專利名稱：材料耐浸析性的檢驗方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種材料檢驗方法，特別是廢物處理裝置產(chǎn)生的熔粒的檢驗方法，其中，是把材料置于一種液體中進行耐浸析性檢驗。
本發(fā)明還涉及一種材料檢驗裝置，特別是廢物處理裝置產(chǎn)生的熔粒的檢驗裝置，該裝置具有一個容納液體和材料的容器。
在加熱處理廢物和燃煤發(fā)電過程中產(chǎn)生的殘渣是可以回收利用的。這些殘渣例如可以作為建筑材料使用，特別是用于筑路。由歐洲專利說明書第0302310號公開的用低溫燃燒法所生產(chǎn)的熔粒也屬于上述殘渣的一種。
為了使殘渣能夠作為建筑材料或其他材料使用，必須保證它不會在使用地點釋放出有害物質(zhì)。所以要確認它在和雨水或其他水分接觸時不會發(fā)生材料的浸析，從而使有害物質(zhì)不會轉(zhuǎn)移到水中。殘渣與具有可變的鹽濃度、pH值或氧化還原電位的水接觸后，只有不發(fā)生浸析才能回收利用。即便是在絡(luò)合劑的作用下也不會出現(xiàn)浸析。可以把材料的耐浸析性簡化為一個數(shù)據(jù)組來表示出。例如材料在液體中的溶解度或者機械穩(wěn)定性可以是屬于該數(shù)據(jù)組中的數(shù)據(jù)。
為了確定某種殘渣能否回收利用，通常要進行浸析試驗。在實驗室的試驗中，需要把檢驗?zāi)徒鲂缘牟牧现糜谄渥鳛橛袃r值材料的使用條件中。可以把該材料例如置于一種液體中。如果隨著時間的推移，檢測出液體中有害物質(zhì)的濃度或者升高，則可確認這些有害物質(zhì)是從被檢材料中浸析出來的。因此這種材料缺少耐浸析性。
這種方法例如已由約阿希姆·弗里格博士的論文“用接近實際的溶解測定儀檢驗反應(yīng)性物料的存積性能”(《廢物處理實踐》90、6，367至372頁)所公開。一種公知的檢驗方法是搖動試驗。即將待檢驗材料置于一定量的去離子水內(nèi)，然后搖動盛放材料和去離子水的容器。該方法至少要持續(xù)24小時后才能被認為材料已充分浸析。浸析時間也可能要持續(xù)若干天。浸析完成后要進行過濾并對濾液進行分析。從濾液的性質(zhì)可以推論出材料的耐浸析性。如果在濾液中測出了有害物質(zhì)，則材料便缺少耐浸析性。
公知的檢驗方法對一份試樣的檢驗要持續(xù)一天甚至若干天，其目的是要保證實驗室中的浸析性檢驗條件盡可能地模擬材料后來的實際使用條件，例如作為建筑材料暴露在降水或其他水分中。
公知的檢驗方法不適于連續(xù)供貨的材料的無間斷檢驗。由于檢驗時間長，只能以每隔較長的時間間隔對材料試樣進行耐浸析性檢驗。如試樣不符合要求，則所有自最后一次檢驗合格以后進貨的材料都要報廢。也就是說，使用公知的檢驗方法可能存在下面的缺點會有大量不適于回收利用的材料在通過檢驗方法確認不合乎要求之前就經(jīng)生產(chǎn)裝置生產(chǎn)出來，然后又必須對這些不合乎要求的材料進行專門的處理，甚至要送往有害材料堆積場。此外，耐浸析性過低的材料不能作為建筑材料使用。如果存在固定的建筑材料供貨合同，則有可能無法履行。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種檢驗材料特別是檢驗廢物處理裝置產(chǎn)生的熔粒的方法，該方法可在很短的時間內(nèi)提供可靠的結(jié)果。檢驗可以在一個連續(xù)地輸出材料的裝置內(nèi)快速完成在發(fā)現(xiàn)耐浸析性不符合要求后能立即采取防止措施，從而不致生產(chǎn)出較大數(shù)量的缺少非耐浸析性材料。
此外，本發(fā)明的任務(wù)還在于提供一種適于實施該方法的材料檢驗裝置。
本發(fā)明第一個任務(wù)的解決方案是，在放入材料后，使液體的至少有一個狀態(tài)值連續(xù)地，跳躍式地或者周期性地變化，其中至少一個狀態(tài)值的曲線作為檢驗曲線記錄下來，另外，使在事先未放入材料的同樣液體中以相同的條件和相同的方式至少改變同一個狀態(tài)值，并且定為檢驗曲線的狀態(tài)值曲線記錄下來作為標定曲線，從而使在檢驗曲線和校驗曲線之間產(chǎn)生差別，該差別是對于浸析材料的穩(wěn)定性的量度。
所改變和記錄的狀態(tài)值既可以是相同的，也可以是不同的。
通過改變至少一個狀態(tài)值以及同時確定至少一個狀態(tài)值的變化可以獲得一條或多條檢驗曲線，根據(jù)該曲線在耐浸析性上出現(xiàn)的微小改變即可測出變化。為了排除容器材料和其他外部因素的影響，還要確定一條或多條相應(yīng)于不含檢驗材料的校驗曲線。然后只需觀察所測得的檢驗曲線和所對應(yīng)的標定曲線之間的差別即可確認材料所受的影響。
本發(fā)明所述的方法是一種非常靈敏的檢驗方法。由于靈敏度高，所以使所需要的檢驗時間變得很短，從而能夠很快地依次地完成檢驗不同材料試樣的耐浸析性。只有通過這種優(yōu)化方式才能實現(xiàn)對連續(xù)出料的材料，如廢物處理裝置產(chǎn)生的顆粒進行快速檢驗，從而達到一種近乎于連續(xù)性的檢驗。這種方法的優(yōu)點是，當(dāng)發(fā)現(xiàn)材料耐浸析性不合格時，就可以在大量的不合格材料出料之前調(diào)整總的計劃或停止運行。所以幾乎不會產(chǎn)生出不能回收利用的材料。
如果在檢驗過程中待檢驗材料中沒有任何溶解。則檢驗曲線和校驗曲線之間的特定差別為零。差別的出現(xiàn)則表示一部分材料溶解到液體中。其結(jié)論就是該材料缺少耐浸析性。
由于狀態(tài)值是連續(xù)地、跳躍式地或者周期性地改變，所以對要記錄的狀態(tài)值能容易地識別。特別是對跳躍式變化的狀態(tài)值更易于識別。
可以使在pH值、氧化還原電位、導(dǎo)電率和某種可溶物質(zhì)濃度這組狀態(tài)值中例如至少改變其中的一個，并同時記錄該組中的一個狀態(tài)值的曲線。當(dāng)改變該組中至少一個狀態(tài)值時，應(yīng)考慮到對于缺少耐浸析性材料將會溶解一部分。此外，還可用公知的儀器測量該狀態(tài)值。
為改變某個狀態(tài)值例如可以向溶液中加入一種或多種試劑。酸性或堿性物質(zhì)適用于改變pH值。氧化劑或還原劑適用于改變氧化還原電位。加入鹽可改變電導(dǎo)。
可以自動控制狀態(tài)值的改變，為此設(shè)置了計量裝置。為了實現(xiàn)狀態(tài)值的周期性變化，必須以周期性間隔進行相應(yīng)的變化。為了周期性改變pH值例如應(yīng)以周期性的間隔向液體中添加酸性或堿性物質(zhì)。通常要對這種給料進行自動控制。
待檢驗材料例如可以先經(jīng)粉碎再加到液體中。這樣可使材料相對其容積有更大的與液體接觸的表面積。如果材料不具備耐浸析性，則會有一部分材料很快地溶解。這樣做的結(jié)果是，可以比未粉碎的材料更快地識別出過低的耐浸析性材料。
可以對材料例如用液體沖洗，這樣可以使液體狀態(tài)值的變化迅速地擴展到整個液體中，以便進行快速記錄。
可以使液體例如在封閉環(huán)路中循環(huán)，以便使材料得到充分沖洗。
對于封閉環(huán)路中的液體還可在高于外界壓力的壓力下循環(huán)，這樣有助于液體吸收可溶性材料。
此外，為了改變?nèi)芤旱男再|(zhì)，可以使封閉循環(huán)中的液體的溫度高于或低于外界溫度。
為了防止產(chǎn)生不希望的反應(yīng)，可以用一種保護氣體填充液體上方的氣體空間中。
可以通過測定液體的一股分出支流來記錄狀態(tài)值的曲線。這樣全部液體就不需要流經(jīng)測量儀了。但曲線的記錄也可以在主液體環(huán)路或靜態(tài)液體中進行。
為了使?fàn)顟B(tài)置測量儀不受固體顆粒的影響，還可在一個過濾器后面記錄曲線。
在檢驗過程中例如可以分離或丟棄一部分液體。由于在檢驗過程中液體的數(shù)量會因加入用于改變狀態(tài)值的試劑而大量增加，所以這是必要的。對排出液體可以進行自動控制。
本發(fā)明所述方法的優(yōu)點是，材料耐浸析性的改變可以很快地被記錄下來，從而能對材料流進行連續(xù)的監(jiān)測。
本發(fā)明的第二個任務(wù)，即提供一種檢驗材料耐浸析性的裝置，已由下述方案解決。容器具有一個用于添加可改變液體狀態(tài)值的試劑的開口，容器配備至少一臺用于測量和記錄狀態(tài)值檢驗曲線的測量儀，并且至少使一臺測量儀和一個計算單元相連，以便獲得檢驗曲線和標定曲線之間的差別。
其中改變和記錄的狀態(tài)值可以是相同的或不同的。
用本發(fā)明所述的裝置可以在短時間內(nèi)確認材料是否具有耐浸析性。該過程可以快到對連續(xù)供給的材料從短的時間間隔進行幾乎是連續(xù)性檢驗的程度。所以在兩個相鄰的檢驗之間只積累少量材料。如果在某次檢驗中發(fā)現(xiàn)材料缺少耐浸析性，則僅會有少量可能不具備耐浸析性的材料，自上次檢驗后積累下來。可以很快地發(fā)現(xiàn)缺乏耐浸析性的問題從而能在短時間內(nèi)停止缺少耐浸析性材料的生產(chǎn)。
對用于添加試劑的容器開口可裝設(shè)至少一個試劑計量裝置。該計量裝置可與一個控制單元相連。利用該計量裝置可以連續(xù)地，跳躍式地或周期性地改變液體的某個狀態(tài)值。
例如可以在容器之前設(shè)置一臺材料粉碎裝置。使材料具有相對較大的表面積可以提高耐浸析性檢驗的可靠性。似乎某些材料呈較大體積的塊狀時可能會顯示出相對較高的耐浸析性，但實際卻并非如此。
可以把容器例如裝在一個具有泵的液體環(huán)路中，使環(huán)路中的液體不斷地流動。而使可能溶解出來的材料會分布在整個液體中并通過狀態(tài)值的變化被很快發(fā)現(xiàn)。
在容器以外環(huán)路中例如可以設(shè)置一臺或多臺測量儀，以便測量一個或多個狀態(tài)值。這樣可保證環(huán)路中的所有液體都流經(jīng)測量儀，從而獲得高的測量精度。
然而，測量儀也可以設(shè)置在容器之內(nèi)。
測量儀例如還可設(shè)置在液體環(huán)路的一個旁路上。這樣在液體充分混合的條件下就不需要讓全部液體流經(jīng)一臺測量儀了。
在測量儀前可設(shè)一個過濾器，以阻止固體顆粒流經(jīng)測量儀。
在容器上例如可以帶有一個多余的排放口。特別是在封閉環(huán)路中由于添加試劑可致使液體數(shù)量過大而需要排掉一部分液體的情況下，這部分液體可被丟棄。設(shè)置在排放口的閥門可以由控制單元操縱。
除了接口外，容器例如可以是封閉式的。這樣就可在容器內(nèi)施加較高的壓力，使材料更易于溶解，并使耐浸析性的檢驗更精確。
在系統(tǒng)中例如可以安裝可調(diào)式加熱器或冷卻器，使液體和材料保持在要求的溫度上。
本發(fā)明所述的裝置如同方法一樣可使材料的耐浸析性檢驗時間短到幾乎可以認為是連續(xù)性的。由于連續(xù)形成的材料可以以相同的速度檢驗，所以一旦確認缺少耐浸析性就立刻能做出響應(yīng)。這就可以防止大量的缺少耐浸析性材料在發(fā)現(xiàn)其不具有耐浸析性之前繼續(xù)進行加工。
下面對照附圖
進一步說明本發(fā)明所述的方法和裝置。
圖中所示的是一臺檢驗材料耐浸析性的裝置。
為了檢驗材料M，特別是廢物處理裝置例如低溫燃燒裝置產(chǎn)生的熔粒，要將其放入容器1中，容器中有液體F，例如是水。在液面上部的氣體腔中可充以保護氣體，例如惰性氣體。為使氣體腔通風(fēng)可讓惰性氣體通過進氣口1a和出氣口1b流動。容器1具有用于放入材料M和液體F的加料口2，它可用蓋3封閉。材料M可經(jīng)粉碎裝置4進入容器1。在加入了材料M后，液體F中至少有一個第一狀態(tài)值連續(xù)地，跳躍式地或周期性地變化。為此將至少一種合適的試劑R自至少一個試劑罐經(jīng)計量裝置5a加到容器內(nèi)。計量裝置5a和控制單元6之間有電氣連接。所改變的第一狀態(tài)值可以是pH值，氧化還原電位，電導(dǎo)率或某種溶解物質(zhì)的濃度。向容器1中添加何種試劑R與狀態(tài)值有關(guān)。當(dāng)?shù)谝粻顟B(tài)值變化時，要連續(xù)測量屬于上述狀態(tài)值之一的第二狀態(tài)值。第一和第二狀態(tài)值可以是同一個狀態(tài)值，如果應(yīng)當(dāng)觀察該狀態(tài)值所產(chǎn)生的時間延遲的話，它們也可以是不同的狀態(tài)值。至少有一個測量儀7和容器1中的液體F相通。測量儀7設(shè)置在液體F的環(huán)路8中，也可以將其直接設(shè)置在容器1內(nèi)或設(shè)置在環(huán)路8的旁路8a上。在環(huán)路8上裝有泵9。此外在測量儀7之前可設(shè)置過濾器10，以阻止固態(tài)組分通過。測量儀7和控制單元6一樣與一個計算單元11相連。在計算單元中，根據(jù)特定的預(yù)先給出的第一狀態(tài)值曲線記錄第二狀態(tài)值曲線。在計算單元11中存有一條標定曲線。這條標定曲線是以相同的測量方法在容器1中未加材料M的條件下獲得的。在計算單元11中產(chǎn)生檢驗曲線和標定曲線之間的差。如該差值不等于零，則表示有一部分材料M在檢驗中溶解到液體F中。這意味著材料M不具有耐浸析性。本發(fā)明所述的檢驗方法利用所示的裝置能對連續(xù)供給的材料M進行連續(xù)的快速檢驗。如果液體F的數(shù)量因添加了試劑R而過多，則液體F可通過常閉的排放口12排出。在排放口12上可安裝閥門13，該閥門可與控制單元6相連以控制液體的排放。在容器1內(nèi)可設(shè)置液面計14以顯示容器1內(nèi)的液面。液面計還與控制單元6相連。
在容器1完全排空后，以上所述的方法可以在短時間內(nèi)，例如幾小時內(nèi)裝入新的材料試樣重復(fù)進行。耐浸析性的變化可以很快被識別，這樣就可以迅速采取補救措施。
權(quán)利要求
1.一種材料(M)，特別是廢物處理裝置產(chǎn)生的熔粒的檢驗方法，使材料(M)置于一種液體(F)中并對其耐浸析性進行檢驗，其特征是，在放入材料(M)后，使液體(F)中至少有一個狀態(tài)值連續(xù)地、跳躍式地或周期性地變化，其中至少一個狀態(tài)值的曲線被作為檢驗曲線記錄下來；另外，使事先在未放入材料的同樣液體(F)中以相同的條件并以相同的方式改變至少一個同樣的狀態(tài)值，并且定為檢驗曲線的狀態(tài)值曲線被記錄下來作為標定曲線，從而在檢驗曲線和校驗曲線之間產(chǎn)生差別，該差別即為浸析材料(M)的穩(wěn)定性量度。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，在pH值、氧化還原電位、電導(dǎo)率和某種溶解物質(zhì)的濃度這組狀態(tài)值中至少改變其中的一個，并將這組中的一個狀態(tài)值曲線記錄下來。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是，為改變一個狀態(tài)值，向液體中加入一種或者若干種試劑。
4.如權(quán)利要求1至3中任何一項所述的方法，其特征是，狀態(tài)值的變化是自動控制的。
5.如權(quán)利要求1至4中任何一項所述的方法，其特征是使材料(M)在放入液體(F)之前預(yù)先粉碎。
6.如權(quán)利要求1至5中任何一項所述的方法，其特征是，材料(M)由液體(F)沖洗。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征是，使液體(F)在一個封閉的環(huán)路(8)中循環(huán)流動。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征是，使液體(F)在一個封閉的環(huán)路中循環(huán)流動，其壓力高于外界壓力。
9.如權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征是，在封閉循環(huán)(8)中液體(F)的溫度相對于外界溫度變化。
10.如權(quán)利要求1至9中任何一項所述的方法，其特征是，液體(F)上方的空間中充以一種保護氣體。
11.如權(quán)利要求7至10中任何一項所述的方法，其特征是，通過液體(F)的一股分流出的支流記錄狀態(tài)值的曲線。
12.如權(quán)利要求1至11中之任何一項所述的方法，其特征是，在一個過濾器(10)的后面記錄一種狀態(tài)值的曲線。
13.如權(quán)利要求1至12中之任何一項所述的方法，其特征是，使一部分液體(F)被分離并丟棄。
14.一種材料(M)，特別是廢物處理裝置產(chǎn)生的熔粒的檢驗裝置，具有一個容納液體(F)和材料(M)的容器(1)，其特征是，容器(1)具有一個用于添加可改變液體(F)狀態(tài)值的試劑(R)的開口，對容器(1)配備至少一臺用于測量和記錄狀態(tài)值檢驗曲線的測量儀(7)，并且至少使一臺測量儀(7)和一個計算單元(11)相連，以得出檢驗曲線和標定曲線之間的差別。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征是，添加試劑(R)的開口上至少有一個試劑(R)的計量裝置(5a)。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征是，計量裝置(5a)和控制單元(6)相連。
17.如權(quán)利要求14至16中之任何一項所述的裝置，其特征是，容器(1)之前設(shè)有材料(M)的粉碎裝置(4)。
18.如權(quán)利要求14至17中之任何一項所述的裝置，其特征是，容器(1)裝在具有泵(9)的液體(F)環(huán)路(8)中。
19.如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征是，在環(huán)路(8)中至少有一個測量儀(7)設(shè)置在容器(1)外部。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，其特征是，至少有一個測量儀設(shè)置在環(huán)路(8)的旁路(8a)上。
21.如權(quán)利要求19或20所述的裝置，其特征是，在測量儀(7)前裝有過濾器(10)。
22.如權(quán)利要求14至21中之任何一項所述的裝置，其特征是，容器(1)具有供多余液體(F)排出的排放口(12)。
23.如權(quán)利要求14至22中之任何一項所述的裝置，其特征是，容器(1)除接口外是封閉式的。
全文摘要
一種檢驗材料、特別是廢物處理裝置出來的熔粒的方法和裝置。材料放入一種液體內(nèi)進行耐浸析檢驗。材料放入液體后至少有一狀態(tài)參量持續(xù)跳躍或周期性變化，并將同一或另一狀態(tài)參數(shù)的曲線作為檢驗曲線錄下。另事先按同樣條件不放入材料確定一校準曲線。兩曲線之差即該材料的耐浸析性量度。用一個有至少可添加可改變液體的至少一個狀態(tài)參量的試劑的開口的容器來實施本方法。該容量至少配有與計算機相連的測量檢驗與校準曲線的儀器。
文檔編號G01M99/00GK1075800SQ9210974
公開日1993年9月1日 申請日期1992年8月21日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月13日
發(fā)明者R·阿倫斯-博特聰 申請人:西門子公司