[發明專利]一種適用于重金屬礦渣的固化穩定化組合劑

有效

• 申請號: 201710868410.1
• 申請日: 2017-09-22
• 公開（公告）號: CN107721297B
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 劉俐;馮愛茜;琚振闖;周蕾;佟雪嬌;趙彩云;劉星海;賴冬麟
• 申請（專利權）人: 煜環環境科技有限公司;劉俐
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B28/06;C04B28/34;C04B28/02
• 代理公司: 北京愛普納杰專利代理事務所(特殊普通合伙) 11419
• 代理人: 王玉松

本發明提供了一種適用于重金屬礦渣的固化穩定化組合劑，由水泥、電石泥渣、工礦廢渣以及酸性物質等成分組成，其中含有磷基、硫基、鈣基、鎂基、硅酸鹽、亞鐵鹽、酸性物質等有效成分。該固化穩定化組合劑施加到礦渣中，可以對重金屬產生鍵合吸附、物理封閉和晶格化等作用，可顯著降低重金屬的浸出毒性。與其他重金屬固化/穩定化劑相比，本固化穩定化組合劑具有價格低廉、穩定化效率高、修復工程周期短、可同時處理多種重金屬等優點，對廢渣中砷、鉛、鎘、銅、鉻、鋅、汞等金屬都有良好的效果。適于處理重金屬重度污染的大規模土壤或礦渣。

技術領域

本發明屬于重金屬污染治理技術領域，特別涉及一種適用于重金屬礦渣的固化穩定化組合劑。

背景技術

固化穩定化技術是一項修復重金屬污染的常用技術，該技術早在20世紀80年代便開始應用。在美國、歐洲、澳大利亞等地區，該技術已應用多年，主要用于處理重金屬污染的土壤、沉積物，以及含重金屬(包括砷)的廢渣等危險廢物。

穩定化技術，即通過添加化學藥劑(穩定劑、螯合劑等)或天然礦物，化學藥劑與土壤或廢棄物中的重金屬離子發生反應，使其中易溶出、易遷移的重金屬離子轉化成為不易溶解、遷移能力低或毒性更低的形式，以此降低污染物對環境和生態系統的危害。固定化技術指將污染物封入惰性基材中，或在污染物外面加上低滲透性材料,通過減少污染物暴露的淋濾面積達到限制污染物遷移的目的。

傳統的固化穩定化藥劑主要以水泥為主體，采用石灰進行pH調節使重金屬生成難溶的氫氧化物實現重金屬穩定化。然而，重金屬氫氧化物的穩定性都有一個極窄的最佳pH值區間，通常落在9-11之間，其穩定性對pH變化相當敏感，通常一個pH值單位的變化(不論往酸性還是堿性變動)就會導致≥1個數量級的溶解度增加。不易于長期固化穩定化，易于反彈。為達到較好的固化穩定化效果，通常需要加入一些其它價格相對較高的材料。同時，由于水泥所占比例過高會發生固化，容易在混合攪拌設備以及輸送設備上結塊，影響設備的正常運轉。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種適用于重金屬礦渣的固化穩定化組合劑。

本發明具體技術方案如下：

本發明提供了一種適用于重金屬礦渣的固化穩定化組合劑，包括如下重量份數的成分：水泥15～35份、電石泥渣15～50份、工礦廢渣15～60份以及酸性物質1～15份；

所述水泥包括硅酸鹽水泥、鋁酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥、氟鋁酸鹽水泥、磷酸鹽水泥以及火山灰水泥中的至少一種；

所述工礦廢渣包括鐵砂、硫化堿渣、粉煤灰以及爐渣中的至少一種；

所述酸性物質包括鹽酸、硫酸、硝酸、檸檬酸、氫硫酸、植酸、枸櫞酸、沒食子酸、酒石酸以及琥珀酸中的至少一種。

電石泥渣是生產乙炔氣后的廢渣，即由石灰石與焦碳在1800～2300℃反應生成碳化鈣(電石)，碳化鈣水解生成乙炔后排出的廢渣，含有大量的氧化鈣和少量的硅、鐵、鋁、鈣、鎂及碳渣；電石泥渣呈堿性，可以通過調節pH將溶解的重金屬離子沉淀，從而降低重金屬離子的生物有效性；

該固化穩定化組合劑由水泥、電石泥渣、工礦廢渣以及酸性物質等成分組成，其中含有磷基、硫基、鈣基、鎂基、硅酸鹽、亞鐵鹽、酸性物質等有效成分。上述配比經過優化并施加到礦渣中，可以對重金屬產生鍵合吸附、物理封閉和晶格化等作用，可顯著降低重金屬的浸出毒性。

進一步地，所述水泥包括重量份數比為1:1～2:1～4的硅酸鹽水泥、鐵鋁酸鹽水泥以及火山灰水泥。

該配比的水泥成分可以有效地將礦渣中的重金屬離子吸附和物理封閉，提高固化穩定化的效果。

進一步地，所述工礦廢渣包括重量份數比為1:1～4:1～7的硫化堿渣、高爐礦渣以及粉煤灰。