1.2. Werkingsprincipe

Sinteren is een thermisch immobilisatieproces waarbij het gedroogde slib of bagger- en ruimingsspecie dusdanig wordt verhit dat er net geen volledige smelting van het basismateriaal optreedt. De temperatuur wordt echter dermate lang aangehouden dat een begin van vervloeiing van de minerale slibdeeltjes optreedt zodat het geheel tot een vast materiaal verkit tijdens de kristallisatiefase. Tijdens deze verhittingsfase worden de organische verontreinigende stoffen verbrand en verdwijnen de bindingsplaatsen van de zware metalen (organisch materiaal wordt afgebroken, kleimineralen worden omgevormd en oxiden/hydroxiden worden gedeeltelijk gesmolten). Enkele anorganische componenten zoals cadmium en kwik zullen evenwel vervluchtigen tijdens de opwarming. Onder oxiderende omstandigheden zullen de meeste metalen in oxidevorm in de smelt achterblijven en tijdens de kristallisatiefase geïntegreerd worden in het silicaatrooster. Onder reducerende omstandigheden vervluchtigt een groter deel van de zware metalen terwijl de overige metalen in het immobilisaat worden vastgelegd. Bij sintering wordt een stabiele fase gevormd doordat de korrels van de specie aan mekaar kleven. Hier kunnen 2 verschillende vormen vastgesteld worden:

• De droge sintering: de verkitting is voornamelijk het gevolg van chemische reacties en rekristallisatie van de mineralen. Men spreekt van een keramisch product en dit wordt bereikt als men het bakproces stopt op een temperatuur van 950 tot 1050 °C.
• De natte sintering: als de verhitting lichtjes verder wordt verhoogd (1050 tot 1200 °C) treedt een gedeeltelijke smelting op. Bestanddelen van de specie met een laag smeltpunt gaan dan over in de viskeuze fase en dringen in de poriën tussen de nog niet gesmolten bestanddelen. Bij dit proces ontstaat een product met een hoge sterkte. Er wordt een verglaasde huid gecreëerd waardoor het wateropnemend vermogen daalt en de druksterkte verhoogt.

De temperatuurscontrole is zeer belangrijk omdat er bij een te hoge temperatuur vervloeiing optreedt waardoor de vorm van het product kan wijzigen. Immobilisatieprocessen hebben het voordeel dat er producten worden gerealiseerd die vrij toepasbaar zijn in bouwkundige projecten.

Het thermisch immobilisatieproces (voorverwarming, sintering en afkoeling) wordt voorafgegaan door een voorbehandeling (bv. fractiescheiding, ontwatering, mengen, vormgeving, droging). Na de sintering zijn de metalen over het algemeen voor meer dan 99% geïmmobiliseerd. Ook bij het verpulveren van het kunstgrind is er geen sprake van een verhoogd uitlooggedrag. Metalen die als anion voorkomen (arseen, molybdeen, vanadium) kunnen echter wel uitlogen en een belemmering vormen voor toepassing in ongebonden vorm. Ook zouten zoals sulfaten en chloriden kunnen uit het product uitlogen.