[發(fā)明專利]一種氧化鎂基固化劑及其應用方法

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• 申請日: 2017-01-24
• 公開（公告）號: CN106811201A
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發(fā)明（設計）人: 王菲
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C09K17/06
• 分類號: C09K17/06;B09C1/08
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發(fā)明是涉及一種氧化鎂基固化劑及其應用方法，屬于土壤修復領域。

背景技術

由于人們的各種工業(yè)行為，導致全世界大量的場地被有機物或者無機物污染。在2009年，大約1300個場地被美國超級基金定性為最嚴重的不受控制的或被廢棄的危險廢棄物場地。在中國，土壤總的超標率為16.1％。污染類型以無機型為主，有機型次之，復合型污染比重較少。重金屬和一些種類的有機物能長期殘留在土體中，對人體的健康造成了巨大的威脅。在上述背景下，很多污染土修復技術得到發(fā)展和應用。其中，高效、低成本的固化穩(wěn)定化技術被歐美國家廣泛地應用于污染場地修復中。但是，該技術在我國的研究、發(fā)展和應用還相當滯后。

該技術中使用的傳統(tǒng)固化劑如水泥、生石灰等，在生產過程中會釋放大量的大氣污染物，不符合當下我國《節(jié)能減排“十二五”規(guī)化》的相關政策。粉煤灰和鍋爐灰(GGBS)作為工業(yè)副產品，因其資源化再利用的價值而受到越來越多的關注，但是水泥和粉煤灰的組合固化劑對有些重金屬的固定效果并不理想，針對我國國情，啟用新型氧化鎂基固化劑并優(yōu)化其配比達到非常好的固定效果，了解其異于水泥固化污染土的固化機理，并將該固化劑應用于修復重金屬為主的無機污染土，是當前我國城市可持續(xù)發(fā)展和建設面臨的重大問題。

發(fā)明內容

技術問題：本發(fā)明的目的是提供一種氧化鎂基固化劑，該固化劑由氧化鎂、鍋爐灰和煅燒白云石組成，其中鍋爐灰被激發(fā)、與其他材料相互作用，能夠有效地固化重金屬污染土，具有高強度、低浸出、成本低廉、環(huán)境友好等優(yōu)勢；

本發(fā)明的另一個目的是提供一種氧化鎂基固化劑應用方法，應用于固化重金屬污染土。

技術方案：

本發(fā)明提供了一種氧化鎂基固化劑，該固化劑由氧化鎂、鍋爐灰和煅燒白云石組成，各組分按質量比為氧化鎂：煅燒白云石：鍋爐灰＝9:1:90～19:1:180，該固化劑固化28天后的重金屬污染土體的強度≥1000kPa，其相應的重金屬的浸出達到《生活飲用水衛(wèi)生標準》-GB5749-2006。

其中：

所述氧化鎂基固化劑由氧化鎂、煅燒白云石、生石灰和鍋爐灰按照質量比9:1:1:90～19:1:1:180組成。

所述的鍋爐灰為粉狀或者顆粒狀，當鍋爐灰為顆粒狀時，其粒徑為1～3mm。

所述的煅燒白云石為粉狀,所述的生石灰為粉狀。

所述的氧化鎂為活性氧化鎂。

本發(fā)明還提供了一種氧化鎂基固化劑的應用方法，該方法包括以下步驟：

1)初期準備：按質量比稱取氧化鎂、煅燒白云石和鍋爐灰，混合攪拌均勻得到氧化鎂基固化劑；

2)、攪拌施工：將中空式多螺旋鉆裝置的中空螺旋鉆插入重金屬污染土體中，以0.7～1.5m/min的下沉攪拌速度順向攪拌，在中空螺旋鉆下沉攪拌過程中，通過中空螺旋鉆的中空管同步將所需的氧化鎂基固化劑和水注入，與重金屬污染土體混合攪拌；達到指定深度后，維持原速度繼續(xù)攪拌1-10min，之后中空螺旋鉆以1.0～1.5m/min的提升攪拌速度逆向攪拌，直至中空螺旋鉆脫離重金屬污染土體，攪拌結束，得到重金屬污染土體、氧化鎂基固化劑和水組成的固化樣；

3)、初期養(yǎng)護：攪拌結束后，在固化樣表層覆蓋塑料防滲布，在溫度為0～45℃、相對濕度50～95％的條件下靜置養(yǎng)護。

其中：

步驟2)所述的所需的氧化鎂基固化劑和水的用量與重金屬污染土體有關，即在攪拌結束時，得到的固化樣中水含量達到13～18wt％、氧化鎂基固化劑的含量達到7.5～15wt％。

步驟2)所述的指定深度即重金屬污染土體中重金屬污染的深度。

步驟2)所述的攪拌施工的溫度為0～45℃。

步驟3)所述的靜置養(yǎng)護的時間≥7d。

有益效果：與現有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明以工業(yè)副產品鍋爐灰為污染黏土固化劑，可為鍋爐灰的處理提供新的方法，并可解決或減輕鍋爐灰對環(huán)境造成的負荷，具有高強度、低浸出、成本低廉、成本低廉、環(huán)境友好等優(yōu)點。

工業(yè)副產品的有效利用，既節(jié)約了污染土壤處理的成本，又為鍋爐灰的回收利用提供新的途徑。

本發(fā)明提出的氧化鎂基固化污染黏土的應用方法可為新型固化劑的現場應用提供指導作用。

具體實施方式