[發(fā)明專利]用于廢棄物中重金屬離子固化的水泥基材料及其使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310744165.5
• 申請(qǐng)日: 2013-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN103803921A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周永祥;王晶;何更新;王偉;趙霄龍;王永海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國建筑科學(xué)研究院;建研建材有限公司
• 主分類號(hào): C04B28/08
• 分類號(hào): C04B28/08
• 代理公司: 北京眾合誠成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 龔燮英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于廢棄物中重金屬離子固化的水泥基材料及其使用方法，屬于水泥基材料及其使用方法技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

我國每年產(chǎn)生數(shù)十億噸的廢棄物，包括工業(yè)廢渣、建筑垃圾、城市廢棄物等。然而，由于廢棄物來源廣、成分復(fù)雜，且可能含有多種對(duì)環(huán)境和人體健康有害的物質(zhì)，較為典型的是重金屬離子（Pb、Cr⁶⁺、Hg、Cd）、浸出性毒性物質(zhì)等。這些物質(zhì)將對(duì)人類的健康產(chǎn)生負(fù)面的影響，嚴(yán)重的會(huì)致癌、致畸。而混凝土又大量用于人居環(huán)境中，混凝土的生產(chǎn)應(yīng)用首先要保證其具有可靠的環(huán)境安全性，即不會(huì)對(duì)環(huán)境和人體健康產(chǎn)生危害。這不僅是以人為本和對(duì)人民生命財(cái)產(chǎn)負(fù)責(zé)的要求，也是促進(jìn)再生建材推廣利用和發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的技術(shù)基礎(chǔ)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了提供一種能有效地阻止廢棄物中的重金屬物質(zhì)逸出，極大地降低重金屬離子浸出濃度，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)環(huán)境和資源化再利用的用于廢棄物中重金屬離子固化的水泥基材料及其使用方法。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種用于廢棄物中重金屬離子固化的水泥基材料，按重量份由水淬高爐礦渣3～4份、硅酸鹽水泥1～2份、沸石粉1～2份、輕燒氧化鎂0.5～1份、明礬石1～1.5份以及堿金屬的氫氧化物或堿土金屬的氫氧化物0.3～0.5份組成。

一種用于廢棄物中重金屬離子固化的水泥基材料的使用方法，一、首先將廢棄物（工業(yè)廢渣、建筑垃圾或污泥）進(jìn)行破碎，過篩，然后根據(jù)力學(xué)性能要求確定水泥基材料的摻量，摻量按廢棄物干重的20～40%計(jì)算，按既定的摻量摻入水泥基材料；二、按上述摻量摻入水泥基材料并混合均勻，調(diào)整用水量使得廢棄物混和料達(dá)到35～42%的含水率，攪拌均勻后壓實(shí)成型，壓實(shí)程度達(dá)到其最大干密度；三、采用密封養(yǎng)生，養(yǎng)生溫度控制在20～25℃，密封養(yǎng)生7～28天。

本發(fā)明的有益效果是：能夠以干廢棄物質(zhì)量的20～40%摻量有效固化工業(yè)廢渣、建筑垃圾、污泥等廢棄物中重金屬離子。在固結(jié)鉻渣和電鍍污泥的試驗(yàn)中，按照現(xiàn)行《固體廢物浸出毒性浸出方法翻轉(zhuǎn)法》（GB5086.1-1997）標(biāo)準(zhǔn)，28d齡期的穩(wěn)定固化體系對(duì)Cr離子的固化率均為90%以上。本發(fā)明的水泥基材料用于固化工業(yè)廢渣、建筑垃圾、污泥等廢棄物中重金屬離子，不僅可以獲得較高的強(qiáng)度、水穩(wěn)性能和良好的體積穩(wěn)定性等特點(diǎn)。同時(shí)，用于廢棄物中重金屬離子固化的水泥基材料是一種施工方便、成本低廉、快速固化的高效新型環(huán)保水泥基材料，利于環(huán)境保護(hù)，市場前景十分廣闊。

具體實(shí)施方式

下面將對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述實(shí)施例。

本實(shí)施例所涉及的一種用于廢棄物中重金屬離子固化的水泥基材料，按重量份由水淬高爐礦渣3～4份、硅酸鹽水泥1～2份、沸石粉1～2份、輕燒氧化鎂0.5～1份、明礬石1～1.5份以及堿金屬的氫氧化物或堿土金屬的氫氧化物0.3～0.5份組成。

較佳的技術(shù)方案，按重量份由水淬高爐礦渣3.1～3.9份、硅酸鹽水泥1.1～1.9份、沸石粉1.1～1.9份、輕燒氧化鎂0.6～0.9份、明礬石1.1～1.4份以及堿金屬的氫氧化物或堿土金屬的氫氧化物0.31～0.49份組成。

最佳的技術(shù)方案，按重量份由水淬高爐礦渣3.5份、硅酸鹽水泥1.5份、沸石粉1.5份、輕燒氧化鎂0.7份、明礬石1.3份以及堿金屬的氫氧化物或堿土金屬的氫氧化物0.4份組成。

優(yōu)選的，所述的水淬高爐礦渣勃氏比表面積為350～700m2/kg。

優(yōu)選的，所述沸石粉細(xì)度不低于150目。

優(yōu)選的，所述輕燒氧化鎂和明礬石細(xì)度不低于200目。

優(yōu)選的，所述堿金屬的氫氧化物或堿土金屬的氫氧化物為氫氧化鈉、氫氧化鉀或氫氧化鈣。

一種用于廢棄物中重金屬離子固化的水泥基材料的制作方法：

將上述重量份的水淬高爐礦渣、硅酸鹽水泥、沸石粉、輕燒氧化鎂、明礬石和堿金屬的氫氧化物或堿土金屬的氫氧化物的干燥原料放入攪拌機(jī)中進(jìn)行拌合，拌勻后密封保存，形成粉狀用于廢棄物中重金屬離子固化的水泥基材料。

一種用于廢棄物中重金屬離子固化的水泥基材料的使用方法：

一、首先將廢棄物（工業(yè)廢渣、建筑垃圾或污泥）進(jìn)行破碎，過篩，然后根據(jù)力學(xué)性能要求確定水泥基材料的摻量，摻量按廢棄物干重的20～40%計(jì)算，按既定的摻量摻入水泥基材料；