一种重金属固化剂的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种利用多晶硅废弃物制备重金属固化剂的方法，具体为：将1份多晶硅废弃物、1.5～3份电石渣和3～5份水混合反应1～6h，然后干燥、粉磨制成活性助剂A；再与钢渣、矿渣、沸石、熟料、改性石膏等物料混合后粉磨，得到固化剂。本发明专利技术利用多种工矿业废渣的协同作用，制备出了重金属固化剂，具有成本低，重金属固化效果好的特点，可以代替普通硅酸盐使用。本发明专利技术方法工艺简单、成本低，降低了对水泥的使用；同时，也为多晶硅废弃物的资源化利用开拓了一条新途径，减少对环境的危害。

Preparation of a Heavy Metal Curing Agent

The invention provides a method for preparing heavy metal solidifying agent from polycrystalline silicon waste, which is as follows: 1 portion of polycrystalline silicon waste, 1.5-3 portions of carbide slag and 3-5 portions of water are mixed for 1-6 hours, then dried and grinded to form active additive A, and then mixed with steel slag, slag, zeolite, clinker, modified gypsum and other materials for grinding. The curing agent was obtained. The heavy metal curing agent is prepared by the synergistic action of various industrial and mining waste residues, which has the characteristics of low cost and good curing effect of heavy metals, and can be used instead of ordinary silicates. The method has the advantages of simple process, low cost, and reduced the use of cement; at the same time, it opens up a new way for the resource utilization of polysilicon waste and reduces the harm to the environment.

【技术实现步骤摘要】
一种重金属固化剂的制备方法
本专利技术涉及一种利用多晶硅废弃物制备重金属固化剂的方法。
技术介绍
多晶硅是一种超高纯材料，主要用于集成电路及太阳能发电。多晶硅行业现有的生产工艺主要为改良西门子法，改良西门子法生产1吨的多晶硅会产生20~22吨的多晶硅废弃物，主要含四氯化硅、三氯氢硅、二氯二氢硅等成分。2010年以前，多晶硅废弃物普遍不能及时有效得到回收利用，作为危险废物处理，2011年以来随着市场、政策调节以及技术的进步，四氯化硅可通过氢化等再利用技术转化为三氯氢硅，用于生产多晶硅，实现了四氯化硅的综合利用。目前，社会工业化发展日新月异，在印刷业、电镀业、冶金业、化工业、电子业等行业产生的重金属工业废弃物的规模十分巨大，并且在人们生活中也出现了大量的城市生活重金属废弃物，过多的重金属不断聚集导致了土壤、水污染等环境问题，对人们的身体健康也造成了严重威胁。当前，我国固化重金属多采用水泥稳定固化技术，但水泥固化存在成本和环境污染问题，因此该胶凝材料充分利用了工业废渣，减少了固化成本，又拓展了水泥发展新的应用邻域。本专利技术通过对多晶硅废弃物进行改性降低了其毒性，得到活性助剂制备出重金属固化剂，可代替水泥使用；开拓了多晶硅废弃物资源化利用的新途径。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术涉及一种重金属固化剂的制备方法，具体为以改性的多晶硅废弃物为助剂，以钢渣、矿渣、沸石、脱硫石膏、熟料为主要原料制备重金属固化剂。一种重金属固化剂的制备方法，具体步骤如下：1）按重量计，将1份多晶硅废弃物、1.5～3份电石渣和3～5份水混合反应1～6h，然后干燥、粉磨制成活性助剂A；2）将脱硫石膏在800℃改性得到改性石膏；3）将活性助剂A、钢渣、矿渣、沸石、熟料、改性石膏等物料混合后粉磨，得到固化剂。进一步地，所述多晶硅废弃物按重量计，其四氯化硅含量为90～96%、三氯氢硅含量为3～8%、二氯二氢硅含量为0.1～1%。进一步地，所述固化剂按重量计其干基物料配比为：活性助剂A1～10份、钢渣30~45份、矿渣30～45份、沸石10～30份、改性石膏5～10份、熟料5～10份。进一步地，所述固化剂粉磨至比表面积400～550m2/kg。进一步地，所述沸石按重量计其SiO2含量为50~65%，Al2O3含量为10~25%，CaO含量为3~10%。进一步地，所述钢渣由炼钢水淬钢渣经破碎、干燥，按重量计其游离氧化钙含量为1～5%。积极有益效果：本专利技术通过改性将多晶硅废弃物中的四氯化硅、三氯氢硅、二氯二氢硅等成分转化成活性助剂（活性硅酸、硅酸钙、氯化钙等成分），对钢渣、矿渣起到良好的活性激发作用，明显提高了重金属固化/稳定化效果。根据多种固体废弃物的特点，利用多种工矿业废渣的协同作用，制备出了重金属固化剂。与普通硅酸盐相比，固化剂具有成本低，重金属固化效果好的特点。本专利技术方法工艺简单、成本低，降低了对水泥的使用；同时，也为多晶硅废弃物的资源化利用开拓了一条新途径，减少对环境的危害。具体实施方式以下对本专利技术的优选实施例进行详细描述。本专利技术的实施例按照GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》进行。重金属浸出参照HJ557-2010《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》进行试验，其指标参考GB5085.3-2007《危险废物鉴别标准-浸出毒性鉴别》。所用沸石SiO2含量57.24%，Al2O3含量为15.24%，CaO含量为8.56%。实施例一1）将1份多晶硅废弃物、1.5～3份生石灰和3～5份水混合反应1～6h，然后干燥、粉磨制成活性助剂A，所用多晶硅废弃物四氯化硅含量为90%、三氯氢硅含量为8%、二氯二氢硅含量为1%；2）将脱硫石膏在800℃改性1h得到改性石膏；3）将2份活性助剂A、38份钢渣、38份矿渣、10份沸石、5份熟料、9份改性石膏等物料混合后粉磨至405m2/kg得到固化剂；所用钢渣游离氧化钙含量为3.4%。固化剂按照GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》进行强度测试。3d后测得胶凝材料抗折强度为5.0MPa，抗压强度为21.2MPa。固化剂固化铅离子效率为90.06%，其固结效率是普通硅酸盐水泥的1.44倍。实施例二1）将1份多晶硅废弃物、1.5～3份生石灰和3～5份水混合反应1～6h，然后干燥、粉磨制成活性助剂A，所用多晶硅废弃物四氯化硅含量为96%、三氯氢硅含量为3%、二氯二氢硅含量为0.5%；2）将脱硫石膏在800℃改性1h得到改性石膏；3）将2份活性助剂A、38份钢渣、38份矿渣、10份沸石、5份熟料、9份改性石膏、等物料混合后粉磨至481m2/kg得到固化剂；所用钢渣游离氧化钙含量为4.7%。固化剂按照GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》进行强度测试。3d后测得胶凝材料抗折强度为5.2MPa，抗压强度为26.0MPa。固化剂固化铅离子效率为94.31%，其固结效率是普通硅酸盐水泥的1.51倍。实施例三1）将1份多晶硅废弃物、1.5～3份生石灰和3～5份水混合反应1～6h，然后干燥、粉磨制成活性助剂A，所用多晶硅废弃物四氯化硅含量为93%、三氯氢硅含量为6%、二氯二氢硅含量为0.1%；2）将脱硫石膏在800℃改性1h得到改性石膏；3）将2份活性助剂A、38份钢渣、38份矿渣、10份沸石、5份熟料、9份改性石膏等物料混合后粉磨至543m2/kg得到固化剂；所用钢渣游离氧化钙含量为1.2%。固化剂按照GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》进行强度测试。3d后测得胶凝材料抗折强度为5.1MPa，抗压强度为27.1MPa。固化剂固化铅离子效率为96.54%，其固结效率是普通硅酸盐水泥的1.55倍。对照例除未掺加活性助剂外，其他条件与实施例一相同，具体为：将脱硫石膏在800℃改性1h得到改性石膏；将38份钢渣、38份矿渣、10份沸石、5份熟料、9份改性石膏等物料混合后粉磨至405m2/kg得到固化剂。固化剂按照GB/T17671-1999《水泥胶砂强度检验方法（ISO法）》进行强度测试。3d后测得胶凝材料抗折强度为4.3MPa，抗压强度为15.2MPa。固化剂固化铅离子效率为50.38%，其固结效率低于普通硅酸盐水泥。以上实施例的作用在于说明本专利技术的实质性内容，但并不以此限定本专利技术的保护范围。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本专利技术的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术技术方案的实质和保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种重金属固化剂的制备方法，具体步骤如下：1）按重量计，将1份多晶硅废弃物、1.5～3份电石渣和3～5份水混合反应1～6h，然后干燥、粉磨制成活性助剂A；2）将脱硫石膏在800℃改性得到改性石膏；3）将活性助剂A、钢渣、矿渣、沸石、熟料、改性石膏等物料混合后粉磨，得到固化剂。

【技术特征摘要】
1.一种重金属固化剂的制备方法，具体步骤如下：1）按重量计，将1份多晶硅废弃物、1.5～3份电石渣和3～5份水混合反应1～6h，然后干燥、粉磨制成活性助剂A；2）将脱硫石膏在800℃改性得到改性石膏；3）将活性助剂A、钢渣、矿渣、沸石、熟料、改性石膏等物料混合后粉磨，得到固化剂。2.根据权利要求1所述的一种重金属固化剂的制备方法，其特征在于：所述多晶硅废弃物按重量计，其四氯化硅含量为90～96%、三氯氢硅含量为3～8%、二氯二氢硅含量为0.1～1%。3.根据权利要求1所述的一种重金属固化剂的制备方法，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李超，赵风清，郝亚菲，刘东基，张志国，田晓华，檀星，韩福强，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：发明
国别省市：河北,13