[發(fā)明專利]處理海洋沉積物的方法及所得固體產(chǎn)物在砂漿或混凝土中的應(yīng)用

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200980139211.0
• 申請(qǐng)日: 2009-09-29
• 公開（公告）號(hào): CN102171157A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 皮埃爾·卡薩特;埃曼努埃爾·莫迪洛;布魯諾·萊羅蘭德
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 法蘭西水泥公司
• 主分類號(hào): C04B18/02
• 分類號(hào): C04B18/02;C04B28/04;C04B28/06;C04B28/14;C04B28/16
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11219
• 代理人: 張穎;樊衛(wèi)民

本發(fā)明涉及處理海洋或河流疏浚沉積物、特別是港區(qū)沉積物以固化它們的方法，并且還涉及如此獲得的固體材料在砂漿或混凝土中的應(yīng)用。

港灣正變得越來(lái)越受累于海洋沉積物，海洋沉積物阻塞了它們，并且引起潛在毒性物質(zhì)的蓄積。環(huán)境法規(guī)(GEODE，倫敦公約)禁止將這些污染的沉積物傾倒入海，并且強(qiáng)制要求港務(wù)當(dāng)局在陸地上存放和處理這些材料。

然而，這些材料在原始狀態(tài)時(shí)的流動(dòng)性非常高(它們的確含有40％-80％的海水)，使得它們非常難以在陸地上進(jìn)行操作和處理。而且，這些沉積物可能含有大量重金屬，尤其是砷、鉻和鉛，以及每公斤所述沉積物的固體干物質(zhì)約數(shù)十毫克的量的鋅、銅、鎘和汞。這些沉積物可能還含有PCB。它們的粒度非常細(xì)，小于一毫米，其平均粒度往往接近數(shù)十微米。

由于海洋沉積物不可以浸入海洋中，特別是當(dāng)它們被污染時(shí)，因此已經(jīng)設(shè)想了各種處理這些沉積物的方法，尤其希望將液態(tài)的原始污染沉積物轉(zhuǎn)化為更固態(tài)并因而易于操作的材料。

目前最常用的處理方法之一是通過(guò)與生石灰反應(yīng)進(jìn)行處理。這是因?yàn)槭遗c沉積物中存在的水瞬時(shí)發(fā)生大量放熱的反應(yīng)(溫度增加可達(dá)140℃)，形成氫氧鈣石Ca(OH)₂。伴隨該沉淀物的產(chǎn)生的沉積物中游離水的去除以及由放熱導(dǎo)致的游離水的蒸發(fā)，使得沉積物被部分干燥，因此也使得其可操作性更強(qiáng)。

例如，用濃度約20％的生石灰處理海洋沉積物的確允許非常迅速地使沉積物在小于2h內(nèi)能夠被操作。然而，這兩小時(shí)后，其質(zhì)構(gòu)(texture)的改變很小，或者完全沒有。

此外，生石灰因其是通過(guò)劇烈且危險(xiǎn)的過(guò)程而轉(zhuǎn)化為熟石灰的，所以是極端危險(xiǎn)的產(chǎn)品。因此，其必須小心謹(jǐn)慎地運(yùn)輸和使用。放出的熱是這樣的，當(dāng)其熄滅時(shí)，水可能開始沸騰，并噴射出腐蝕性石灰。在新的歐洲化學(xué)品法規(guī)REACH的情況下，生石灰(或富石灰)可以屬于危險(xiǎn)物質(zhì)分類，或者對(duì)于它，至少要求制造商證明其能夠以安全的方式使用。

在用石灰處理之后，已處理的沉積物通常被卸到垃圾填埋場(chǎng)，而沒有被利用。

以前就觀察到，疏浚沉積物，特別是獲自港區(qū)的那些沉積物，含有高水平的重金屬。因此，經(jīng)石灰處理的沉積物在進(jìn)行浸提時(shí)具有大的可溶部分，并且可以隨著時(shí)間釋放出重金屬。因此必須將它們送到專門的垃圾填埋場(chǎng)(最終廢棄物貯存中心)。

因此，確實(shí)需要提供這樣的處理方法，其一方面利用在使用時(shí)危險(xiǎn)性比生石灰小的處理組合物，另一方面可以獲得抗浸提、主要是重金屬的浸提的處理過(guò)的沉積物。

本發(fā)明相應(yīng)地提供了為了獲得易于處理的固體材料的目的，處理海洋或河流疏浚沉積物、特別是其游離水含量在40重量％至80重量％之間的港區(qū)沉積物的方法，所述方法特征在于其包括以下連續(xù)步驟：

-使所述沉積物與處理組合物混合，所述處理組合物包含硫鋁酸鹽粘合劑和至少一種選自硫酸鹽源和硫鋁酸鹽粘合劑的水合反應(yīng)催化劑的其它組分，

-使所述混合物凝固、產(chǎn)生游離水含量小于20重量％的密實(shí)混合物的步驟，

-然后將所述密實(shí)混合物分級(jí)。

處理組合物可以包含：

-硫鋁酸鹽粘合劑和硫酸鹽源，或

-硫鋁酸鹽粘合劑和所述硫鋁酸鹽粘合劑的水合反應(yīng)催化劑，或

-硫鋁酸鹽粘合劑，硫酸鹽源和所述硫鋁酸鹽粘合劑的水合反應(yīng)催化劑。

在根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)方法中，包含硫鋁酸鹽粘合劑和硫酸鹽源以及任選的催化劑的處理組合物是使用時(shí)危險(xiǎn)性比生石灰小的組合物。該組合物可以用簡(jiǎn)單的程序與沉積物一起使用，所述程序包括將沉積物與所述組合物在環(huán)境溫度下簡(jiǎn)單混合。凝固步驟是使混合物靜置的步驟，在此期間，硫鋁酸鹽粘合劑在疏浚沉積物中的大量游離水存在下發(fā)生水合。

因此，在持續(xù)時(shí)間為大約1至7天的凝固步驟之后，獲得了游離水含量相對(duì)于初始沉積物減少的變干的固態(tài)密實(shí)混合物。該游離水含量通常小于總混合物的20重量％，甚至可以達(dá)到僅為10重量％。

最后，該密實(shí)混合物被分級(jí)，供后續(xù)使用(鏟放或其它用途)。