[發(fā)明專利]一種用于治理重金屬污染的固化劑及重金屬固化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310364527.8
• 申請日: 2013-08-20
• 公開（公告）號: CN104418560B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李詩剛;龔亞龍;楊泳;王麗;朱蔚利;郭震;張志卿;周順桂
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市鐵漢生態(tài)環(huán)境股份有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B28/10
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標(biāo)代理有限公司44217
• 代理人: 郭偉剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及固體廢物污染治理領(lǐng)域，特別涉及一種用于治理固體廢物重金屬污染的固化劑及重金屬固化方法。

背景技術(shù)

固體廢物的污染治理是我國當(dāng)前環(huán)保工作的重點和難點之一，特別是廢棄冶煉礦渣、垃圾焚燒飛灰、工業(yè)廢水污泥等含重金屬的固體廢物，若處置不當(dāng)，將對水體、大氣和土壤造成嚴重污染，甚至嚴重威脅人民群眾身心健康。但是由于重金屬在環(huán)境中不會降解，在不同的環(huán)境條件下易發(fā)生形態(tài)和價態(tài)的變化，其活性、遷移性、生物毒性也會有很大差別，因此，重金屬污染治理十分困難。

現(xiàn)有的重金屬污染治理技術(shù)種類繁多，一般可分為物理方法、化學(xué)方法、生物方法，但是受治理成本、治理周期及治理效果等方面的限制，大多數(shù)治理技術(shù)僅停留在實驗室研究階段，真正在實際工程上應(yīng)用最多的是重金屬固化處理技術(shù)。重金屬固化處理技術(shù)指運用物理或化學(xué)的方法將土壤中的有毒重金屬固定起來，或者將重金屬轉(zhuǎn)化成化學(xué)性質(zhì)不活潑的形態(tài)，阻止其在環(huán)境中遷移、擴散等過程，從而降低重金屬的毒害程度的修復(fù)技術(shù)。

基于重金屬固化處理技術(shù)，國內(nèi)外已開發(fā)出了多種重金屬固化劑。這些固化劑大多以水泥和石灰為主要膠凝材料，兩者占固化劑成分的50%以上。另外也有一些固化劑添加高分子量的吸附材料作為輔助，對重金屬有一定的吸附作用。但是，這些固化劑普遍存在用量大（固化劑與固體廢物的比例甚至達到1:1）、成本高（需采購工業(yè)化學(xué)品）、固化體的抗壓強度、抗沖擊性、抗浸泡性和抗凍融性等性狀不理想，長期固化效果差等缺點。

CN101921090A的中國專利公開了一種重金屬污染底泥固化劑及其固化方法，所用固化劑包括粉煤灰和水泥，質(zhì)量比為1：(0.5～11)，固化劑用量為底泥的0.4～1.5倍，養(yǎng)護時間在25天以上。CN102989741A的中國專利公開了一種重金屬固體廢棄物固化劑的制備方法，所用固化劑的成分，重?zé)趸V粉30～45%，磷酸二氫鉀25～30%，硼砂3～5%，粉煤灰8～10%，重金屬固體廢物19～25%，治理成本較高。申請?zhí)朇N200910312110.0的中國專利介紹了以工業(yè)廢棄物為主原料的綠色環(huán)保土壤固化劑及其使用方法，該固化劑使用的工業(yè)廢棄物包括粉煤灰，高爐礦渣或硅微粉，含量為40～70%，另外添加預(yù)糊化淀粉10～30%，聚丙烯酸鈉10～30%。該固化劑與水混合成淤泥狀噴施與施工面，可以固化土壤并能種植綠化植物，但對重金屬的固化效果不佳，酸性條件下，重金屬重新溶出。

因此，如何在重金屬固化的過程中減少固化劑使用量、降低處理成本，同時提高重金屬的固化效果，降低其浸出毒性（尤其是在酸性條件下的浸出毒性），對于重金屬固化修復(fù)技術(shù)具有極為重要的實際應(yīng)用價值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有技術(shù)中重金屬固化劑使用量較大，處理成本較高，且固化效率不顯著等問題，提供一種用量少，處理成本低且固化效率較高的重金屬固化劑及固化方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：配制一種用于治理固體廢物中重金屬污染的固化劑，固化劑包括30～70質(zhì)量份的固化骨架材料、20～60質(zhì)量份的固化膠凝材料，5～10質(zhì)量份的固化促進劑。

在本發(fā)明提供的固化劑中，優(yōu)選地，固化骨架材料包括粉煤灰、高爐礦渣、電石渣、煅燒煤矸石粉中的一種或幾種；固化膠凝材料包括普通硅酸鹽水泥、石灰中的一種或兩種；固化促進劑包括磷酸氫鉀、磷酸氫鈉、硫酸鋁的一種或幾種。

在本發(fā)明提供的固化劑中，優(yōu)選地，固化骨架材料為40～60質(zhì)量份，固化膠凝材料為30～40質(zhì)量份。

在本發(fā)明提供的固化劑中，優(yōu)選地，固化膠凝材料還包含有添加劑，添加劑含有沸石、硅藻土、膨潤土、海泡石、高嶺土、蒙脫石等高吸附粘土礦物中的一種或幾種，作為重金屬吸附材料；添加劑為固化劑的0～10質(zhì)量份。

在本發(fā)明提供的固化劑中，優(yōu)選地，固化骨架材料的比重大于或等于固化膠凝材料的比重。

在本發(fā)明提供的固化劑中，優(yōu)選地，固化骨架材料、固化膠凝材料的原料為工業(yè)廢棄物和天然礦物，均磨細過60目篩。

本發(fā)明還提供了一種用于治理固體廢物中重金屬污染的重金屬固化方法，該方法包括如下步驟：

S1、將30～70質(zhì)量份的固化骨架材料和20～60質(zhì)量份的固化膠凝材料磨細過60目篩后，與5～10質(zhì)量份的固化促進劑充分混合，制備上述固化劑；

S2、將固化劑與固體廢物混合，固化劑的用量為固體廢物干重的30～50%，然后加入水?dāng)嚢璩珊隣睿纬晒袒w；