(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１０重量％〜５０重量％の鉄化合物と、
１２重量％〜３５重量％のアルミニウム化合物と、
５重量％〜１７重量％のケイ素化合物と、
２重量％〜１０重量％の二酸化チタンと、
０．５重量％〜６重量％のカルシウム化合物と、
０ｐｐｍ〜１ｐｐｍのクロム（ＶＩ）化合物と、
任意に、更なる不可避の不純物と、
の無機組成を有する改質された低クロム酸塩赤泥を含有する組成物であって、該組成物が、Ｃｒ（ＶＩ）のための難溶性還元剤を含有し、該Ｃｒ（ＶＩ）のための難溶性還元剤が、ｐＨ７及び２５℃で１ｇ／ｌ未満の水中での溶解度を有し、該組成物が、ｐＨ範囲を安定化するように構成されているｐＨ緩衝系を更に含み、該ｐＨ範囲で、前記Ｃｒ（ＶＩ）のための難溶性還元剤及び生成するＣｒ（ＩＩＩ）が２５℃で１ｇ／ｌ未満の水中での溶解度を有する、組成物。
【請求項２】
前記Ｃｒ（ＶＩ）のための難溶性還元剤が、ｐＨ７及び２５℃で０．１ｇ／ｌ未満の水中での溶解度を有する、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記Ｃｒ（ＶＩ）のための難溶性還元剤が、ｐＨ７及び２５℃で１ｇ／ｌ未満の溶解度を有する難溶性Ｆｅ（ＩＩ）化合物を含む、請求項１又は２に記載の組成物。
【請求項４】
前記Ｃｒ（ＶＩ）のための難溶性還元剤が、炭酸鉄（ＩＩ）（ＦｅＣＯ３）を含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項５】
易溶性Ｆｅ（ＩＩ）化合物及び難溶性Ｆｅ（ＩＩ）化合物からなる組合せ物が中に含まれており、該易溶性Ｆｅ（ＩＩ）化合物が、ｐＨ７及び２５℃で１ｇ／ｌより高い水中での溶解度を有し、かつ該難溶性Ｆｅ（ＩＩ）化合物が、ｐＨ７及び２５℃で１ｇ／ｌ未満の水中での溶解度を有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項６】
前記改質された低クロム酸塩赤泥は、炭酸塩化された改質された低クロム酸塩赤泥であって、炭酸鉄（ＩＩ）の鉄酸化物に対する重量比が少なくとも１である改質された低クロム酸塩赤泥を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項７】
前記改質された低クロム酸塩赤泥は、炭酸塩化及び再水和された改質された低クロム酸塩赤泥であって、炭酸鉄（ＩＩ）の鉄酸化物に対する重量比が少なくとも１であり、かつ水酸化鉄及び酸化鉄水和物の合計の鉄酸化物に対する重量比が少なくとも１である改質された低クロム酸塩赤泥を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項８】
前記組成物が、以下の作用物質：
Ｃｒ（ＶＩ）のための更なる還元剤、
硝酸塩及び亜硝酸塩の除去のための作用物質、
有害物質を難溶性塩の形成によって除去するように構成されている作用物質、並びに、
熱処理に際して活性炭を表面上に形成する有機物質、
のうちの少なくとも１種を更に含有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項９】
前記改質された低クロム酸塩赤泥が、２ｍ２／ｇから２５０ｍ２／ｇ（ＢＥＴに従って測定）までの範囲の比表面積を有する、請求項１〜８のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１０】
前記改質された低クロム酸塩赤泥が、少なくとも４．５ｇ／ｃｍ３の比重を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１１】
前記組成物が、主として造粒物の形で存在する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１２】
前記組成物が、少なくとも部分的に表面改質を有する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１３】
前記組成物が、Ｆｅ、Ａｌ及びＺｎからなる群から選択されるＣｒ（ＶＩ）のための更なる還元剤を更に含有する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１４】
前記組成物が、尿素及び／又はアミドスルホン酸からなる群から選択される硝酸塩及び亜硝酸塩の除去のための作用物質を更に含有する、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１５】
前記組成物が、有害物質を難溶性塩の形成によって除去するように構成されているとともに、硫化物を含む作用物質を更に含有する、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１６】
前記組成物が、熱処理に際して活性炭を表面上に形成する作用物質を更に含有する、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１７】
以下の工程：
ａ）中和された赤泥を準備する工程と、
ｂ）前記赤泥に、ｐＨ７及び２５℃で１ｇ／ｌ未満の水中での溶解度を有するＣｒ（ＶＩ）のための難溶性還元剤を添加し、そして前記Ｃｒ（ＶＩ）のための難溶性還元剤と前記赤泥とを混合する工程と、
ｃ）前記赤泥中に含まれるクロム（ＶＩ）化合物を、前記Ｃｒ（ＶＩ）のための難溶性還元剤によって水性系においてクロム（ＩＩＩ）化合物へと還元することで、改質された低クロム酸塩赤泥を得る工程と、
を含む、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の組成物の製造方法であって、該方法が、ｐＨ範囲を安定化するように構成されているｐＨ緩衝系を添加することを更に含み、該ｐＨ範囲で、前記Ｃｒ（ＶＩ）のための難溶性還元剤及びＣｒ（ＩＩＩ）が、２５℃で１ｇ／ｌ未満の水中での溶解度を有する、方法。
【請求項１８】
工程ｂ）において、２５℃で１ｇ／ｌ未満の水中での溶解度を有する難溶性のＦｅ（ＩＩ）化合物を、Ｃｒ（ＶＩ）のための還元剤として添加することで、次第に次々とクロム（ＶＩ）化合物はクロム（ＩＩＩ）化合物へと還元され、それにより、更にＦｅ（ＩＩＩ）水酸化物が繰り返し形成される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
工程ｂ）において、前記難溶性のＦｅ（ＩＩ）化合物が、炭酸鉄（ＩＩ）である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
以下の工程：
ａ）中和された赤泥を準備する工程と、
ｂ）前記赤泥中に含まれる鉄（ＩＩＩ）化合物を、鉄（ＩＩ）化合物へと還元し、そして前記赤泥中に含まれるクロム（ＶＩ）化合物を、水性系においてクロム（ＩＩＩ）化合物へと還元する工程と、
ｃ）工程ｂ）で得られる鉄（ＩＩ）化合物を含有する溶液に炭酸塩化合物を添加することで、炭酸鉄（ＩＩ）が形成される工程と、
を含む、請求項４〜１６のいずれか一項に記載の組成物の製造方法であって、該方法が、ｐＨ範囲を安定化するように構成されているｐＨ緩衝系を添加することを更に含み、該ｐＨ範囲で、炭酸鉄（ＩＩ）及び生成するＣｒ（ＩＩＩ）が、２５℃で１ｇ／ｌ未満の水中での溶解度を有する、方法。
【請求項２１】
前記方法が、改質された低クロム酸塩赤泥を、４５０℃から７００℃までの範囲の温度でテンパリングすることを更に含む、請求項１７〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記方法が、改質された低クロム酸塩赤泥を、酸で処理することを更に含む、請求項１７〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記方法が、改質された低クロム酸塩赤泥を、１５０℃から３５０℃までの範囲の温度で熱処理することを更に含む、請求項１７〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記方法が、前記組成物を造粒することを更に含む、請求項１７〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
前記方法が、前記組成物を表面処理することを更に含む、請求項１７〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記方法が、以下の作用物質：
Ｃｒ（ＶＩ）のための更なる還元剤、
硝酸塩及び亜硝酸塩の除去のための作用物質、
有害物質を難溶性塩の形成によって除去するように構成されている作用物質、並びに、
熱処理に際して活性炭を表面上に形成する有機物質、
のうちの少なくとも１種を添加することを更に含む、請求項１７〜２５のいずれか一項に 記載の方法。
【請求項２７】
前記方法が、乾燥工程を更に含む、請求項１７〜２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の組成物の、吸着剤としての使用。
【請求項２９】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の組成物の、液状媒体及び／又は気体状媒体の浄化のための使用。
【請求項３０】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の組成物の、硝酸塩、亜硝酸塩、リン酸塩、重金属、多環芳香族炭化水素（ＰＡＨ）、医薬品代謝物及び病原菌からなる群からの少なくとも１つを水性系から除去するための使用。
【請求項３１】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の組成物の、細塵、有害物質及び匂い物質からなる群からの少なくとも１種の物質を、気体状の系から除去するための使用。
【請求項３２】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の組成物の、農業における使用。
【請求項３３】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の組成物の、ハロゲン不含の防炎剤としての、及び／又は消火剤としての使用。
【請求項３４】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の組成物の、建築材料における使用。
【請求項３５】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の組成物の、採掘用増量剤としての使用。
【請求項３６】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の組成物の、ジオポリマーとしての、又はジオポリマーの製造のための使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改質された低クロム酸塩赤泥を含有する組成物並びに該組成物の製造方法及び使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術から、赤泥がその大きな内部表面積に基づき吸着剤として適していることは既に知られている。
【０００３】
そのように、特許文献１から、硫化された赤泥吸収剤を用いて廃水、特に衛生廃水を処理する方法は知られている。人間及び動物のための、そして工業プロセスのための高品質の水は、有用な吸着剤としての硫化された赤泥により、工業プロセスの廃水、例えば食品技術、採鉱、輸送の廃水から重金属、有機化合物及び無機化合物等のような有害物質を除去することによって得ることができる。地表水及び地下水中の更なる天然の有害物質及び工業的有害物質には、殺虫剤、除草剤及び薬品残留物が含まれる。これらは、同様にその文献に記載される手段によって除去することができる。
【０００４】
さらに、特許文献２から、流体処理及び有害物質除去のための、赤泥又はボーキサイト残渣を含む多孔質粒状材料が知られている。有害物質には、重金属、アニオン及びガスが含まれる。
【０００５】
しかしながら、記載された従来技術で使用される改質されていない赤泥の吸着剤としての使用は、非常に問題がある。このように、例えば原材料として使用される赤泥は、バイヤー法で使用されるボーキサイトに基づいてかなりの量の、Ｃｒ（ＶＩ）及びＣｒ（ＩＩＩ）として存在し得るクロムを含有する。このクロムは、ボーキサイトの随伴物として生ずる鉱物のクロム鉄鉱に由来する。つまり赤泥を、例えば水道設備／飲料水処理の分野で重金属の固定化のための吸着剤として使用するつもりであれば、Ｃｒ（ＶＩ）の存在を排除せねばならない。それというのも、Ｃｒ（ＶＩ）は、水溶性で、毒性で、かつ発癌物質であるからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１３／０３２４１９号
【特許文献２】国際公開第２００５／０６１４０８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、本発明の課題は、従来技術の欠点を回避する、液状環境、気体状環境及び固体環境における有害物質のために繰り返し作用する長時間吸着剤として適した化学組成物及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題は、以下の態様１に記載の組成物の特徴によって、そして態様１７の特徴を有する方法によって解決される。本発明の好ましい実施形態は、従属形式に示されている。これにより、特に、液状環境、気体状環境及び固体環境における有害物質のために繰り返し作用する長時間吸着剤としての費用効果の高い化学組成物が提供される。
本発明の実施態様としては、以下の態様を挙げることができる：
《態様１》
１０重量％〜５０重量％の鉄化合物と、
１２重量％〜３５重量％のアルミニウム化合物と、
５重量％〜１７重量％のケイ素化合物と、
２重量％〜１０重量％の二酸化チタンと、
０．５重量％〜６重量％のカルシウム化合物と、
０ｐｐｍ〜１ｐｐｍのクロム（ＶＩ）化合物と、
任意に、更なる不可避の不純物と、
の無機組成を有する改質された低クロム酸塩赤泥を含有する組成物であって、該組成物が、特に前記改質された低クロム酸塩赤泥が、Ｃｒ（ＶＩ）のための難溶性還元剤を含有する、組成物。
《態様２》
前記Ｃｒ（ＶＩ）のための難溶性還元剤が、ｐＨ７及び２５℃で１ｇ／ｌ未満の、特に０．１ｇ／ｌ未満の水中での溶解度を有する、態様１に記載の組成物。
《態様３》
前記Ｃｒ（ＶＩ）のための難溶性還元剤が、難溶性Ｆｅ（ＩＩ）化合物を含む、態様１又は２に記載の組成物。
《態様４》
前記Ｃｒ（ＶＩ）のための難溶性還元剤が、炭酸鉄（ＩＩ）（ＦｅＣＯ３）を含む、態様１〜３のいずれか一項に記載の組成物。
《態様５》
易溶性Ｆｅ（ＩＩ）化合物及び難溶性Ｆｅ（ＩＩ）化合物からなる組合せ物が中に含まれている、態様１〜４のいずれか一項に記載の組成物。
《態様６》
前記改質された低クロム酸塩赤泥は、炭酸塩化された改質された低クロム酸塩赤泥であって、炭酸鉄（ＩＩ）の鉄酸化物に対する重量比が少なくとも１である改質された低クロム酸塩赤泥を含む、態様１〜５のいずれか一項に記載の組成物。
《態様７》
前記改質された低クロム酸塩赤泥は、炭酸塩化及び再水和された改質された低クロム酸塩赤泥であって、炭酸鉄（ＩＩ）の鉄酸化物に対する重量比が少なくとも１であり、かつ水酸化鉄及び酸化鉄水和物の合計の鉄酸化物に対する重量比が少なくとも１である改質された低クロム酸塩赤泥を含む、態様１〜６のいずれか一項に記載の組成物。
《態様８》
前記組成物が、前記Ｃｒ（ＶＩ）のための難溶性還元剤及びそのＣｒ（ＶＩ）から生成するＣｒ（ＩＩＩ）が低い溶解度、特に２５℃で１ｇ／ｌ未満の水中での溶解度を有するｐＨ範囲が安定化されるように構成されているｐＨ緩衝系を更に含む、態様１〜７のいずれか一項に記載の組成物。
《態様９》
前記改質された低クロム酸塩赤泥が、２ｍ２／ｇから２５０ｍ２／ｇ（ＢＥＴに従って測定）までの範囲の、特に１０ｍ２／ｇから２００ｍ２／ｇ（ＢＥＴに従って測定）までの範囲の比表面積を有する、態様１〜８のいずれか一項に記載の組成物。
《態様１０》
前記改質された低クロム酸塩赤泥が、少なくとも４．５ｇ／ｃｍ３の、特に少なくとも５ｇ／ｃｍ３の、特に少なくとも５．３ｇ／ｃｍ３の比重を有する、態様１〜９のいずれか一項に記載の組成物。
《態様１１》
前記組成物、特に前記改質された低クロム酸塩赤泥が、主として造粒物の形で存在する、態様１〜１０のいずれか一項に記載の組成物。
《態様１２》
前記組成物、特に前記改質された低クロム酸塩赤泥が、少なくとも部分的に表面改質を有する、特に少なくとも部分的に表面被覆が設けられている、態様１〜１１のいずれか一項に記載の組成物。
《態様１３》
前記組成物が、特にＦｅ、Ａｌ及びＺｎからなる群から選択され、好ましくは微細分された形で存在する、Ｃｒ（ＶＩ）のための更なる還元剤を更に含有する、態様１〜１２のいずれか一項に記載の組成物。
《態様１４》
前記組成物が、特に尿素及び／又はアミドスルホン酸からなる群から選択される硝酸塩及び亜硝酸塩の除去のための作用物質を更に含有する、態様１〜１３のいずれか一項に記載の組成物。
《態様１５》
前記組成物が、有害物質、特に重金属を難溶性塩の形成によって除去するように構成されているとともに、特に硫化物を含む作用物質を更に含有する、態様１〜１４のいずれか一項に記載の組成物。
《態様１６》
前記組成物が、作用物質、特に熱処理に際して活性炭を表面上に形成する有機物質を更に含有する、態様１〜１５のいずれか一項に記載の組成物。
《態様１７》
以下の工程：
ａ）中和された赤泥を準備する工程と、
ｂ）前記赤泥にＣｒ（ＶＩ）のための難溶性還元剤を添加し、そして前記Ｃｒ（ＶＩ）のための難溶性還元剤と前記赤泥とを混合する工程と、
ｃ）前記赤泥中に含まれるクロム（ＶＩ）化合物を、前記Ｃｒ（ＶＩ）のための難溶性還元剤によって水性系においてクロム（ＩＩＩ）化合物へと還元することで、改質された低クロム酸塩赤泥を得る工程と、
を含む、態様１〜１６のいずれか一項に記載の組成物の製造方法。
《態様１８》
工程ｂ）において、難溶性のＦｅ（ＩＩ）化合物、特に炭酸鉄（ＩＩ）を、Ｃｒ（ＶＩ）のための還元剤として添加することで、次第に次々とクロム（ＶＩ）化合物はクロム（ＩＩＩ）化合物へと還元され、それにより、更にＦｅ（ＩＩＩ）水酸化物が繰り返し形成される、態様１７に記載の方法。
《態様１９》
以下の工程：
ａ）中和された赤泥を準備する工程と、
ｂ）前記赤泥中に含まれる鉄（ＩＩＩ）化合物を、鉄（ＩＩ）化合物へと還元し、そして前記赤泥中に含まれるクロム（ＶＩ）化合物を、水性系においてクロム（ＩＩＩ）化合物へと還元する工程と、
ｃ）工程ｂ）で得られる鉄（ＩＩ）化合物を含有する溶液に炭酸塩化合物を添加することで、炭酸鉄（ＩＩ）が形成される工程と、
を含む、態様４〜１６のいずれか一項に記載の組成物の製造方法。
《態様２０》
前記方法が、水溶液中での鉄（ＩＩ）化合物の鉄（ＩＩＩ）化合物への酸化により再水和することを更に含む、態様１７〜１９のいずれか一項に記載の方法。
《態様２１》
前記方法が、改質された低クロム酸塩赤泥を、４５０℃から７００℃までの範囲の温度でテンパリングすることを更に含む、態様１７〜２０のいずれか一項に記載の方法。
《態様２２》
前記方法が、改質された低クロム酸塩赤泥を、酸で処理することを更に含む、態様１７〜２１のいずれか一項に記載の方法。
《態様２３》
前記方法が、改質された低クロム酸塩赤泥を、１５０℃から３５０℃までの範囲の温度で熱処理することを更に含む、態様１７〜２２のいずれか一項に記載の方法。
《態様２４》
前記方法が、前記組成物、特に改質された低クロム酸塩赤泥を造粒することを更に含む、態様１７〜２３のいずれか一項に記載の方法。
《態様２５》
前記方法が、前記組成物、特に改質された低クロム酸塩赤泥を表面処理、特に表面被覆することを更に含む、態様１７〜２４のいずれか一項に記載の方法。
《態様２６》
前記方法が、以下の作用物質：
特にＦｅ、Ａｌ及びＺｎからなる群から選択されるＣｒ（ＶＩ）のための更なる還元剤、
特に尿素及び／又はアミドスルホン酸からなる群から選択される硝酸塩及び亜硝酸塩の除去のための作用物質、
有害物質、特に重金属を難溶性塩の形成によって除去するように構成されているとともに、特に硫化物を含む作用物質、並びに、
熱処理に際して活性炭を表面上に形成する有機物質、
のうちの少なくとも１種を添加することを更に含む、態様１７〜２５のいずれか一項に記載の方法。
《態様２７》
前記方法が、特に本質的に非酸化性雰囲気中での、例えば不活性ガス下での乾燥工程を更に含む、態様１７〜２６のいずれか一項に記載の方法。
《態様２８》
態様１〜１６のいずれか一項に記載の組成物の、吸着剤、特に繰り返し作用する長時間吸着剤としての使用。
《態様２９》
態様１〜１６のいずれか一項に記載の組成物の、液状媒体及び／又は気体状媒体の浄化のための、特に水の浄化若しくは水処理のための、及び／又は空気の浄化のための使用。
《態様３０》
態様１〜１６のいずれか一項に記載の組成物の、硝酸塩、亜硝酸塩、リン酸塩、重金属、多環芳香族炭化水素（ＰＡＨ）、医薬品代謝物及び病原菌からなる群からの少なくとも１つを水性系から除去するための使用。
《態様３１》
態様１〜１６のいずれか一項に記載の組成物の、細塵、有害物質及び匂い物質からなる群からの少なくとも１種の物質を、気体状の系から除去するための使用。
《態様３２》
態様１〜１６のいずれか一項に記載の組成物の、農業における、特に成長促進のための、及び／又は土壌改善剤としての、若しくは土壌解毒のための使用。
《態様３３》
態様１〜１６のいずれか一項に記載の組成物の、ハロゲン不含の防炎剤としての、及び／又は特に野火のための、例えば森林火災若しくは泥炭火災のための消火剤としての使用。
《態様３４》
態様１〜１６のいずれか一項に記載の組成物の、建築材料における、特に以下：
防炎のため、
断熱のため、
蓄熱のため、
防音のため、
放射線及び／又は電磁線の遮蔽又は減衰のため、
のうちの少なくとも１つのための使用。
《態様３５》
態様１〜１６のいずれか一項に記載の組成物の、採掘用増量剤としての使用。
《態様３６》
態様１〜１６のいずれか一項に記載の組成物の、ジオポリマーとしての、又は特にカリウム水ガラスを用いたジオポリマーの製造のための使用。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、「〜を含む」又は「〜を有する」という表現に関しては、特に「本質的に〜からなる」及び「〜からなる」という表現も含意するものとする。さらに、示される方法では、特に、示される順序も要求される。
【００１０】
本発明によれば、
１０重量％〜５０重量％の鉄化合物と、
１２重量％〜３５重量％のアルミニウム化合物と、
５重量％〜１７重量％のケイ素化合物と、
２重量％〜１０重量％の二酸化チタンと、
０．５重量％〜６重量％のカルシウム化合物と、
０ｐｐｍ〜１ｐｐｍのクロム（ＶＩ）化合物と、
任意に、更なる不可避の不純物と、
の無機組成を有する改質された低クロム酸塩赤泥を含有する組成物であって、該組成物が、特に改質された低クロム酸塩赤泥が、Ｃｒ（ＶＩ）のための難溶性還元剤を含有する、組成物が提供される。
【００１１】
本発明の発明者らは、Ｃｒ（ＶＩ）のための難溶性還元剤によって、改質された赤泥、又はこの赤泥を含有する組成物におけるＣｒ（ＩＩＩ）からＣｒ（ＶＩ）への（再）酸化を、持続的に防ぐことができることを特に見出した。理論に拘束されることを望むものではないが、本発明の発明者らは、その難溶性に基づいて、低いパーセント割合の還元剤だけが反応性形で（例えば、溶解形のイオンとして）存在する一方で、大部分の還元剤が即時的に反応性でない形で（例えば、固体として）存在するため、長い期間にわたって（又は持続的に）改質された赤泥又は本発明による組成物におけるＣｒ（ＩＩＩ）からＣｒ（ＶＩ）への（再）酸化を防ぐことができる、いわば還元剤のデポ剤が存在することによって、そのことが可能となることから出発している。還元剤の難溶性に基づいて、特に、Ｃｒ（ＩＩＩ）からＣｒ（ＶＩ）への（再）酸化を防ぐために必要な量の還元剤だけがちょうど反応性形で存在し、必要に応じて（例えば、酸化により反応性形の還元剤が消費された場合に）、平衡移動により反応性形が、即時的に反応性でない形から自発的に再形成され得ることが可能であってよい。
【００１２】
したがって、本発明による組成物が使用されるあらゆる用途において、クロム（ＶＩ）と接触する危険性又はそれが取り込まれる危険性は、ほぼ排除されている。この事実は、あまり高く評価することはできない。それというのも、本発明による組成物が上述の用途において使用されて初めて、赤泥から製造される製品を経済循環において使用することができるようにすることが可能であるからである。さらに、赤泥（ＲＭ）から工業的に使用することができる材料を作製するというこれまでのあらゆる試みは失敗に終わっている。それというのも、通常のＲＭが使用されると、その中に含まれる全ての有害物質が常に生物圏／岩石圏に達する（達し得る）からである。さらに、慣用の赤泥から製造された材料は、法律で定められた限界（ＴＡ  Ｗａｓｓｅｒ（水質汚染防止に関する技術指針）／ＴＡ  Ｌｕｆｔ（大気汚染防止に関する技術指針）の最高値；飲料水指令）の点で決まって失敗に終わっている。オーストラリアの農場におけるＢａｕｘｏｌ事件がその例である。また、これまで建築材料の成分として赤泥を使用することの妨げになっていたのは、「セメント湿疹」と呼ばれる様々なクロム酸塩壊死に関係する職業病である。
【００１３】
特に、本発明による組成物は、０．７５ｐｐｍ未満の、特に０．５ｐｐｍ未満の、特に０．２５ｐｐｍ未満の、特に０．１ｐｐｍ未満の、特に０．０５ｐｐｍ未満の、特に０．０２ｐｐｍ未満の、特に０．０１ｐｐｍ未満の含量のクロム（ＶＩ）化合物を含む改質された低クロム酸塩赤泥を有し得る。
【００１４】
本発明の好ましい一実施形態は、Ｃｒ（ＶＩ）のための難溶性還元剤が、ｐＨ７及び２５℃で１ｇ／ｌ未満の、特に０．５ｇ／ｌ未満の、特に０．１ｇ／ｌ未満の水中での溶解度を有することを規定している。これによって、上記の効果は、還元剤の難溶性に基づいて、特に効果的に利用することができる。
【００１５】
本発明の更なる好ましい実施形態は、Ｃｒ（ＶＩ）のための難溶性還元剤が、難溶性Ｆｅ（ＩＩ）化合物を含むことを規定している。これにより、例えば、追加的な（すなわち、元々は存在しない）種類のカチオンを更に組成物中に導入しない、特に費用効果の高い還元剤が提供され得る。さらに、これにより、Ｃｒ（ＶＩ）のための特に効果的な酸化還元系、すなわちＦｅ（ＩＩ）／Ｆｅ（ＩＩＩ）を提供することができる。
【００１６】
電気化学列におけるその位置に基づき、以下の式に従って、酸化還元系Ｆｅ（ＩＩ）／Ｆｅ（ＩＩＩ）は、Ｃｒ（ＶＩ）をほぼ完全に（定量的に）Ｃｒ（ＩＩＩ）へと還元し、そのＣｒ（ＩＩＩ）は引き続き、例えば混合型のＦｅ−Ｃｒ−水酸化物／酸化物水和物として沈殿する。
【００１７】
Ｆｅ２＋→Ｆｅ３＋＋１ｅ−    Ｅ（ｏ）＝０．７７Ｖ
又は
Ｃｒ２Ｏ７２−＋１４Ｈ＋＋６ｅ−→２Ｃｒ３＋＋７Ｈ２Ｏ    Ｅ（ｏ）＝１．２３２Ｖ
又は
ＨＣｒＯ４−＋７Ｈ＋＋３ｅ−→Ｃｒ３＋＋４Ｈ２Ｏ    Ｅ（ｏ）＝１．３５０Ｖ
【００１８】
したがって、Ｃｒ（ＶＩ）は、せいぜい、わずか検出限界の範囲でのみ存在するにすぎない。つまり、例えばＦｅ（ＩＩ）イオンが過剰に存在する限りは、Ｃｒ（ＶＩ）は存在し得ない。この驚くべき知見により初めて、水中、空気中、そして固体領域中の有害物質の吸着／固定化の分野において、例えば農業用途で、そして全建築分野において、クロム（ＶＩ）を最小限に減らすことに向けて努力せねばならない場合に、本発明による組成物を使用することが可能となる。
【００１９】
好ましくは、本発明の一実施形態は、Ｃｒ（ＶＩ）のための難溶性還元剤が、炭酸鉄（ＩＩ）（Ｆｅ２ＣＯ３、シデライト）を含むことを規定しており、これは、特により簡単に、かつより費用効果高く提供することができ、ｐＨ７及び２５℃において特に好ましい水中での溶解度（難溶性）を有する。
【００２０】
本発明による組成物のもう一つの好ましい実施形態は、その組成物中に易溶性のＦｅ（ＩＩ）化合物及び難溶性のＦｅ（ＩＩ）化合物が含まれていることを規定しており、ここで、易溶性のＦｅ（ＩＩ）化合物とは、特にｐＨ７及び２５℃で１ｇ／ｌより高い、特に５ｇ／ｌより高い、特に１０ｇ／ｌより高い水中での溶解度を有するＦｅ（ＩＩ）化合物を表すことができ、かつ難溶性のＦｅ（ＩＩ）化合物とは、特にｐＨ７及び２５℃で１ｇ／ｌ未満の、特に０．５ｇ／ｌ未満の、特に０．１ｇ／ｌ未満の水中での溶解度を有するＦｅ（ＩＩ）化合物を表すことができる。
【００２１】
本発明の更なる好ましい実施形態は、改質された低クロム酸塩赤泥が、炭酸塩化された改質された低クロム酸塩赤泥であって、炭酸鉄（ＩＩ）の鉄酸化物に対する重量比が少なくとも１、特に少なくとも１．５、特に少なくとも２である改質された低クロム酸塩赤泥を含むことを規定している。これにより特に、とりわけ費用効果高く製造することができる改質されたクロム酸塩不含赤泥であって、さらに上記組成物の多くの使用のために特に好ましい特性を有する赤泥が使用され得る。
【００２２】
本発明の更なる好ましい実施形態は、改質された低クロム酸塩赤泥が、炭酸塩化及び再水和された改質された低クロム酸塩赤泥であって、炭酸鉄（ＩＩ）の鉄酸化物に対する重量比が少なくとも１、特に少なくとも１．５、特に少なくとも２であり、かつ水酸化鉄及び酸化鉄水和物の合計の鉄酸化物に対する重量比が少なくとも１、特に少なくとも１．５、特に少なくとも２である改質された低クロム酸塩赤泥を含むことを規定している。またこれにより特に、とりわけ費用効果高く製造することができる改質されたクロム酸塩不含赤泥であって、さらに上記組成物の多くの使用のために特に好ましい特性、例えば広い温度範囲にわたる難燃作用を有する改質されたクロム酸塩不含赤泥を使用することができる。
【００２３】
本発明の更なる好ましい一実施形態は、上記組成物が、Ｃｒ（ＶＩ）のための難溶性還元剤及びそのＣｒ（ＶＩ）から生成するＣｒ（ＩＩＩ）が低い溶解度、特に２５℃で１ｇ／ｌ未満の、特に０．５ｇ／ｌ未満の、特に０．１ｇ／ｌ未満の水中での溶解度を有するｐＨ範囲を安定化するように構成されているｐＨ緩衝系を含むことを規定している。これによって、上記の効果を、還元剤の難溶性に基づいて、特に効果的に利用することができ、さらに生成されたＣｒ（ＩＩＩ）化合物の難溶性に基づき、Ｃｒ（ＩＩＩ）からＣｒ（ＶＩ）への（再）酸化を、更に困難にすることができる。特に上記のｐＨ緩衝系が、ｐＨ５からｐＨ１０までの範囲の、特にｐＨ６からｐＨ９までの範囲のｐＨ値を安定化するように（又はほぼ一定に保つように）構成されていることが好ましいことがある。
【００２４】
本発明の更なる好ましい実施形態は、上記改質された低クロム酸塩赤泥が、２ｍ２／ｇから２５０ｍ２／ｇ（ＢＥＴに従って測定）までの範囲の、特に１０ｍ２／ｇから２００ｍ２／ｇ（ＢＥＴに従って測定）までの範囲の比表面積を有することを規定している。これにより、上記改質された低クロム酸塩赤泥は、例えば特に好ましくは、例えば液状媒体又は気体状媒体の浄化に際して吸着剤として使用するために好適であり得る。
【００２５】
本発明の更なる好ましい実施形態は、上記改質された低クロム酸塩赤泥が、少なくとも４．５ｇ／ｃｍ３の、特に少なくとも５ｇ／ｃｍ３の、特に少なくとも５．３ｇ／ｃｍ３の比重を有することを規定している。これにより、上記改質された低クロム酸塩赤泥は、例えば特に好ましくは、放射線及び／又は電磁線の遮蔽若しくは減衰のために、又は掘削用増量剤として使用するために好適であり得る。
【００２６】
本発明の更なる好ましい実施形態は、上記組成物、特に上記改質された低クロム酸塩赤泥が、主として造粒物の形で存在することを規定している。本発明による組成物の造粒は、特別な用途のためには、更なる添加剤を用いて行うこともでき、例えば硝酸塩還元の他にも同時に亜硝酸塩を分解するためには、尿素及び／又はアミノスルホン酸を用いて行うこともできる。本発明による組成物を任意の適切な成形体、例えば造粒物に変換することによって、消費者には、例えば吸着の分野における、農業における、又は特に野火のための、例えば森林火災若しくは泥炭火災のための消火剤としての多数の用途のために非常に取り扱いやすい製品が提供される。
【００２７】
本発明の更なる好ましい実施形態は、上記組成物、特に改質された低クロム酸塩赤泥が、少なくとも部分的に表面改質を有する、特に少なくとも部分的に表面被覆が設けられていることを規定している。これにより、上記改質された低クロム酸塩赤泥は、例えば吸着剤としての多数の用途のために、特に好ましくは改質され得る。
【００２８】
本発明の更なる好ましい実施形態は、上記組成物が、特にＦｅ、Ａｌ及びＺｎからなる群から選択され、そして好ましくは微細分された形で存在する、Ｃｒ（ＶＩ）のための更なる還元剤を更に含有することを規定している。これにより、特に素早くかつ効果的にＣｒ（ＶＩ）をＣｒ（ＩＩＩ）へと還元することができるか、さもなくば又は硝酸塩を亜硝酸塩へと還元することもできる特に素早く作用する酸化還元系が提供され得る。
【００２９】
超微細な鉄粉、亜鉛粉又は火薬用アルミ粉の添加によって、以下の式：
Ａｌ→Ａｌ＋＋３ｅ−    Ｅ（ｏ）＝−１．６６２Ｖ
Ｆｅ→Ｆｅ２＋＋２ｅ−    Ｅ（ｏ）＝−０．４４７Ｖ
Ｆｅ→Ｆｅ３＋＋３ｅ−    Ｅ（ｏ）＝−０．０３７Ｖ
Ｚｎ→Ｚｎ２＋＋２ｅ−    Ｅ（ｏ）＝−０．７６Ｖ
に従って、それぞれ１種のＣｒ（ＶＩ）からＣｒ（ＩＩＩ）への適切な酸化還元系が生成する。この場合に生ずることがあるガス発生（例えばＨ２）は、そのうえ、本発明による組成物の多孔度の増大のために、したがって内部表面積の増大のために利用することができる。
【００３０】
本発明の更なる好ましい実施形態は、上記組成物が、特に尿素及び／又はアミドスルホン酸からなる群から選択される硝酸塩及び亜硝酸塩の除去のための作用物質を更に含有することを規定している。これにより、上記改質された低クロム酸塩赤泥は、例えば特に好ましくは、水の浄化のために、又は水処理のために好適であり得る。
【００３１】
本発明の更なる好ましい実施形態は、上記組成物が、有害物質、特に重金属を難溶性塩の形成によって除去するように構成されているとともに、特に硫化物を含む作用物質を更に含有することを規定している。これにより、上記改質された低クロム酸塩赤泥は、例えば特に好ましくは、アニオン及び／又はカチオンの選択的な吸着（例えば、重金属、例えばカドミウムを、硫化物によってＣｄＳとして固定化しつつ）のために好適であり得る。
【００３２】
本発明の更なる好ましい実施形態は、上記組成物が、作用物質、特に熱処理に際して活性炭を表面上に形成する有機物質を更に含有することを規定している。この場合に、上記組成物の一次粒子上に活性炭被覆が形成され、それらを医薬品、除草剤、ホルモン等の吸着に用いることができる。
【００３３】
本発明による組成物の製造のための本発明による方法は、以下の工程：
ａ）（好ましくは中和された）赤泥を、好ましくは洗浄された形で又は中性のｐＨ範囲で準備する工程と、
ｂ）上記赤泥にＣｒ（ＶＩ）のための難溶性還元剤を添加し、そしてＣｒ（ＶＩ）のための難溶性還元剤と赤泥とを混合する工程と、
ｃ）上記赤泥中に含まれるクロム（ＶＩ）化合物を、Ｃｒ（ＶＩ）のための難溶性還元剤によって水性系においてクロム（ＩＩＩ）化合物へと還元することで、改質された低クロム酸塩赤泥を得る工程と、
を含む。
【００３４】
本方法の好ましい一実施形態は、工程ｂ）において、難溶性のＦｅ（ＩＩ）化合物、特に炭酸鉄（ＩＩ）を、Ｃｒ（ＶＩ）のための還元剤として添加することで、次第に次々とクロム（ＶＩ）化合物はクロム（ＩＩＩ）化合物へと還元され、それにより、さらにＦｅ（ＩＩＩ）水酸化物／酸化物水和物が繰り返し形成されることを規定している。
【００３５】
本発明による組成物の製造のための更なる本発明による方法は、以下の工程：
ａ）（好ましくは中和された）赤泥を、好ましくは洗浄された形で又は中性のｐＨ範囲で準備する工程と、
ｂ）上記赤泥中に含まれる鉄（ＩＩＩ）化合物を、鉄（ＩＩ）化合物へと還元し、そして該赤泥中に含まれるクロム（ＶＩ）化合物を、水性系においてクロム（ＩＩＩ）化合物へと還元する工程と、
ｃ）工程ｂ）で得られる鉄（ＩＩ）化合物を含有する溶液に炭酸塩化合物を添加することで、炭酸鉄（ＩＩ）が形成され、それにより、例えばクロム（ＩＩＩ）のクロム（ＶＩ）への再酸化が妨げられ得る工程と、
を含む。
【００３６】
これにより、例えば特に好ましくは、炭酸塩化された改質された低クロム酸塩赤泥を含む組成物を得ることができる。
【００３７】
さらに、本方法の好ましい一実施形態は、水溶液中での鉄（ＩＩ）化合物の鉄（ＩＩＩ）化合物への酸化による再水和を規定している。これにより、例えば特に好ましくは、炭酸塩化及び再水和された改質された低クロム酸塩赤泥を含む組成物を得ることができる。
【００３８】
さらに、本方法の更なる好ましい実施形態は、上記改質された低クロム酸塩赤泥を、４５０℃から７００℃までの範囲の温度でテンパリングすることを規定している。熱的活性化によって、内部表面積及び／又は密度を増加させることができ、それどころか場合によりマグネタイトを生成することができる。しかしながらこの場合に、残留ＡＴＨをＡｌ２Ｏ３へと分解することによって、又は内部表面積を低減し得る焼結過程（７００℃以上）を使用することによって限界値を遵守するべきである。
【００３９】
さらに、本方法の更なる好ましい実施形態は、上記改質された低クロム酸塩赤泥を、酸により処理することを規定している。赤泥を酸により処理することによる酸性活性化は、好ましくは、ソーダライト、水酸化物及び炭酸塩等の除去によって内部表面積を増大させるために実施することができる。この場合に、個々の赤泥成分の溶解度によって限界値が定められる。
【００４０】
さらに、本方法の更なる好ましい実施形態は、上記改質された低クロム酸塩赤泥を、１５０℃から３５０℃までの範囲の温度で熱処理することを規定している。これによって、組成物の比重を高めることができる。
【００４１】
さらに、本方法の更なる好ましい実施形態は、上記組成物、特に改質された低クロム酸塩赤泥を造粒することを規定している。これによって、上記組成物は、例えば消費者にとって非常に取り扱いやすい、例えば吸着の分野における、農業における、又は特に野火のための、例えば森林火災若しくは泥炭火災のための消火剤としての多数の用途のために特に好適であり得る形に導くことができる。
【００４２】
さらに、本方法の更なる好ましい実施形態は、上記組成物、特に改質された低クロム酸塩赤泥を表面処理、特に表面被覆することを規定している。
【００４３】
これにより、上記改質された低クロム酸塩赤泥は、例えば吸着剤としての多数の用途のために、特に好ましく改質され得る。
【００４４】
さらに、本方法の更なる好ましい実施形態は、以下の作用物質：
特にＦｅ、Ａｌ及びＺｎからなる群から選択されるＣｒ（ＶＩ）のための更なる還元剤、
特に尿素及び／又はアミドスルホン酸からなる群から選択される硝酸塩及び亜硝酸塩の除去のための作用物質、
有害物質、特に重金属を難溶性塩の形成によって除去するように構成されているとともに、特に硫化物を含む作用物質、並びに、
熱処理に際して活性炭を表面上に形成する有機物質、
のうちの少なくとも１つを添加することを規定している。
【００４５】
さらに、本方法の更なる好ましい実施形態は、特に本質的に非酸化性雰囲気中での、例えば不活性ガス下での乾燥工程を規定している。これによって、例えば、特に十分に貯蔵可能な組成物を得ることができ、該組成物は、このために追加的に好ましくは気密に及び／又は不活性ガス下で若しくは真空状態で包装されている。
【００４６】
本発明による本発明の一実施形態は、本発明による組成物を、吸着剤として、特に繰り返し作用する長時間吸着剤として使用することを規定している。
【００４７】
さらに、本発明の好ましい一実施形態は、本発明による組成物を、液状媒体及び／又は気体状媒体の浄化のために、特に水の浄化若しくは水処理のために、及び／又は空気の浄化のために使用することを規定している。この場合に、本発明による組成物は、硝酸塩、亜硝酸塩、リン酸塩、重金属、多環芳香族炭化水素（ＰＡＨ）、医薬品代謝物及び病原菌からなる群からの少なくとも１つを水性系から除去するために使用することができる。さらに、本発明による組成物は、細塵、有害物質及び匂い物質からなる群からの少なくとも１種の物質を、気体状の系から除去するために使用することができる。
【００４８】
さらに、本発明の好ましい一実施形態は、本発明による組成物を、農業において、特に成長促進のために、及び／又は土壌改善剤として若しくは土壌解毒のために使用することを規定している。
【００４９】
さらに、本発明の好ましい一実施形態は、本発明による組成物を、ハロゲン不含の防炎剤として、及び／又は特に野火のための、例えば森林火災若しくは泥炭火災のための消火剤として使用することを規定している。本発明による組成物が、野火、例えば森林における野火のための防炎剤として使用される場合には、本発明による組成物中に含まれる酸化還元系及びＣｒ（ＶＩ）又は重金属等の有害物質に対する吸着能力により、これらの有害物質が生物圏へと取り込まれることが妨げられる。したがって、本発明による組成物は、火災の効果的な消火後に火災が起こった場所に残留し得る。本組成物は、それどころか、田畑、森林、湿原及びステップにおける二次植生のための促進剤／生長剤として作用する。さらに、本発明による組成物によって、火災が起こった直後に土壌表土の風食は最小限となる。それにより初めて、費用効果高く、かつ自然環境を損なわず、生物学的−環境工学的に有益な、大面積で使用可能な消火剤が得られる。
【００５０】
さらに、本発明の好ましい一実施形態は、本発明による組成物を、建築材料において、特に以下：
防炎のため、
断熱のため、
蓄熱のため、
防音のため、
放射線及び／又は電磁線の遮蔽又は減衰のため、
のうちの少なくとも１つのために使用することを規定している。
【００５１】
さらに、本発明の好ましい一実施形態は、本発明による組成物を、掘削用増量剤として使用することを規定している。これまで、重晶石（硫酸バリウム、粉砕物）をベースとする掘削用増量剤には、水銀、ウラン又はトリウム等の危険な重金属の固有含分によって、同増量剤を掘削技術／フラッキングで使用することに対して重要な反対論が挙げられていた。本発明による組成物を用いて、そして引き続いてのレオロジー、チキソトロピー及び分離可能性の制御のための考えられる多様な表面被覆を行うことによって、環境上の脅威、例えば環境（地下水層位）の汚染が十分に回避される。それというのも、本発明による物質は、一方で、飲料水指令の基準を満たし、その限界値を下回っており、実際の掘削過程を通して掘削周囲に放出されるあらゆる有害物質（掘削により可動化した重金属）を、持続的に吸着し、固定化し、それにより生物による可使性が取り除かれるからである。それにより、あらゆる「フラッキング反対者」及び「環境活動家」のこれまでの重大な環境関連の議論は食い止められる。それにより、従来の掘削技術でこれまで達成することができなかった環境保護の状態がもたらされている。
【００５２】
さらに、本発明の好ましい実施形態は、本発明による組成物を、ジオポリマーとして、又は特にカリウム水ガラスを用いたジオポリマーの製造のために使用することを規定している。有害物質で汚染された使用済みの吸着剤は、「二次採掘」に際して原材料の資源として（例えば、１ＭのＨＮＯ３又は１ＭのＮａＯＨによる抽出）、又はジオポリマーの形における最終処分／鉱坑填充において再使用／最終使用することができる。そのときに、ジオポリマー中には、吸着された有害物質は持続的に固定化されている。
【００５３】
以下で発明の詳細な説明において、好ましい実施例に基づき、本発明を改善する更なる措置をより詳細に表す。しかしながら、これらの実施例は、特に特許請求の範囲で詳説される発明に何らかの限定を課すものとは決して解釈されるべきではない。
【００５４】
本発明による組成物は、３つの必須の特性を特徴としている。
【００５５】
１）本発明による組成物は、大きな内部（ＢＥＴ）表面積を有する。この事実に基づき、物質が吸着される。それらの物質は、主として物理力によって表面に結合される。
【００５６】
２）本発明による組成物は重く、その密度は、テンパリングによって５．３ｇ／ｃｍ３より高い値にまで高めることができる。防音等の建築技術、放射線防護、掘削技術、重量コンクリート及びＥＭＰ用途における多数の用途のためには、例えばマグネタイトの意図的な形成が不可欠である。
【００５７】
３）本発明による組成物は、その化学組成（アルミニウム水酸化物／酸化物水和物及び鉄水酸化物／酸化物水和物）に基づいて、Ａｌ（ＩＩＩ）イオン及びＦｅ（ＩＩＩ）イオンを含有する。これらのカチオンは、特定のアニオンを、これらの溶解度に基づき、難溶性塩として沈殿させる。これには、リン酸アルミニウム及びリン酸鉄が該当する。この事実は、こうして、例えばリン酸塩によって引き起こされる富栄養化が回避されるため（洗浄剤用の「ビルダー」系としての、例えば洗剤中のリン酸塩の禁止令を参照）大変重要である。
【００５８】
高すぎるリン酸塩含量によって、地表水は栄養過多となる。大規模な増殖が起こり、それに引き続いて死滅が起こることによって、酸素含量が低減され、「よどんだ」水が生ずる。反対に今後は、リン酸塩の埋蔵量が世界的に減少し（「２０１３年のピーク・リン」）、そしてリン化合物／リン酸塩は、置き換えることができない不可欠の植物肥料であるため、法制化によりリン酸塩は回収されることになるであろう。
【００５９】
本発明によれば、上記組成物は、赤泥の炭酸塩化に際して生ずる炭酸鉄（ＩＩ）を含有し得る。炭酸鉄（ＩＩ）が存在するとともに、本発明による組成物中には鉄（ＩＩ）イオンも存在する。シデライトは、６．７×１０−３％の溶解度を有する。したがって、いつでも水１リットル当たりに６７ｐｐｍの炭酸鉄（ＩＩ）が溶解されている。
【００６０】
したがって、本発明による組成物中には、Ａｌ（ＩＩＩ）イオン、Ｆｅ（ＩＩＩ）イオン及びＦｅ（ＩＩ）イオンが存在する。最後の２つは、酸化還元系を形成する。
【００６１】
Ｆｅ（ＩＩ）→Ｆｅ（ＩＩＩ）＋１ｅ    Ｅｏ＝０．７７ｅＶ
【００６２】
本発明による組成物中に酸化還元系が存在することで、全く新しい種類の還元、沈殿及び／又は吸着が可能となる。酸化還元反応は、電気化学列の規則（ネルンスト則）に従う。それに基づいて、より高い方の電子ポテンシャルを有する全ての物質は還元され、より低い方の電子ポテンシャルを有する全ての物質は酸化され得る。還元の場合にはＦｅ（ＩＩ）はＦｅ（ＩＩＩ）に移行し、酸化の場合にはＦｅ（ＩＩＩ）はＦｅ（ＩＩ）に移行する。
【００６３】
この事実は、例えば水処理における、本発明による組成物中での使用についての根底を成すものである。未洗浄の赤泥は、一部では、Ｃｒ（ＩＩＩ）としてもＣｒ（ＶＩ）としても存在し得る、かなりの量のクロムを含有する。Ｃｒ（ＶＩ）は、高毒性であり、発癌性がある。Ｃｒ（ＶＩ）は、２０１２年の飲料水指令によれば、０．０５ｐｐｍ未満の限界濃度でしか存在してはならない。１．３５０ｅＶの酸化還元電位は、Ｆｅ（ＩＩ）／Ｆｅ（ＩＩＩ）の酸化還元電位（０．７７０ｅＶ）を大幅に上回るので、Ｆｅ（ＩＩ）は、Ｃｒ（ＶＩ）をＣｒ（ＩＩＩ）へと還元する。さらに、Ｃｒ（ＩＩＩ）は、７から８の間のｐＨで難溶性のＣｒの水酸化物水和物として沈殿するか、又はＦｅ（ＩＩＩ）の水酸化物水和物と一緒に難溶性の混合水酸化物水和物を形成し得る。炭酸鉄（ＩＩ）相が存在することで、したがって、Ｃｒ（ＶＩ）が一切存在し得ず、Ｃｒ（ＩＩＩ）が沈殿されることが保証される。したがって、本発明による組成物は、飲料水指令に対応して安全な、還元、沈殿及び吸着によって作用し得る浄化剤／吸着剤となる。
【００６４】
Ｆｅ（ＩＩ）イオン、Ｆｅ（ＩＩＩ）イオン及びＡｌ（ＩＩＩ）イオンは、溶解度積に従って、平衡状態においてシデライト、鉄水酸化物／酸化物水和物又はアルミニウム水酸化物／酸化物水和物の相から、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｆｅ（ＩＩＩ）又はＡｌ（ＩＩＩ）が消費されたときに再形成される。
【００６５】
この事実は、驚くべきことに、吸着のために極めて重要な結果をもたらす。Ｆｅ（ＩＩ）が別の物質を還元する場合に、Ｆｅ（ＩＩ）はＦｅ（ＩＩＩ）へと酸化され、水性系中で水酸化鉄（ＩＩＩ）を形成し、その水酸化物はさし当たり、相応して高い吸着力を有する或る種の粘液として沈殿する。こうして新たに（「ｉｎ  ｓｉｔｕで」）生成する吸着剤は、やはりまたしても吸着を示し得る。吸着された物質は、再び還元される場合があり、ここで改めて、再び吸着を示す更なる吸着剤が形成される等する。言い換えれば、Ｆｅ（ＩＩ）源が存在し、かつ相応の酸化還元過程が行われる間にわたって作用を有する繰り返しの長時間吸着剤又は吸着デポ剤が存在する。
【００６６】
この上記の繰り返しのプロセスは、本発明の中心的要素である。それというのも、そのプロセスは、呈示される本発明による組成物の効率を大いに高め、そして例えば吸着における使用幅が、大いに拡がるからである。
【００６７】
更なる発見は、赤泥に更なる化学的改質が行われ得ることにある。鉄金属、アルミニウム金属及び亜鉛金属を、粉末、削り屑又は細粒として、好ましくは微細分された形で、例えば「火薬用」アルミ粉を添加することによって、以下の式に従って、上記のＦｅ（ＩＩ）／Ｆｅ（ＩＩＩ）酸化還元系よりも本質的に大きい酸化還元電位を有する更なる酸化還元系を採用することができる。
【００６８】
【化１】
0006685393.tif 000002
【００６９】
さらに、アルカリ性環境において生成する水素は、この場合に、本発明による組成物の多孔度及び内部表面積を更に高めるために用いられる。本発明による組成物が成形体／造粒物へと更に加工される場合に、このプロセスは、とりわけ、好ましくは従来の化学的発泡剤と組み合わせて、成形体の密度を選択的に調整するために用いられる。
【００７０】
さらに、全く予想外なことに、本発明による組成物の熱的活性化によって、比表面積、及び特に固定化されるべき物質に関する吸着能力を劇的に高めることができることが明らかになる。
【００７１】
熱的活性化によって、本発明による組成物中にゲータイト相、レピドクロサイト相及びベーマイト相と同様に、釣り合いの取れたパーセントでほぼ任意に調整されるシデライト相も、部分的ないし完全に分解される。このように、極めて高い内部表面積（ＢＥＴによる）は、一方で、水の脱離によって（２５０℃〜３００℃以上で、様々な鉄水酸化物（酸化物水和物）相及び残りのアルミニウム水酸化物／酸化物水和物相から）生じ、他方で、二酸化炭素が４５０℃以上でシデライト相から脱離され、これにより、内部表面積はまたもや高められる。５５０℃までの温度でテンパリングされた本発明による組成物の内部表面積（ＢＥＴによる）は、２００ｍ２／ｇより高い値を達成することができる。そのことは、こうして処理された本発明による組成物の、その様々な形状における吸着剤としての大幅に高められた効力を説明する。並行してそれにより多孔度が高まる。
【００７２】
廃水処理／飲料水処理において、世界的に硝酸塩含量が重要な役割を担う。それというのも、地下水及び地表水において、５０ｍｇ／リットル未満という限界濃度が、高い度合いで超過されるからである（ノルトライン＝ヴェストファーレン州：地域により２００ｍｇ／Ｌ〜４００ｍｇ／Ｌ、米国カリフォルニア州：２０１５年に８００ｍｇ／Ｌ）。その原因は、一方で、堆肥又は硝酸塩合成肥料の投入であり、他方で、土壌中で進行するプロセス（硝化；好気的及び嫌気的）である。文献によれば、その大部分は、堆肥としての又は鉱物／化学的合成肥料としての硝酸塩の投入によって成り立っている。土壌中で進行するプロセスは、生化学／地球化学の目下の科学水準によれば、硝酸塩による過剰施肥に対しては最大で約５％だけしか寄与しない。
【００７３】
Ｆｅ（ＩＩ）はとにかく硝酸塩を亜硝酸塩へと還元し、亜硝酸塩はその後に、本発明による造粒物中に、例えば導入された尿素及び／又はアミノスルホン酸によって窒素へと還元され、ガスとして出て行く。また、このプロセスは、２つの段階：
第１の工程：硝酸塩が亜硝酸塩へと還元される工程と、
第２の工程：亜硝酸塩が、例えば尿素又はアミドスルホン酸との反応によって分解され、引き続き形成された窒素が出て行く工程と、
で進行し得る。
【００７４】
したがって、リン酸塩の問題の他に、水分経済をほぼ世界的に（２０１４年度の国連生物圏報告書を参照）悩ませる地下水／地表水中の硝酸塩の問題は、持続的な解決策に近づいている。ここで非常に重要なことは、飲料水処理に際して、飲料水中と地表水中とのどちらにもクロム（ＶＩ）が一切放出されないことである。
【００７５】
吸着の分野において、本発明による組成物（以下で、「ｉＲＭ」とも呼ぶ）の吸着力が弱まる場合に、例えば、酸性又は塩基性の溶出のいずれかによって、それぞれの有害物質は工業的活用（「二次採掘」）のために今や有用物質として回収することができる。その一方で、ｉＲＭ中に吸着された有害物質は、ジオポリマーへも変換することができる。すなわち、上記有害物質は、持続的に固定化することで、最終処分可能にすることができる。
【００７６】
本発明によるｉＲＭを用いて製造されたジオポリマーは、湿った鉱坑／最終処分所での最終処分に際して生じ得る酸性／塩基性の媒体に対する極めて高い耐久性を特徴とし、それぞれのジオポリマー成形体からの吸着された有害物質の望まれない可動化に対して耐性がある。酸化還元系が存在して、それが有効である限り、酸性／塩基性の酸化的攻撃によっても、包有／吸着された有害物質は可動化され得ない。
【００７７】
ジオポリマーの本発明による製造により、それぞれのジオポリマーにおいて、使用された／有害物質を伴う本発明による組成物の最良の分布及び分散が保証されており、さらに、例えば疎水性ポリマー系をベースとする使用された本発明による組成物の追加の表面改質により、溶剤又は水の侵入が最小限にされることによって、あらゆる幾何学形状で製造可能な成形体は、持続的に疎水性に調整されており、したがって、確実に貯蔵することが可能である。そのことは、問題となりそうな条件下（例えば、多量の硫黄を有し、その硫黄が酸化されてＳＯ２となり、最終的に硫酸を生じ、硫酸がｐＨを１にまで低下させ得る湿った炭鉱）での最終処分についても当てはまる。
【００７８】
さらに、本発明による組成物は、液相の浄化のためだけでなく、気体／空気浄化のためにも使用することができる。Ｈ２Ｓのバイオガス浄化、並びに大規模動物飼育施設の、例えばアンモニア及びＨ２Ｓの排気浄化がその例である。建物への給気の浄化のためにも、本発明による組成物を使用することができる。この場合に、望ましくない有害物質が濾別される。その範囲は、微粒子／超微粒子から有機不純物まで、つまりＰＡＨから匂いを経て代謝物及び病原体までにおよぶ。
【００７９】
さらに、液体の使用によって、本発明による組成物をベースとするフィルタカートリッジの効率を高めるために、濾別されるべき物質の親水性親和力を利用することができる。この場合に、例えばフィルタカートリッジ中の本発明による組成物の充填床を液体で濡らす（湿らす）ことによって、吸着効果をなおも更に高めることができるだけでなく、その液体が水である場合には、５０％から６０％までのＲＨの最適空気湿度に調整することができる。
【００８０】
さらに、水を加えることによって、一般的に本発明による組成物の上記本発明による用途における吸着能力を大幅に高めることができ、こうして使用されるべき本発明による組成物の必要量を減らすことができるか、又は本発明によるフィルタカートリッジの寿命を長くすることができる。
【００８１】
高温の気体の浄化は、本発明による組成物（濡らした形又は含浸させた形）と液体とを組み合わせて使用することによって非常に促進される。それというのも、吸着剤充填床の冷却は、物理的に吸着を促進するからである。液体状の系及び気体状の系について記載された、有害物質の吸着による除去は、同様に、農業技術（土壌改善剤）において、土壌等の固定された系中の有害物質の吸着において使用することができる。土壌中の湿分を通じて、有害物質は液体中と同様に移動する。例えば造粒された本発明による組成物との接触において、有害物質は、気体状の系及び水性の系中と同様に吸着／沈殿／固定化される。このプロセスは長期的である。その点で、ここで特に繰り返しの吸着剤は、良好な土壌改善剤として作用する。
【００８２】
上記の新規の本発明によるｉＲＭは、費用効果の高い吸着剤をほぼあらゆる用途において／その用途のために「設計」／作製する可能性を開くだけでなく、掘削用増量助剤、野火／裸火のための消火剤並びに廃棄物管理及び土壌改善剤等の更なる用途のために最適な材料を初めて利用可能にする可能性を開く。この場合に、本発明による組成物がクロム（ＶＩ）を含有し得ないことが決定的に重要である。その範囲は、飲料水原料源からの硝酸塩除去から、肥料目的のためのリン酸塩濃縮／リン酸塩回収を経て、多岐にわたる有害物質、例えば重金属（イオン）の廃水からの除去までにおよぶ。ガス濾過／（排気）空気濾過のためにも、特に液体、例えば水と組み合わせて、今までに引き出すことができなかった新たな技術的用途がもたらされる。農業分野においても、大きな使用領域が存在する。
【００８３】
さらに、吸着された有害物質を伴うジオポリマーの形の本発明による組成物を、特に地下構造／鉱坑填充のために予定される充填材料に変換する可能性が生まれる。それにより、廃棄物管理のための大きな可能性が開かれる。こうして、例えば、相応の本発明による組成物を造粒物形で、閉鎖されて水管理されずに「溢れかえった」、露出している地下水層位を短期から中期的に危険にさらす高い有害物質負荷量を有する炭坑（例えば特にルール地方で）中に注ぎ入れることによって填充し、こうして有害物質を永続的な吸着によって本発明による組成物中に固定化する可能性が生まれる。この場合に、有害物質吸着、固定化及び最終処分は並行して起こる。
【００８４】
本発明による組成物によって扱われる更なる使用分野は、掘削用増量化及び消火剤である。ここで、その有用性は、これらの両方で、最終生成物が岩石圏又は生物圏中に十分に残留することによって、従来使用されていた材料の場合と同様に悪い効果が及ぼされることがないのみならず、上述のように極めて良い効果を生じるとともに、有害物質が決して環境中へと持ち込まれないことにある。それにより、岩石圏及び生物圏の汚染は、目下慣例的に／商業的に使用されている有機ホウ素化合物及び／又は三酸化アンチモンを含む材料の場合とは異なり、無くなるはずである。本発明による組成物の実践での使用のためには、成形体としての、特に造粒物としての剤形は、このように使用者に非常に取り扱いやすい製品を提供するので重要な役割を担う。
【００８５】
高速ミキサ／タービンミキサ中での造粒法
使用される装置は、回転数制御された（サイリスタ制御式）直流式電動機を備える７５Ｌの容量を有するタービンミキサ／高速ミキサ（Thyssen-Henschel社）である。混合過程において、各々のバッチは、最高の回転速度（平衡において）で４．５分間にわたり１００℃に加熱される。造粒のために、造粒配合物（上記参照）を２０ｋｇの全量で粉末形にてミキサ中に入れる。ミキサは、５００ｒｐｍで始動させ、１分間にわたり作動させる。その後に、細流において２５００ｒｐｍで４５秒間、その都度の量の酸溶液を添加する。そのプロセスは、目視観察（のぞき穴）及び消費電力を通じて制御する。粒状物が２ｍｍ〜３ｍｍの所望の大きさへと形成されたときに、最高回転数で取り出し、フランジ取付式の冷却ミキサ（ＫＭ）中にて最低回転数で室温に冷却する。引き続き、相応の篩セットで所望の大きさの粒状物を分離する。
【００８６】
パンペレタイザを用いた造粒法
ａ）９００ｍｍのパンペレタイザで製造された２ｍｍから３ｍｍまでの直径の造粒物、及び０．２５ｍｍの平均粒度を有する微細造粒物は、本発明による組成物及び相応の割合の１種以上の結合剤（例えば、ＣａＯ、硬石膏、ＭｇＯ又はこれらの混合物）を、一方で、本発明による組成物の最大含量を可能にし、他方で、東ドイツの「肥料に関する散布幅（３６ｍ）」をかなえる造粒物の圧縮強さ（２０Ｎ）をもたらすパーセント割合で含有する。
【００８７】
ｂ）例えば、本発明による組成物に、１０重量％の高純度の苛性ＭｇＯを加え、通常通りにパンペレタイザで、以下の全ての試験で使用されたように２ｍｍから３ｍｍまでの平均直径の造粒物に加工する。
【００８８】
ｃ）本発明による組成物は、酸化還元系、例えば本発明による組成物からのゲータイトを伴う酸化還元系Ｆｅ（ＩＩ）／Ｆｅ（ＩＩＩ）を生ずる鉄（ＩＩ）化合物を備えている。
【００８９】
得られる成形体／（微細）造粒物は、５０Ｎまでの圧縮強さを有する。
【００９０】
様々な結合剤及び添加剤を用いた造粒に関する幾つかの例：装填量は、特に記載がない限り、アナログ秤で測定して本発明による組成物５ｋｇであった。パン型造粒機の傾き及びｒｐｍは、一般に、渦流が最適に「降下し」、最大の粒子緻密化が生ずるように調整した。パン型造粒機の迎角は、特に記載がない限りは５０度であった。
【００９１】
Ｇ１）：４ｋｇの本発明による組成物を装入し、最低の循環速度において、微細造粒物が得られるまで３００ｍＬのナトリウム水ガラス溶液（密度：１．３７）を（圧縮ポンプ式噴霧器から１０００ｍＬ）噴霧し、そこに３ｍｍの造粒物が生ずるまで全部で１０００ｍＬの水を噴霧した。
【００９２】
Ｇ２）：５ｋｇの本発明による組成物及び８％（４００ｇ）の硬石膏（Ｒａｄｉｐｌｕｓ  Ｃ  １７  Ａ）からなる高速ミキサの予備混合物を装入した。そしてできる限り素早く１３７０ｍＬの水を噴霧した。５分後に微細造粒物が得られた。１０分後には、より大きい造粒物が生じた。パン型造粒機の回転速度を、約１５ｒｐｍに高め、そこに１５分間にわたり全体で更に３００ｍＬの水を加えた。こうして約３ｍｍの直径の造粒物が生じた。
【００９３】
Ｇ３）：５ｋｇの本発明による組成物、５００ｇのＭｇＯ（超高純度）及び８％のアミドスルホン酸（高純度）からなる予備混合物を装入し、５２度の回転パンの傾きでゆっくりと（２０分間にわたり）全体で８００ｍｌのカリウム水ガラス溶液（OBI社製の「ｂａｕｆａｎ」）を噴霧した。非常に固い粒状物が生じた。次いで、更に８０ｍＬの水を噴霧した。渦流の体積は非常に大幅に減少した。引き続き、３５分の時点までに更に１００ｍＬの水を添加し、そして５０分の時点までに３００ｍＬの水を添加した。２ｍｍから３ｍｍの粒度のかなり均一な造粒物が形成された。
【００９４】
Ｇ４）：５ｋｇの本発明による組成物、１５％の尿素（超高純度）及び５％のＣａＯ（高純度）からなる高速ミキサの予備混合物を、３分間にわたり１０００ｍｌの水を噴霧して加えることで、２ｍｍの粒状物に加工した。次いで、循環速度を渦流の最適化のために２ｒｐｍだけ高めた。８分間にわたり、２０００ｍｌの水を噴霧して加え、そして粒状物サイズは最大１．５ｍｍに留まった。１２分間の運転時間まで、更に６００ｍｌを添加した。２．５ｍｍから３ｍｍまでのかなり均一な粒状物が得られた後で、２５分後に装入物を排出した。
【００９５】
Ｇ５）：５ｋｇの本発明による組成物に、３分間にわたり１２００ｍｌのカリウム水ガラス（上記参照）を噴霧すると、２．５ｍｍ〜３ｍｍの大きさの粒状物が素早く形成された。１０分間にわたり、２００ｍｌの水をその上に噴霧すると、柔らかい造粒物が形成され、該造粒物を更にかき混ぜた。約３．５ｍｍの大きさの造粒物がより固くなったときに、装入物を取り出した。
【００９６】
Ｇ６）：５ｋｇの本発明による組成物と１％（５０ｇ）のＣａＯ（上記参照）とを、予備混合してから装入し、できる限り素早く２分以内で１３００ｍｌのカリウム水ガラスを噴霧した。１０分後に、３ｍｍの粒度の造粒物が生じた。
【００９７】
Ｇ７）：本発明による組成物及び２％（１００ｇ）の鉄粉（超微粉）からなる４ｋｇの予備混合物を装入し、非常に素早く１４００ｍｌの水を噴霧した。１０分後に、そこに残りの予備混合物（全体で１ｋｇ）を加える。１時間後に、それより前に約３ｍｍの粒状物に付形することが困難であったバッチをプールした。全時間：６０分間。
【００９８】
Ｇ８）：５ｋｇの本発明による組成物、５００ｇのＭｇＯ（超高純度）及び２％の「火薬用」アルミ粉（ラウリン酸で工場により「酸洗い」されている）からなる予備混合物を装入し、そこに３分間にわたり１５００ｍｌの水を噴霧した。非常に良好な小さな粒状物が生じた。引き続き、渦流に約１００ｍｌの５％クエン酸溶液（水中）を噴霧した。非常に狭い粒度分布を有する非常にきれいな均一に分布した２ｍｍ〜３ｍｍの粒状物が得られた。全時間：２５分間。
【００９９】
Ｇ９）：５ｋｇの本発明による組成物、２％（１００ｇ）のＣａＯ（上記参照）及び２％のＺｎ（超高純度、約１０マイクロメートル〜２０マイクロメートルの平均粒度）からなる予備混合物に、酢酸（超高純度）及び水から作製された８％の溶液を５分間にわたり噴霧した。予備粒状物は暖かくなった。約２ｍｍの湿った非常にきれいな粒状物の凝結を防ぐために、６分後に２スコップの本発明による組成物を、そして８分後にもう一度、２スコップの本発明による組成物を振りかけた。最後に、３ｍｍの直径の半乾燥造粒物が得られた。全時間：１０分間。
【０１００】
Ｇ１０）：炭坑における使用条件に合わせて、造粒物は、２までの低いｐＨ値での腐食条件に耐える。該造粒物は、本発明による組成物から製造され、３０ｍｍから０．１ｍｍまでの、好ましくは１０ｍｍから１ｍｍまでの、特に５ｍｍから２ｍｍまでの直径を有する。両者の造粒法を使用することができ、又はそれらが利用された。本発明によれば、該造粒物は、主として（浸透した）作動油に由来するＰＡＨを含有する、飲料水を危険に曝す全ての無機有害物質及び有機有害物質を取り込み、それらを化学反応／吸着によって固定化する。掘り下げられた領域へとより簡単に導入されるために、目的に応じて（フォーム状）造粒物の密度は、ほぼ１ｇ／ｃｍ３であるように調整される。これによって、スラリーとして導入される場合に、同スラリーの流動性は促進され、鉱坑のできるだけ最も奥底まで運ばれねばならない固有の作用物質としての造粒物の沈殿は低減され、又は妨げられる。
【０１０１】
吸着／化学的結合の形成は、鉱坑中の湿った条件下で不可逆的であり、かつ本発明による造粒物は、１種以上の配合物によって、環境の影響に対して極めて十分に安定であるので、該造粒物は、安全な最終処分の条件が保証されるため、閉鎖された鉱坑中で永遠に放置される。
【０１０２】
更なる加工
乾燥
生成された造粒物を、それぞれ１時間にわたり１１０℃で真空乾燥棚において乾燥させた。空間密度（ＵＴＢＤ＝非突き固め嵩密度（Untamped Bulk Density））は、１８００ｇ／ｌである。ＴＢＤ（突き固め嵩密度（Tamped Bulk Density））は、１９００ｇ／ｌである。溶出物分析により、全ての有害イオンは、１ｐｐｂ未満の検出限界にあることが示される。そのことは、Ｎｉ、Ｃｄ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｈｇ、Ｖ、Ｕ、Ｔｈ、Ｚｎ、Ｓｎ等及び相応の有害アニオン、例えば硝酸イオン、硫酸イオン、リン酸イオン等に当てはまる。したがって、両者の造粒物系は、クロム（ＶＩ）を含まず、飲料水指令の２０１２年改訂版の限界値を下回り、又はそれぞれの有害物質の検出限界にある。同様に、飲料水指令よりも低い限界値を有する肥料指令を満たす。それというのも、肥料においては有害物質の非常に様々な植物中での濃縮の可能性のため（蕎麦の葉物はカドミウムを濃縮し、キノコ類はストロンチウム及びセシウム１３７を濃縮する）安全性を有さねばならないからである。
【０１０３】
熱的活性化
基準量として、本発明による組成物又は出発物質、つまり洗浄され、熱的活性化若しくは酸性活性化された赤泥の吸着量を採用した。これらの値は、本発明による組成物が全ての関連の態様において、当初の未処理の赤泥及び従来のように活性化された赤泥に対して改善されることを明確にする２つの基準線（「ゼロ線」）をもたらした。この目的のために、ＢＥＴ／多孔度の増大と吸着効力とに関して、本発明による組成物のテンパリングの結果と、該組成物から製造された造粒物／成形体のテンパリングの結果とを比較した。
【０１０４】
本発明による組成物／造粒物の熱的活性化の試験内容：本発明による組成物を、粉末として、又は成形体（例えば造粒物）の形態のいずれかにおいて、中性雰囲気／保護ガス中でマッフル炉内にて相応の保護ガスを供給しながら加熱する。記載した炉の滞留時間及び温度操作は、所望の活性化度に従う。本明細書に記載されるような本発明による造粒物は、Ｇ９）に挙げたパラメータの場合に、最良の活性化を示した（吸着試験）。
【０１０５】
有害物質で負荷された最終処分されるべき粒状物の疎水化／封孔のための表面改質
表面改質されるべき材料を、表面を改質する１種以上の物質を溶かす液相中に、例えば１０対１の比率で加え、しばらく撹拌する。表面被覆が（一次）粒子の表面を覆ったときに、デカンテーションし、溶剤を蒸発させる。また、造粒物／一次粒子の的確な表面をタービンミキサ／高速ミキサによって被覆することも可能である。処理されるべき材料を、被覆剤と一緒にミキサ中に加える。反応性被覆剤（オルガノシラン、アルミン酸塩、有機金属化合物、例えばアルミン酸ジルコニウム／チタン酸ジルコニウム等）の場合には、生ずる反応生成物（例えば、揮発性有機化合物、例えばアルコール、２−メトキシエタノール又は水）が蒸散されるまでの間かき混ぜられる。同様に、吸着された必要な内容物（例えば、ＰＫＮ肥料、微量元素、浸透性植物保護剤等）の遅延された放出が望ましい場合に、適切なポリマーでできた半透膜を塗布することも可能である。この場合に、放出速度は、その都度の植物化学及び土壌化学を考慮して、膜厚／膜ポリマー系の可溶性を変動させることによって制御される。疎水化剤、カプセル化剤、表面改質剤、表面封孔剤は、典型的には、処理されるべき造粒物の全重量に対して、０．１重量％から１０重量％までの範囲の、好ましくは０．５重量％から５重量％までの範囲の、特に１重量％の反応剤（上記参照）で塗布される。
【０１０６】
使用例
水性系からの硝酸塩除去
最初に、充填されたばかりの造粒物床を、カラム容量の脱塩水で平衡化する。引き続き、硝酸塩溶液を、０．１Ｌ／分でカラムを通じてポンプ圧入する。カラムのヘッドで流出した溶出物から、１０分間隔で試料を取り出し、ＡＡＳによって硝酸塩について調査する。２００分後にも、溶出物中に硝酸塩は認められない。
【０１０７】
水溶液からの硝酸塩除去のために、第２の試験において、１０重量％のアミドスルホン酸（分析純度）を含有する本発明による成形体を使用した。試験構成は、上記のものに相当するが、硝酸塩濃度がここでは８００ｍｇ／ｌ（米国カリフォルニア州の地下水の硝酸塩値）であり、硝酸塩溶液の量が１０００ｌであることが異なる。ここでも、取り出された試料中には一切硝酸塩は見出されなかった。すなわち、裏返して言えば、全ての硝酸塩は除去された。硫酸イオンに対する検査でも、陽性の所見は見られなかった。
【０１０８】
気体状物質の浄化
縦型のガラス管内の１００ｍｍ直径及び１０００ｍｍ長の造粒物床を通じて、事前に堆肥（肥育業者からの豚の堆肥）を通じて微細ノズルによって「バブリング」された空気を流す。その「空気」の嗅覚試験において、強い臭気が認められる。この試験「空気」を５０ｌ／分で本発明による組成物の造粒物床に通すと、試験区間の終わりで（カラムの後で）嗅覚的に臭気はもはや認められない。
【０１０９】
アンモニアを、ボンベから取り出し、減圧弁及び空気バイパス弁によって、全ガス流中で２００ｐｐｍのＮＨ３を有する空気−ガス混合物を生成させる。流量計は、５０ｌ／分の流量を示す。フィルタ管（上記の寸法）から出てくる排気を、アンモニア刺激臭について嗅覚的に試験する。人間の認識限界／知覚限界は、０．０３ｐｐｍ〜０．０５ｐｐｍのアンモニアで始まる。限界値は、２０ｐｐｍである。吸着性能を高めるために、この系に水を加えることができる。
【０１１０】
細塵／超細塵の除去のために、フィルタカートリッジを、空気浄化の場合と同様に使用した（１０００ｍｍ長及び１００ｍｍの内径）。システム全体は、１２０００Ｌ／ｈで稼働させた。１０ｍｇ／ｍ３の（超）細塵負荷を伴う空気洗浄器に関する試験システムは、試験媒体を供給することを含んでおり、ここでは、レーザによる空気混濁度（吸光度）によって検査される持続的な空気の渦動によって、試験の間に全体積流量にわたって塵が試験空気中に一定に分布した状態に留まるように配慮した。興味深いことに、水の噴射によって（四方に配置されたノズルによってそれぞれ蠕動ポンプによって）湿った状態にされたカートリッジ充填材が、約２０倍のフィルタ作用を有することが判明した。
【０１１１】
ジオポリマー
カリウム水ガラスからのジオポリマーの製造は、アルカリ／ケイ素比を１から４までで変動させて行われる。以下に記載されるカリウム水ガラスで結合されたジオポリマーは、好ましくは１〜２のＫ／Ｓｉ比で作製される。ここで、この実施例では、Ｓｉ供与成分として、フライアッシュ又は尾鉱が使用される。該材料を、その単独成分の形で、吸着によって負荷された本発明による組成物と一緒に高速ミキサ中に加え、最高回転速度で、摩擦により生ずる被混合物の加熱によって１００℃に達するまでかき混ぜる。また、重合反応を加速させるためには、８０℃で十分である。引き続き、ジオポリマー原材料を取り出し、規格試験体の製造のための相応の型中で、できるだけボイドが生じないように緻密化する。ここで、成形体の収縮は最小限となっているので、最終処分がなされる成形体中には亀裂は生じず、こうして成形体の完全性は維持される。ジオポリマーの溶出物（破砕造粒物）の調査により、有害物質がジオポリマーから水相中へと到達しないことが示される。
【０１１２】
本発明は、それらの実施の点で上述の好ましい実施例に限定されない。むしろ、呈示した解決策を、基本的に別の性質の実施においても使用する多数の別形が考えられる。