[發(fā)明專利]基于磷石膏的NRC耐強(qiáng)酸、抗凍融復(fù)合防滲材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211065081.4
• 申請(qǐng)日: 2022-09-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115340347B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李紅林;楊微;江君德;郭承暉;蒲廷現(xiàn);陳仁朋;夏志臣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 貴州開(kāi)磷集團(tuán)股份有限公司;湖南大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B28/14
• 分類號(hào): C04B28/14
• 代理公司: 長(zhǎng)沙惟盛赟鼎知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 43228
• 代理人: 張丁日

本發(fā)明屬于防滲材料技術(shù)領(lǐng)域，提供了基于磷石膏的NRC耐強(qiáng)酸、抗凍融復(fù)合防滲材料及其制備方法。該材料，按重量百分比計(jì)，其原料組分包括：磷石膏30％?70％、PMSB5?10％、高分子聚合物絮凝劑1％、級(jí)配砂10?35％、水14?24％。利用PMSB的超高膨脹性能，當(dāng)滲濾液通過(guò)時(shí)發(fā)生膨脹填充級(jí)配砂中的孔隙結(jié)構(gòu)，同時(shí)利用磷石膏材料具有粘聚力的特性，在絮凝劑的作用下形成強(qiáng)有力的、凝膠結(jié)構(gòu)的致密體。使得復(fù)合防滲材料具有良好的耐酸性和抗凍融效果，適用范圍廣，具有良好的市場(chǎng)前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及防滲材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基于磷石膏的NRC耐強(qiáng)酸、抗凍融復(fù)合防滲材料及其制備方法。

背景技術(shù)

目前，防滲技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)渣庫(kù)、含重金屬尾礦庫(kù)、工業(yè)廠區(qū)、罐區(qū)、受污染場(chǎng)地、河道及池塘、水庫(kù)及水壩等工業(yè)及民用構(gòu)筑物中，為地下水、空氣和土壤提供可靠的長(zhǎng)久保護(hù)。防滲材料主要有天然黏土和 HDPE防滲膜。但是大部分黏土在滲透系數(shù)(低于10^-7cm/s)和壓實(shí)度(95％) 方面都達(dá)不到國(guó)家規(guī)范要求，此外，天然黏土襯層常因?yàn)椴痪鶆虺两祷蚋稍锒a(chǎn)生裂縫，顯著削弱其防滲效果。HDPE防滲膜雖然防滲性能很好，但存在成本高、施工難度大的缺點(diǎn)。

磷石膏是磷化工行業(yè)產(chǎn)生的廢棄物，通常生產(chǎn)1噸磷酸可產(chǎn)生4.5-5.0 噸磷石膏副產(chǎn)物。磷化工產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展帶來(lái)了巨大量級(jí)的磷石膏堆存量，截止2020年底，我國(guó)磷石膏堆存量超過(guò)6億噸，且年產(chǎn)生量7500萬(wàn)噸。占用大量土地，且土水污染及環(huán)境問(wèn)題已成為制約磷肥行業(yè)發(fā)展的一大瓶頸。

目前將磷石膏用于防滲材料的研究較少。中國(guó)發(fā)明專利CN108751890A 公開(kāi)了一種基于磷石膏的新型環(huán)保防滲材料，以磷石膏、膨潤(rùn)土、聚合物為主要原料。該防滲材料對(duì)惡劣環(huán)境下，尤其是酸性、極寒條件下的實(shí)用效果不佳。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中防滲材料耐候性不加的缺陷，從而提供基于磷石膏的NRC耐強(qiáng)酸、抗凍融復(fù)合防滲材料。采用磷石膏為基材，復(fù)合改性粘土材料，形成新型復(fù)合防滲材料，該材料能夠良好地應(yīng)對(duì)強(qiáng)酸、極寒、干濕循環(huán)等復(fù)雜服役環(huán)境及工況，保持極低的滲透系數(shù)，可以同時(shí)解決磷石膏多途徑綜合利用及固體廢棄物填埋場(chǎng)滲漏失效雙重環(huán)境問(wèn)題。

本發(fā)明提供的基于磷石膏的NRC耐強(qiáng)酸、抗凍融復(fù)合防滲材料，按重量百分比計(jì)，其原料組分包括：磷石膏30％-70％、PMSB5-10％、高分子聚合物絮凝劑1％、級(jí)配砂10-35％、水14-24％。

需要說(shuō)明的是，上述復(fù)合防滲材料還可由上述原料組分組成。

優(yōu)選地，所述級(jí)配砂的粒徑≤1mm，含水率＜12％；其粒徑位于 0.15-0.7mm間部分的干重含量大于50％。

優(yōu)選地，所述PMSB的含水率＜13％，膨脹指數(shù)≥60mL/2g。

需要說(shuō)明的是，所述PMSB為聚合物改性砂及膨潤(rùn)土材料(Polymer modified SandBentonite)，其制備過(guò)程見(jiàn)ZL202110265306.X。

優(yōu)選地，所述高分子聚合物絮凝劑包括纖維素醚、PVA、PAM中的任意一種。

優(yōu)選地，所述防滲材料的壓實(shí)度≥90％。

本發(fā)明還提供了上述基于磷石膏的NRC耐強(qiáng)酸、抗凍融復(fù)合防滲材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)按重量百分比取PMSB，干燥研磨過(guò)120目篩，取干凈級(jí)配砂，充分混合，備用；

(2)按重量百分比取磷石膏，烘干研磨過(guò)120目篩，備用；

(3)按重量百分比取高分子聚合物絮凝劑，加入到水中充分溶解，備用；

(4)將(1)(2)(3)中的原料混合，持續(xù)攪拌直至混合均勻；