一种土体固化剂及其制备方法、固化土壤的方法技术

一种土体固化剂及其制备方法、固化土壤的方法，属于环保领域。土体固化剂的制作原料主要包括：提钛尾渣、钢渣、脱硫石膏以及硫酸钠废渣。按重量百分比计，所述原料包括：提钛尾渣50‑60％、钢渣10‑15％、脱硫石膏17‑20％、硫酸钠废渣8‑15％。本发明专利技术示例中提供的土体固化剂可以使用未经脱氯的提钛尾渣作为原料之一，从而实现了提钛尾渣的高效、低成本的使用，进而达到了避免提钛尾渣的环境污染问题。

【技术实现步骤摘要】
一种土体固化剂及其制备方法、固化土壤的方法
本专利技术涉及环保领域，具体而言，涉及一种土体固化剂及其制备方法、固化土壤的方法。
技术介绍
攀钢每年排放含钛高炉渣约300万吨，其中二氧化钛含量在20％-26％之间。为了充分利用高炉渣中的钛资源，攀钢开发高温碳化-低温氯化制取四氯化钛工艺。但该工艺提取钛资源后仍产生大量氯化尾渣。通常地，该产生的氯化尾渣被称之为提钛尾渣。要达到“绿色生态”工艺，提钛尾渣必须得到大规模利用。提钛尾渣的化学成分与矿渣水泥相近，并且具有水化活性，可作为矿渣微粉等建筑材料使用。但是，提钛尾渣中氯含量高达2％-4％，如果直接作为水泥混合材料使用，将大大降低其添加比例；如果粉磨后作为矿渣微粉使用，那么氯离子严重超过矿渣微粉0.06％的标准值。如果要实现在矿渣微粉、水泥混合材料等领域的使用，脱氯是首先需要考虑的问题。目前研发出的脱氯方法有水洗脱氯、煅烧脱氯。其中，水洗脱氯方法需要使用大量的水资源对尾渣进行洗涤，产生的废水目前处理成本较高，同时水洗方式不能彻底地脱除尾渣中氯，还剩余部分氯离子残留在尾渣中。另外，提钛尾渣经过水洗后，如果作为水泥混合材料使用的话，还需要有干燥的步骤，这个工序也是大大消耗能源，影响其经济性。其中，煅烧脱氯将提钛尾渣通过直接煅烧的工序可以将提钛尾渣中的氯离子达到较好的脱除，同时相比水洗还减少了水处理和尾渣干燥的步骤。但是煅烧工序需要中高温，该工序也是需要大量的热源和消耗大量的能源，经济性还有待改良。公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术的总体
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
基于现有技术的不足，本专利技术提供了一种土体固化剂及其制备方法、固化土壤的方法，以部分或全部地改善、甚至解决以上问题。本专利技术是这样实现的：在第一方面，本专利技术的示例提供了一种土体固化剂。土体固化剂的制作原料主要包括：提钛尾渣、钢渣、脱硫石膏以及硫酸钠废渣；按重量百分比计，原料包括：提钛尾渣50-60％、钢渣10-15％、脱硫石膏17-20％、硫酸钠废渣8-15％。在其他的一个或多个示例中，原料还包括稳定剂；按重量百分比计，原料包括：提钛尾渣50-60％、钢渣10-15％、脱硫石膏17-20％、硫酸钠废渣8-12％以及1～5％的稳定剂。在其他的一个或多个示例中，提钛尾渣、钢渣以及脱硫石膏均为干基的粉末。在其他的一个或多个示例中，粉末的比表面积在300m2/kg以上。在其他的一个或多个示例中，钢渣主要由硅酸三钙、硅酸二钙、惰性矿物氧化物以及氧化钙构成，其中，惰性矿物氧化物包括二价金属氧化物，二价金属氧化物包括氧化镁、氧化亚铁和氧化亚锰。在其他的一个或多个示例中，钢渣的组成为：2～8wt％的金属铁，40～60wt％的CaO，3～10wt％的MgO，1～8wt％的MnO，7～15wt％的SiO2，2～5wt％的Al2O3。在其他的一个或多个示例中，提钛尾渣的组成为：15-30wt％的CaO，6-15wt％的MgO，20-30wt％的SiO2，6-10wt％的TiO2，8-15wt％的Al2O3，5-12wt％的游离碳，2-6wt％的氯。在第二方面，本专利技术的示例提供了一种固化土壤的方法。固化土壤的方法包括：将固化试剂混合如目标土壤中，并进行压实和养护；其中，固化试剂的用量为目标土壤重量的4～12％，且固化试剂由上述的土体固化剂提供。在第三方面，本专利技术的示例提供了一种上述土体固化剂的制备方法。该制备方法包括：将所述原料中的各组分混合。在其他的一个或多个示例中，制备方法包括：将提钛尾渣、钢渣、脱硫石膏以及硫酸钠废渣充分混合后，再与稳定剂混合。有益效果：本专利技术示例提供的土体固化剂能够主要以未经脱氯的提钛尾渣为原料之一，从而实现了提钛尾渣的低成本和环保化利用，有效降低了提钛尾渣的再利用难度。并且，由此获得土体固化剂能够作为建筑材料使用，因而具有较高的经济价值。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本专利技术，而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。相关技术中，提钛尾渣的综合再利用是一个技术难题。由于其含有相对较高的氯含量，因此，无论是直接堆放或资源化利用都需要对其进行氯脱除处理。如果不进行脱氯处理将会造成不同程度的环境问题。相关技术的研究中也主要集中于如何将提钛尾渣中的氯去除。例如，对于含有水溶性的氯化物的提钛尾渣，可以将提钛尾渣进行水洗，使得经过处理的提钛尾渣中氯元素的含量显著地降低至安全标准。其中，洗涤可以是在真空下进行的真空洗涤。洗涤过程中采用的洗涤液通常可被选择为水。然而正如前述，提钛尾渣脱氯的工艺方法是高成本的，且通常并不能很好地脱除大部分的氯。有鉴于此，专利技术人特提出本专利技术，通过对提钛尾渣的直接再利用—即不需要进行氯的脱除处理—实现了提钛尾渣的低成本资源化再利用。显然通过如此的方式利用提钛尾渣可以解决提钛尾渣堆存带来的经济问题和环保隐患问题。更突出的是，本专利技术实施例中所提供的提钛尾渣的再利用方式在百万吨级提钛尾渣的资源化利用问题方面具有相当可观的潜力和价值。作为一种概括性的叙述，实施例中的提钛尾渣的利用方法可以被通过以下描述而阐明。示例中，以提钛尾渣为主要原料，配加钢渣、脱硫石膏渣、硫酸钠废渣等工业固废(固体废弃物/固体废物)，制备出一种复合型土体固化剂。该种土体固化剂可达到提钛尾渣掺量≥50％，且提钛尾渣、钢渣、脱硫石膏、硫酸钠废渣总掺量≥95％。该种土体固化剂强度较好，固化黏性土的28天抗压强度可以高达5MPa以上。该种土体固化剂产品可以用于公路建设基层、底基层填料、渣场边坡的治理等，为实现提钛尾渣的大规模资源化利用提供保障。换言之，在本专利技术实施例中，提钛尾渣被通过制作(结合其他物料)为一种新的材料而实现再利用。通过这样的使用方式，提钛尾渣并不需要进行氯脱除，并且还能够确保其环保性。以下针对本专利技术实施例的一种土体固化剂及其制备方法进行具体说明：示例中的土体固化剂是一种含有多种组分的复配物。土体固化剂的原料主要包括提钛尾渣、钢渣、脱硫石膏以及硫酸钠废渣。其中的，提钛尾渣用量可以达到50wt％以上，而提钛尾渣、钢渣、脱硫石膏以及硫酸钠废渣的用量可以达到95％以上。换言之，土体固化剂的制作原料除了以上的提钛尾渣、钢渣、脱硫石膏以及硫酸钠废渣之外，还可以根据适当的功能性需求，添加其他物质。例如，在一些示例中，专利技术人在土体固化剂中还进入了稳定剂。在一些示例中，稳定剂可以被选择为离子型化合物。这样的离子型化合物具有较强的氧化性、优异的溶解性能和分散性能。其还能够使土壤稳定。稳定剂能够使土壤中的不同成分发生诸如溶解、扩散、结晶或再结晶等化学作用，并且还可结合压实操作，改变土壤的结构，例如破坏毛细微管，使土体更加致密、均匀(对应地提高了强度和耐久度)，因而可以有效地降低由于温度变化、高交通量及水浸的作用(侵蚀、冻融、缩胀等)所引起的道路老化甚至破损。在一些示例中，按重量百分比计，制作土体固化剂的原料包括：提钛尾渣50-60％、钢渣10-15％、脱硫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种土体固化剂，其特征在于，所述土体固化剂的制作原料主要包括：提钛尾渣、钢渣、脱硫石膏以及硫酸钠废渣；按重量百分比计，所述原料包括：提钛尾渣50‑60％、钢渣10‑15％、脱硫石膏17‑20％、硫酸钠废渣8‑15％。

【技术特征摘要】
1.一种土体固化剂，其特征在于，所述土体固化剂的制作原料主要包括：提钛尾渣、钢渣、脱硫石膏以及硫酸钠废渣；按重量百分比计，所述原料包括：提钛尾渣50-60％、钢渣10-15％、脱硫石膏17-20％、硫酸钠废渣8-15％。2.根据权利要求1所述的土体固化剂，其特征在于，所述原料还包括稳定剂；按重量百分比计，所述原料包括：提钛尾渣50-60％、钢渣10-15％、脱硫石膏17-20％、硫酸钠废渣8-12％以及1～5％的稳定剂。3.根据权利要求1所述的土体固化剂，其特征在于，所述提钛尾渣、钢渣以及脱硫石膏均为干基的粉末。4.根据权利要求3所述的土体固化剂，其特征在于，所述粉末的比表面积在300m2/kg以上。5.根据权利要求1所述的土体固化剂，其特征在于，所述钢渣主要由硅酸三钙、硅酸二钙、惰性矿物氧化物以及氧化钙构成，其中，所述惰性矿物氧化物包括二价金属氧化物，所述二价金属氧化物包括氧化镁、氧化亚铁和氧化亚锰。6.根据权利要求5所述的土体固化剂，其特征在于，所述钢渣的组成...

【专利技术属性】
技术研发人员：任艳丽，郝建璋，邵国庆，曾冠武，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51