[發明專利]穩定消化廢料使之再生結構產品用的外加劑－黏合材料

無效

• 申請號: 200610076648.2
• 申請日: 2006-04-28
• 公開（公告）號: CN101062847A
• 公開（公告）日: 2007-10-31
• 發明（設計）人: 李智
• 申請（專利權）人: 李智;任偉立;郭寅寶
• 主分類號: C04B12/02
• 分類號: C04B12/02;B09B3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用于穩定與消化松散廢料包括低度放射性和混合廢料并解決廢料再生結構產品的方法。

背景技術

低度混合廢料含有危險的化學物質和低度放射性物質。一般來說，混合的廢物流含有水合液體、不均勻的碎片、無機廢渣和顆粒、有機液體和土壤。僅國內大城市產生的混合廢料在接下來五年的投放體積估計大約一百二十萬立方米。

穩定這些混合的廢料需要有效穩定外殼的兩相。

穩定和存放這些混合的廢料的一般方法需要在至少1850℃的溫度下燃燒至少12小時，制成陶瓷模體。但是，這種與高溫有關的方法成本很高。另外，廢物流的玻璃化常常導致廢物流中所含的揮發性組分燃燒。這樣的燃燒會產生不希望的二次廢物流。

一種用于生產具有陶瓷類性質的水泥的體系不需要用于最終結晶的高溫。但是，該方法導致在加工和存放過程中釋放腐蝕容器的氨，并且如果廢料含有硝酸鹽還會產生爆炸成分。

發明內容

本發明利用外加劑來穩定并包封廢料的方法具有許多超過常規波特蘭水泥、薄漿→聚合物→和陶瓷包封技術的優點。陶瓷包封體系特別具有吸引力之處在于在這些體系中形成的鍵是離子型或者共價型的并因此比波特蘭水泥中的水合鍵更強。因為采用外加劑的廢料穩定化是基于化學穩定和物理穩定，這些最終廢物體的游離性質優于主要以物理包封為基礎的上述廢物體。與前面的玻璃化的要求不同，放熱陶瓷加工方法不需要熱處理或者提供熱，結果實現了溫總理提倡的廢料的穩定化及本身經濟化，且無需龐大的設備和運輸步驟，就地取材、因地制宜大方針，做到了優質高產低能耗。在節約人力、節約設備、節約原材料(特別是貴重金屬)、縮短生產周期、保證產品質量等方面，此種外加劑都起到一定的作用，因而其有廣泛的應用范圍。

常規廢料生產方法的另一個缺點是這類體系造成了低pH條件。例如，酸堿化合物包封反應在較強的酸性條件下開始，pH接近于0。這類強酸條件對HgS是不穩定的，使其在物理包封之前可瀝濾。低pH條件還造成CaCO₃分解。

值得注意的是本領域所提供松散廢料穩定化和固化的方法，體現在包封工藝過程中不產生大量的熱。須在溫和的pH條件下操作以便有利于穩定在低pH條件下不穩定的廢料。最終產物必須在水合體系中具有低的浸提性和高的耐久性。簡短地，○利用生產來自包含燒成菱鎂石堿性氧化物或氫氧化物的與含有鉀長石成分的礦物粉末為原料，與磷酸混合反應后產生一個漿糊狀流體，最終聚合材料結構為固體，即含有鎂磷成分的外加劑○利用生產來自包含燒成菱鎂石堿性氧化物或氫氧化物粉末為原料，該粉末再與酸性磷酸鹽混合在一起反應后產生一個漿糊狀流體，最終聚合材料結構為固體，即鎂磷成分的外加劑。試驗樣品的抗壓強度達2224-5809psi，固化時間7-28d，表明其用作建筑結構具有非常好的前景，利用含有鉀、鈣、鈉、鎂、化合物反應，使各種廢料資源化在技術上是可行的。簡單的講，是可以替代以液態下結構存在的，須高溫加工才能得到的黏合材料。使不能生物降級和有時有危險的物料，都能再用于結構體中。從而達到使用無危害的作用。

磷鎂成分外加劑的主要化學成分為鎂磷酸鹽，以下簡稱外加劑其分子結構及性能與海泡石很相似，其基體相呈具有四面體隨機分布的網絡結構，含有一價堿金屬離子與磷酸根離子分布于網絡孔隙之間以平衡電價。網絡的基本結構單元可為硅磷鏈，正是由于鏈狀結構，且能夠與礦物顆粒表面的鎂和硅四面通過脫羥基作用形成化學鍵，具有有機化合物和無機化合物的共性。材料強度高，硬化快，其耐壓強度＞59.8MPa，抗折強度＞245Mpa，抗腐蝕性與耐久性能好分解率最低優于其它材料，滲透率極低/多空隙＜5％體積/密1.239-1.32(g/cm3)，可固化有毒廢料，可用于固封有毒金屬及放射性核廢料。外加劑對重金屬離子主要為物理封固，次為化學封固。尾礦和礦泥形成聚合物后，金屬離子的浸出率大大降低。工業固體廢料制成礦物聚合材料，其中的有毒元素或化合物即被固化于材料內部。由于此類材料的耐腐蝕及耐氣候多變的性能優良，因而不會對周圍環境造成新的污染。低收縮率、低膨脹率和抗潮濕性可與波特蘭水泥相比，磷鎂聚合體的收縮率要低的多。耐高溫和低導熱率。磷鎂聚合體的耐火度＞1200熱導系數0.24-0.3W/M與輕質耐火粘土磚相近0.3-0.438W/MK所用原料為天然氧化鎂礦物或工業固體廢料，因而材料具有很好的防火性能。作為建筑結構材料，可滿足防火阻燃的消防要求。抗凍性經過4H在零下20度冷凍其結果3％的NaCl被使用了作為除冰器，研究顯示磷鎂聚合體結冰的解凍的抗凍能力比波特蘭水泥強的多。