A microencapsulation process of liquid mercury by sulfur polymer stabilization/solidification technology. Part II: Durability of materials

Abstract

Under the European LIFE Program a microencapsulation process was developed for liquid mercury using Sulfur Polymer Stabilization/Solidification (SPSS) technology, obtaining a stable concrete-like sulfur matrix that allows the immobilization of mercury for long-term storage. The process description and characterization of the materials obtained were detailed in Part I. The present document, Part II, reports the results of different tests carried out to determine the durability of Hg-S concrete samples with very high mercury content (up to 30 % w/w). Different UNE and RILEM standard test methods were applied, such as capillary water absorption, low pressure water permeability, alkali/acid resistance, salt mist aging, freeze-thaw resistance and fire performance. The samples exhibited no capillarity and their resistance in both alkaline and acid media was very high. They also showed good resistance to very aggressive environments such as spray salt mist, freeze-thaw and dry-wet. The fire hazard of samples at low heat output was negligible. KeywordsMercury; Sulfur polymer stabilization/solidification (SPSS); Durability; Water absorption; Salt aging; Freeze-thaw.Proceso de microencapsulación de mercurio líquido mediante tecnología de estabilización/solidificación con azufre polimérico. Parte II: Durabilidad de los materiales ResumenDentro del Programa Europeo LIFE, se ha desarrollado un proceso de microencapsulación de mercurio liquido, utilizando la tecnología de estabilización/solidificación con azufre polimérico (SPSS). Como resultado se ha obtenido un material estable tipo concreto que permite la inmovilización de mercurio y su almacenamiento a largo plazo. La descripción del proceso y la caracterización de los materiales obtenidos, denominados concretos Hg-S, se detallan en la Parte I. El presente trabajo, Parte II, incluye los resultados de los diferentes ensayos realizados para determinar la durabilidad de las muestras de concreto Hg-S con un contenido de mercurio de hasta el 30 %. Se han utilizado diferentes métodos de ensayo estándar, UNE y RILEM, para determinar propiedades como la absorción de agua por capilaridad, la permeabilidad de agua a baja presión, la resistencia a álcali y ácido, el comportamiento en niebla salina, y la resistencia al hielo-deshielo y al fuego. Las muestras presentaron una capilaridad extremadamente baja y una resistencia alta tanto a álcali como a ácido. También mostraron una elevada resistencia en condiciones ambientales muy agresivas como niebla salina, hielo-deshielo y humedad-sequedad. Palabras claveMercurio; Estabilización/solidificación con azufre polimérico (SPSS); Durabilidad; Absorción de agua; Niebla salina; Hielo-deshielo.

Recent Progress on Ex Situ Remediation Technology and Resource Utilization for Heavy Metal Contaminated Sediment

“…The thermoplastic polymer process uses the property of thermoplastic polymers to become flowing when heated and solid when cooled to encapsulate contaminants. Non-thermal encapsulation is to physically separate the wastes from the environment, such as organic polymer microencapsulation processes and macroencapsulation/containerization [ 134 , 135 ].…”

Polymers Made by Inverse Vulcanization for Use as Mercury Sorbents

“…An alternative approach is the long-term stabilization and storage of the mercury bound to the sorbent. [75][76][77][78] This is of particular relevance to elemental mercury, which is often the final product obtained in mercury recovery units in industry operations and waste management facilities. As restrictions on the use and trade of elemental mercury increase, there will be a need for a long-term strategy for mercury storage and management.…”

“…The mercury sulfide product, stabilized in monolithic blocks of sulfur, is also resistant to water and freeze-thaw processes that would otherwise result in leaching. 76,78 This immobilization and low-leaching renders the mercury product essentially non-hazardous. 78 Polymers made by inverse vulcanization have potential for similar processing and long-term storage, particularly for remediation of elemental mercury.…”

La metalurgia del mercurio en Almadén: desde los hornos de aludeles a los hornos Pacific

“…Se estima que han producido la tercera parte del mercurio consumido por la Humanidad (Hylander y Meili, 2003). Debido a su alta toxicidad, a principios de este siglo, el Consejo de Gobierno del Programa de Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) implantó su Programa del Mercurio como instrumento de control internacional sobre las actividades con mercurio, quien estableció una serie de decisiones a partir de 2001 que incluían la prevención, minimización y gestión de residuos de mercurio, así como su almacenamiento a largo plazo y eliminación (López-Delgado et al, 2012). La Unión Europea, alentada y mediada por informes científicos que demuestran el potencial dañino del mercurio para la salud, puso en marcha la Estrategia Comunitaria sobre el mercurio, cuyo objeto es disminuir su impacto y sus riesgos para el medio ambiente y la salud humana.…”