用于含石棉材料的生化变性方法技术

本发明专利技术涉及用于处理含石棉材料的方法，该方法能够使石棉转化为惰性产品(即对人类健康无害)，该惰性产品可以用作后续工业加工的原料或作为直接销售的工业产品。该方法包括以下步骤：通过使食品工业废料经受混合的细菌和真菌生长和/或发酵，来制备酸性溶液/悬浮液；和利用从所述混合发酵中得到的所述酸性溶液/悬浮液在120‑170℃下和2‑10巴的压力下处理含石棉材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于含石棉材料的生化变性方法
本专利技术涉及用于处理含石棉材料的方法，该方法能够把石棉转化成惰性产品(即对人类健康无害)，该惰性产品可以用作后续工业加工的原料或作为直接销售的工业产品。
技术介绍
石棉是归因于具有纤维结构并属于硅酸盐类的几种天然矿物的商业名称。在现代，广泛地使用这些矿物中的一些，因为它们优良的技术性能：它们具有良好的耐热和耐火性，对化学和生物制剂的作用以及磨损和磨损，显示出高机械强度和良好的柔韧性，容易与建筑材料粘结，并具有良好的吸声和隔热性能。因为这些性能及其低成本，在交通工具和家庭领域中，石棉被广泛用于制造产品和工业和建筑应用。具体地，将原纤维进行处理，以获得适用于多种用途的各种产品。在这些产品中，石棉纤维可以是自由地，或强结合或弱结合地。如果它们被弱结合，它们被称为易碎材料，由于其差的内部凝聚力，仅用手压即可将其粉碎。如果它们被强结合，它们被称为致密材料，其仅能在机械的帮助下被粉碎成粉末。在易碎基质中的材料无疑是最危险的，因为纤维极容易分散到空气中并被吸入。在致密基质中的石棉，鉴于其性能，不倾向于释放纤维，并且只有当其被磨损，变质或锯断时才会出现危险情况。有很多类型的具有极其多样和差异性特点和用途的含石棉材料(ACM)。美国联邦公报列出了超过3000件含有石棉的成品。ACM可以分成三类：(a)表面材料：这些材料包含为隔音、隔热和装饰目的通过散布在表面(承重元件、墙壁、天花板)而喷涂或分散的ACM；(b)隔热材料：这些材料包括ACM，其用于防止水冷却系统以及加热、通风和空调系统中的管道、导管、锅炉、罐和各种部件中形成冷凝水；(c)多样材料：该类包括所有其他的ACM，例如在假天花板内、护套内、织物等内。石棉毫无疑问最广泛地用于建筑部门，具体地以石棉和水泥的复合物形式，或者所谓的石棉水泥。此外，为了避免或限制发生火灾时对建筑物的损伤，石棉通过喷涂和扩散技术而大量用作梁或地板上的涂层。耐热混合物由不同百分比的石棉、其他材料(蛭石，砂或纤维素纤维)和粘合材料(石膏和/或碳酸钙)组成：最终是连续层，触摸柔软，颜色从深灰色变化到白色。石棉矿物在水泥用作水泥砾岩(cementconglomerates)中用作添加剂，以改进其机械特征：它们通常是波特兰水泥、水、集料和温石棉、青石棉和/或铁石棉(更少见)的纤维，直到最终只用温石棉。根据所得到的产品类型，石棉含量是变化的，并可以达到50wt％。现在，这是一个普遍公认的事实：在生活和工作环境中存在的材料中，石棉是对人类健康危害最大的一种材料；这种危害导致普遍影响呼吸道的严重病理。虽然在上世纪初就已经假定了吸入空气中的石棉纤维与特定疾病的发病之间的病因联系，但是直到1990s，在各国才引入符合材料危险性的法规。考虑到工业操作者多年来发展的职业病所带来的极高的社会成本，确定这种原材料对工人造成的危害迫使世界上所有国家的政府解决这个问题。应该注意到，含石棉废物(ACW)在垃圾填埋场的积累不能解决该问题，而只是把它传给后代：因此设计一个方案使ACW转化并随后用作生产从环境角度来看是完全安全的新产品的材料。除了ACW“惰性化”和“分离”之外，目前正在使用一些方法，这些方法适用于转化ACW，并具有完全消除其危险性的目的。“惰性化”方法包括在不同性质的基质中进行调节过程，其防止石棉纤维在环境中的分散，而“转化”方法直接作用于矿物的纤维结构自身，将其转化为对人类健康无害的其他相态。主要的ACW转化方法是基于酸和热的作用的化学处理和机械化学处理，虽然近年来也设计了生物化学和微生物学方法。至今为止，关于酸处理，已经开发了各种方法，其设计使用有机酸和矿物酸来转化ACW，从而获得在陶瓷工业中可再循环和经常可重复使用的二次材料。具体地，已经对矿物酸的效果，例如氢氟酸、盐酸和硫酸，以及有机酸的效果，例如甲酸和草酸进行研究。关于热处理，众所周知，石棉材料在高温下不稳定。例如，温石棉在大约600℃具有失去羟基，并被转化成不同惰性矿物相的倾向，该不同的惰性矿物相为镁橄榄石，在820℃重结晶。这个原理的应用使得人们可以通过在800-950℃温度下、在炉中处理而从ACW获得惰性材料。进一步地，如果在压实材料之前进行加热，结晶的最终定向障碍使最终产品用作电绝缘或耐火材料。这个方法取名为陶瓷化。还能够通过多个步骤来获得ACW的玻璃体，这些步骤基于将含石棉废物与不同添加剂在宽的温度间隔内(1300-1800℃)熔融，随后快速冷却产生具有无定形玻璃体结构的惰性材料。但是，这个方案需要大量能量，以使熔化炉具有极高的稳定温度。另一方面，在体外陶瓷化中，在1300至1400℃之间将废物与特定添加剂熔融在一起，例如高炉矿渣或工业污泥，形成具有高金属含量的混合物。并将由此得到的矿渣在受控温度下结晶：这样，获得具有非常高的机械强度的产品，特别适用于建筑、机械和化学工业的涂层和保护表面。另一种技术包括所谓的锂化，其基于在1300-1400℃的温度下将来自铁路车厢的绝缘去除的ACW熔融。缓慢冷却导致辉石、橄榄石和氧化铁的结晶。处理的最终结果是产生惰性材料，其可回收用于各种应用。关于生物处理，已经在体内和体外研究了苔藓和地衣对含石棉纤维的岩石基质的微生物作用：地衣和真菌菌丝能够渗透和分泌化学化合物(草酸是主要代谢物之一)，其中的一些可以改变石棉纤维的矿物结构(例如见S.E.Favero-Longo,M.Girlanda,R.Honegger,B.Fubini,R.Piervittori的文章；MycologicalResearch,Vol.111,Issue4,pp.473-481(2007))。已经开发了利用细菌，特别是干酪乳杆菌和植物乳杆菌转化石棉的微生物方法(见I.A.Stanik,K.Cedzyńska,S.的文章；FreseniusEnvironmentalBulletin,Vol.15,Issue7,pp.640-643(2006))。该方法基于将温石棉的结晶层中存在的水镁石(镁-氧)的结晶层分解，作为使用的细菌培养物的间接代谢的结果。结晶层的分解似乎由于反应环境的酸化，由于也包括乳酸在内的细菌分泌的代谢物的存在。通过用大大过量存在的H+替代Mg2+离子来实现假设的反应机制。由此释放的镁与存在的乳酸反应形成可溶性盐。一个用于分解石棉水泥产品中包含的石棉纤维(主要温石棉)的微生物方法被一家在分析领域特别是生态创新领域经营的公司，ChemicalCenterS.r.l.获得专利(Europeanpatent:EP2428254)。该方法设想使用具有酸性pH的耗尽量的乳清以分解水泥相(85％)并释放其中包含的石棉纤维(15％)，纤维随后在水热法中通过进一步耗尽量的乳清被变性并分解成镁离子和硅酸盐。整个方法可以分为两步：1)分解碳酸钙，以在水中释放石棉纤维和2)分解石棉纤维。不幸的是，迄今为止已知的用于转化含石棉材料(ACM)的方法存在不可忽视的缺点。具体地，酸处理导致大量废品的积累，这也需要被处理。进一步地，应该记住，为了处理百万吨的ACW(仅意大利领土的估计约为20百万至30百万吨)，将需要使用大量的试剂，这将导致不可忽视的环境风险和非常高的成本。关于热处理，除需要大量能量使炉子达到非常高的稳本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于处理含石棉材料的方法，该方法包括：通过使食品工业废料经受混合的细菌和真菌生长和/或发酵，来制备酸性溶液/悬浮液；用通过在120‑170℃的温度和2‑10巴的压力下混合发酵获得的所述酸性溶液/悬浮液处理含石棉材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.29 IT MI2014A0007891.用于处理含石棉材料的方法，该方法包括：通过使食品工业废料经受混合的细菌和真菌生长和/或发酵，来制备酸性溶液/悬浮液；用通过在120-170℃的温度和2-10巴的压力下混合发酵获得的所述酸性溶液/悬浮液处理含石棉材料。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用醋酸醋杆菌种类的细菌和酿酒酵母种类的酵母进行所述混合生长和/或发酵。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，单独地或组合地利用以下一种或多种细菌种类，和醋酸醋杆菌种类一起，进行所述混合生长和/或发酵：酿酒酵母、丙酸杆菌、双歧杆菌、假单胞菌属、气单胞菌属、光杆菌属、无色杆菌属、希瓦氏菌属、黄单胞菌属、弧菌属、黄杆菌属、肠杆菌科、芽孢杆菌属、梭菌属、热乳杆菌、微球菌属、乳酸菌和分类为食品工业废物中存在的极端嗜酸菌和嗜酸菌的微生物。4.根据前面任一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述食品工业废料选自：来自醋生产的液体/固体废物，来自葡萄酒生产的液体/固体废物，来自油生产的废物，优选造纸废水，来自水果和蔬菜加工和保存的液体/固体废物，优选用于烫洗番茄皮和柑橘果皮的水，来自啤酒、饮料和果汁生产的液体/固体废物，来自油...

【专利技术属性】
技术研发人员：诺贝托·罗韦里，伊西多罗·乔治·莱西，桑德拉·彼得拉罗亚，弗朗西斯科·德·劳伦蒂斯，马可·莱利，奥迪拉·梅齐尼，朱利亚·蒙泰布尼奥利，塞勒涅·梅利，伊洛斯·达蒙，罗伯托·加莱拉尼，
申请(专利权)人：LEBSC公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT