Εγκιβωτισμός χρωμιούχου βυρσοδεψικού αποβλήτου σε τσιμεντοειδή μήτρα ιπτάμενης τέφρας
Creators: name: Δανιήλ, Ανδρεάνα Δανιήλ
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2015
Subjects: Στερεοποίηση/Σταθεροποίηση
Χρώμιο
Μηχανική κραματοποίηση
Solidification/Stabilization
Chromium
Mechanical alloying

description: Μελετήθηκε ο εγκλωβισμός και η αδρανοποίηση χρωμιούχου βυρσοδεψικού αποβλήτου σε τσιμεντοειδείς μήτρες ιπτάμενων τεφρών λιγνιτικής καύσης με στόχο την ασφαλής εναπόθεσή τους σε χώρους ταφής αποβλήτων ή την περαιτέρω αξιοποίησή τους σε δομικές εφαρμογές. Για την παρασκευή των τσιμεντοειδών υλικών, πέραν της ιπτάμενης και της χρωμιούχου τέφρας σε μεταβαλλόμενα ποσοστά, χρησιμοποιήθηκε κατά περίπτωση υδροξείδιο του ασβεστίου, καυστικό νάτριο και πυριτικό νάτριο. Λόγω της ετερογένειας των πρώτων υλών, και προκειμένου να επιτευχθεί η ομογενοποίηση και η μηχανική ενεργοποίησή τους, οι κόνεις αλέσθηκαν σε σφαιρόμυλο και, αφού προστέθηκαν τα διαλύματα ενεργοποίησης, συμπιέστηκαν με υδραυλική πρέσα. Στην επιτάχυνση των αντιδράσεων συνέβαλλε η υδροθερμική κατεργασία στους 95οC, στην οποία υποβλήθηκαν τα δείγματα μετά τη συμπίεση. Διερευνήθηκαν οι ελαστικές ιδιότητες των τσιμεντοειδών, χρησιμοποιώντας την τεχνική της δυναμικής διέγερσης. Παρατηρήθηκε πως στα τσιμεντοειδή με χρωμιούχο τέφρα, οι τιμές των μέτρων ελαστικότητας ήταν μικρότερες σε σύγκριση με τα δείγματα που δεν περιείχαν χρωμιούχο τέφρα. Μελετήθηκε η μορφολογία κι η χημική σύσταση των δειγμάτων με την τεχνική της Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας Σάρωσης (SEM), και οι κρυσταλλικές φάσεις με Περίθλαση Ακτίνων-Χ (XRD). Κύριο προϊόν της αντίδρασης ενυδάτωσης ήταν το άμορφο, ένυδρο ασβεστο-αργυλοπυριτικό gel (C-S-H gel). Παρατηρήθηκαν ενδείξεις ανομοιογένειας Αl και Si λόγω της διασποράς του χρωμίου. Από τη μελέτη XRD δεν ανιχνεύτηκαν κρυσταλλικές φάσεις που περιείχαν Cr. Oι θειούχες φάσεις των δειγμάτων που ενεργοποιήθηκαν με Ca(OH)2, μειώθηκαν ή και εξαφανίστηκαν λόγω της προσθήκης χρωμιούχου τέφρας. Από τις δοκιμές έκπλυσης, που έγιναν επιλεκτικά σε δείγματα μεσαίας περιεκτικότητας σε χρωμιούχο τέφρα, δεν ανιχνεύτηκε τρισθενές ή εξασθενές χρώμιο, και συνεπώς η στερεοποίηση/σταθεροποίηση σε τσιμεντοειδείς μήτρες ιπτάμενης τέφρας, αποδείχτηκε κατάλληλη μέθοδος για την αδρανοποίηση του χρωμιούχου αποβλήτου.
description: The encapsulation and stabilization of Cr-rich tannery waste in fly ash-based cementitious binders was studied towards safe landfilling or use in structural applications. The fly ashes were obtained from thermoelectric power plants. For cementitious materials formation, besides fly ashes and chromium ash in varying percentages, calcium and sodium hydroxides, as well as sodium silicate, were used per case. Because of raw materials heterogeneity, the ashes were mixed and mechanically activated in a ball mill. After addition of the activators, the preforms were compressed in a hydraulic press. For acceleration of the solidification reactions, the samples were immersed in saturated water vapor atmosphere at 95οC. The elastic constants of the cementitious materials were investigated using the impulse excitation technique. It was observed that in cementitious samples with chromium ash, the values of Young’s modulus were lower. The morphology and the chemical composition were studied with Scanning Electron Microscopy (SEM), and the crystal phases were identified using X-Ray Diffraction (XRD). The main hydration product was amorphous calcium silicate hydrate gel (C-S-H). Evidence of Al and Si heterogeneity was observed due to chromium dispersion. As determined by XRD investigation, no Cr-containing crystalline phase was observed. The concentrations of sulphur-rich phases of Ca(OH)2-activated samples, such as ettringite, were reduced or even eliminated after chromium-ash addition. Leaching tests were conducted in samples with medium content of chromium ash and no quantities of trivalent or hexavalent chromium were detected. Chromium solidification/stabilization in fly ash-based cementitious binders appears to be an appropriate method for Cr-rich tannery waste immobilization.