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Reactivity of aluminium potline waste components with lateritized clay and geotechnical significance for a landfill at Wallaroo, New South Wales, Australia

  • Michael J. Knight
Management of Hazardous Chemical Waste Sites
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Abstract

The Aluminium Industry in the U.S.A. and Australia is making considerable efforts to develop treatment systems for certain solid wastes generated during the refining of aluminium. To date, there are few satisfactory long term alternatives to a secure landfill for disposal of these materials.

Studies at Wallaroo in Australia have found anin situ Tertiary weathering profile in Permian rocks that has some useful characteristics for landfill disposal. Since Oligocene-Miocene times, the rocks have been strongly and deeply weathered to clay that has a low permeability. The clays are mainly kaolinite and iron minerals with lesser amounts of gibbsite, minor chlorite, interstratified mineral and montmorillonite. The minerals are in chemical equilibrium with the groundwaters found in the weathering profile.

The effects of leachable fluoride and sodium and the high pH on the acidic clay have been studied in batch tests. Distribution coefficients and maximum adsorption capacities from batch and core tests have been measured.

High concentrations of sodium and fluoride (important leachate component) have also been passed through a compacted clay core to study effects on permeability. Decreases in permeability and true flow velocity of the NaF water compared with deionized water have been observed. The results are related to internal swelling, dispersion and consolidation characteristics.

The effects of the chemical processes on likely long-term permeability of clay liners and clay weathering products have been assessed.

Leachate from potlining waste has been reacted with the clay and found to form a new mineral phase that is expected to further reduce permeability. No adverse effects have been observed.

Keywords

Clay Kaolinite Gibbsite Maximum Adsorption Capacity Batch Test 

Réactivité des résidus de traitement de l'aluminium avec une argile latéritique. Conséquences géotechniques pour la mise en place d'une décharge à Wallaroo, New South Wales, Australie

Résumé

L'Industrie de l'aluminium fait des efforts considérables aux Etats-Unis et en Australie pour mettre au point des systèmes de traitement de certains déchets solides qui sont issus du raffinage de l'aluminium. Actuellement il existe peu de solutions satisfaisantes à long terme pour la réalisation d'une mise en dépôt sûre de ce type de matériau.

Des études menées à Wallaroo en Australie ont mis en évidence une formation d'altération tertiairein situ, dans des roches du Permien et qui présentent des caractéristiques intéressantes pour la mise en place d'une décharge. Depuis l'Oligocène-Miocène ces roches ont été fortement et profondément altérées et transformées en une argile à faible perméabilité. Les constituants argileux sont essentiellement de la kaolinite et des minéraux férriques, de la gibbsite en quantité plus faible ainsi qu'un peu de chlorite, d'interstratifiés et de montmorillonite. Les minéraux sont en équilibre chimique avec les eaux souterraines prélevées dans la formation d'altération.

Les effets du fluorure et du sodium lixiviables et du pH élevé sur l'argile ont été étudiés par des essais sur échantillons remaniés. Les coefficients de distribution et les capacités maximales d'adsorption ont été mesurés sur échantillons remaniés et sur carottes.

On a également fait passer à travers une carotte d'argile compactée des concentrations élevées de sodium et de fluorure (composant de lixiaviation important). On a observé des diminutions importantes de la perméabilité et de la vitesse d'écoulement réelle de l'eau contenant NaF par rrapport à de l'eau déminéralisée. Ces résultats sont attribués au gonflement interne et aux caractéristiques de dispersion et de consolidation.

Les effets des processus chimiques sur la perméabilité probable à long terme des niveaux argileux ont été envisagés. Les produits de lixivation des déchets de traitement réagissent sur l'argile en formant une phase minérale nouvelle dont on pense qu'elle réduira à terme la perméabilité. Aucun effet contraire n'a été observé.

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Copyright information

© International Association of Engineering Geology 1988

Authors and Affiliations

  • Michael J. Knight
    • 1
  1. 1.Engineering Geology School of Applied GeologyUniversity of N.S.W.KensingtonAustralia

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