[發(fā)明專利]一種用于錳礦渣重金屬污染的處理藥劑及制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910305903.3
• 申請日: 2019-04-16
• 公開（公告）號: CN110052489A
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 秦凱;寧紅創(chuàng);孔維軒
• 申請（專利權(quán)）人: 北京凈界新宇環(huán)保科技有限公司
• 主分類號: B09C1/08
• 分類號: B09C1/08;B09B3/00
• 代理公司: 成都頂峰專利事務(wù)所(普通合伙) 51224
• 代理人: 劉林

本發(fā)明屬于重金屬污水處理技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種用于錳礦渣重金屬污染的處理藥劑及制備方法，所述處理藥劑由主料和占主料重量百分?jǐn)?shù)為10％?20％的水組成；所述主料主要由如下重量份數(shù)的原料組成：沸石：20份?40份；石灰：10份?15份；硫酸鋁：1份?5份；硅酸鋁：1份?5份；硫酸鈣：1份?5份；硫酸鈉：1份?5份；硫酸鐵：1份?5份和土壤：10?15份；制備方法包括步驟：A、將主料中的蛭石和沸石分別磨成粉，得到沸石粉和蛭石粉；B、將沸石粉與馬弗爐中焙燒，冷卻后得到焙燒沸石粉；C、將沸石粉、石灰、硫酸鋁、硅酸鋁、硫酸鈣、硫酸鈉、硫酸鐵、蛭石粉、硅酸鹽水泥、活性氧化鋁、土壤和水混勻后，得到處理藥劑。本發(fā)明用于處理含有重金屬的錳礦渣。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于重金屬污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于錳礦渣重金屬污染的處理藥劑及制備方法。

背景技術(shù)

重金屬污染具有污染范圍廣、持續(xù)時間長、污染隱蔽和無法被生物降解的特點，因此重金屬污染日益引起人們的關(guān)注。重金屬污染還會通過食物鏈不斷在生物體內(nèi)富集，最終在人體內(nèi)蓄積而危害人體健康。

常用的污染場地治理技術(shù)主要包括固化穩(wěn)定化技術(shù)、氣提技術(shù)、焚燒技術(shù)、玻璃化技術(shù)、淋洗技術(shù)、熱解析技術(shù)、藥劑處理技術(shù)、水泥窯協(xié)同處置技術(shù)、植物修復(fù)技術(shù)等等。

礦渣是在高爐煉鐵過程中的副產(chǎn)品。在煉鐵過程中，氧化鐵在高溫下還原成金屬鐵，鐵礦石中的二氧化硅、氧化鋁等雜質(zhì)與石灰等反應(yīng)生成以硅酸鹽和硅鋁酸鹽為主要成分的熔融物，經(jīng)過淬冷成質(zhì)地疏松、多孔的粒狀物，即為高爐礦渣，簡稱礦渣。

礦渣的化學(xué)成分有CaO、SiO₂、Al₂O₃、MgO、MnO、Fe₂O₃等氧化物和少量硫化物如CaS、MnS等，一般來說，CaO、SiO₂和Al₂O₃的含量占90％以上。礦渣的化學(xué)成分與水泥的化學(xué)成分基本相同，只不過CaO含量較低，而SiO₂含量偏高，另外，在CaO含量較高的堿性礦渣中還含有硅酸二鈣等成分，所以礦渣本身具有微弱水硬性。

礦渣的基本效應(yīng)有：火山灰效應(yīng)、微集料效應(yīng)和微晶核效應(yīng)。

火山灰效應(yīng)：礦渣微粉摻入混凝土中，在混凝土內(nèi)部的堿性環(huán)境中，礦粉能與水泥的水化產(chǎn)物Ca(0H)₂發(fā)生“二次水化反應(yīng)”，而且能促進水泥進一步水化生成更多的C-S-H凝膠，使集料界面區(qū)的Ca(0H)₂晶粒變小，改善了混凝土微觀結(jié)構(gòu)，降低了水泥漿體的孔隙率，提高了集料界面粘結(jié)力，使混凝土的物理力學(xué)性能大大提高。

微集料效應(yīng)：一般情況下，混凝土可視為連續(xù)級配的顆粒堆積體系，粗集料之間的空隙由細(xì)集料填充，細(xì)集料之間的空隙由水泥顆粒填充，而水泥顆粒之間的空隙則需要有更細(xì)的顆粒來填充。根據(jù)Aim和Goff模型理論，當(dāng)把摻有超細(xì)礦物外加劑的水泥基材料看作多元系統(tǒng)，則該系統(tǒng)中存在一個最緊密堆積，其值取決于超細(xì)礦物外加劑的粒徑與水泥粒徑之比，該值越小，最緊密堆積值越大，礦渣微粉比水泥顆粒細(xì)，在取代了部分水泥后，這些小顆粒填充在水泥顆粒間的空隙中，使膠凝材料具有更好的級配，形成了密實充填結(jié)構(gòu)和細(xì)觀層次的自緊密堆積體系；同時還能降低標(biāo)準(zhǔn)稠度下的用水量，在保持相同用水量的條件下又可以提高拌合物的流動性；另外，填充作用還能增加拌合物的粘聚性，防止泌水離析。

微晶核效應(yīng)：礦渣微粉的膠凝性與硅酸鹽水泥相比來說比較弱，但是它為水泥水化體系起到微晶核效應(yīng)的作用，加速水泥水化反應(yīng)的進程并為水化產(chǎn)物提供了充裕的空間，使得水泥水化產(chǎn)物分布更均勻，提高了硬化水泥漿體結(jié)構(gòu)的密實性，從而使混凝土具有較好的力學(xué)性能。