из печей для сжигания или твердые промышленные и неорганические химические отходы из городов, специальных установок, госпиталей, промышленности и тому подобного.

Описание общих характеристик по настоящему изобретению было дано выше. Характеристики, преимущества и пути, которыми способ необходимо использовать, будут легче поняты с ссылкой на прилагаемый пример, который дает детальное описание конкретной реализации изобретения.

Пример
Способ по изобретению для перевода в инертное состояние использовали на зольной пыли, источником которой было сжигание отходов из госпиталя. Этот материал поместили в смеситель. Пневматическим способом из подходящего бункера добавили гидроксид кальция (гашеная известь) в количестве 90 кг на тонну отходов одновременно с 50 л раствора "Fissa Met" для перевода в инертное состояние, который представляет собой концентрированный водный раствор ортофосфорной кислоты и ее двунатриевой кислой соли (динатрий моноводород фосфат (Na₂HPO₄)), который подавали из другого контейнера, вместе с достаточным количеством воды, чтобы гарантировать хороший контакт смеси. Смесь должна оставаться в способном к перемешиванию виде и перемешиваться в течение нескольких минут.

В конце этой стадии влажную смесь поместили на подходящую поверхность так, чтобы указанная смесь была способна полностью высохнуть, или указанную смесь немедленно сушили в потоке горячего воздуха (где возможен отвод тепла).

Когда полученный путем вышеуказанной обработки материал подвергли тесту выщелачивания, было обнаружено, что выделение свинца, кадмия, меди и селена осталось внутри приемлемых пределов, давая возможность немедленно захоронить материал без дальнейшей обработки в защищенное хранилище.

Начальные значения концентраций металлов в элюате с раствором 0,5 М уксусной кислоты до и после обработки даются для целей сравнения в прилагаемых табл. 1 и 2. "T.Q." в табл. 2 дает начальную концентрацию тяжелых металлов.

Изобретение относится к способу обработки отходов, загрязненных тяжелыми металлами. Указанные загрязнения переводят в инертное состояние посредством проведения следующих стадий: определение кислотности загрязненного материала, частичная нейтрализация материала, если последний является кислотным, добавление водного раствора ортофосфорной кислоты и ее соли щелочного металла, получение гомогенной пасты из образовавшейся смеси, добавление к пасте оксида кальция (СаО) и/или гидроксида кальция (Са(ОН)₂) и высушивание пасты на воздухе. Изобретение позволяет перевести отходы в нейтральное состояние, удобное для хранения. 5 з.п.ф-лы, 2 табл.

1. Способ обработки отходов, загрязненных тяжелыми металлами, включающий добавление водного раствора ортофосфорной кислоты и ее соли щелочного металла, получение гомогенной пасты из образовавшейся смеси, добавление к пасте оксида кальция (СаО) и/или гидроксида кальция (Са(ОН)₂) и высушивание пасты, отличающийся тем, что предварительно определяют кислотность загрязненного материала, осуществляют частичную нейтрализацию материала, если последний является кислотным, а высушивают пасту на воздухе. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что загрязненный материал перемешивают. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что на тонну отходов, которые нужно перевести в инертное состояние, добавляют 50 - 350 кг пылевидного оксида кальция и/или гидроксида кальция. 4. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что добавляют пылевидный оксид кальция или гидроксид кальция, подходящий для использования в строительстве. 5. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что раствор ортофосфорной кислоты и ее соли щелочного металла содержит моно -, ди- и тринатрий фосфат, и/или моно-, ди и трикалий фосфат, и/или моно-, ди и трикальций фосфат в безводной форме или в форме гидрата. 6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что моно-, ди- и тринатрий фосфат, и/или моно-, ди- и трикалий фосфат, и/или моно-, ди и трикальций фосфат используют в количестве 5 - 150 л на тонну отходов, которые нужно перевести в инертное состояние.