一种高岭土地聚物稳定含砷污泥的方法技术

本发明专利技术涉及一种高岭土地聚物稳定含砷污泥的方法，属于重金属污染治理技术领域。本发明专利技术将高岭土煅烧得到偏高岭土，偏高岭土进行球磨、过筛得到偏高岭土粉；在偏高岭土粉加入去离子水并混合均匀得到混合物A；搅拌条件下，将碱激发剂加入到混合物A中混合均匀得到地聚物浆料；将地聚物浆料与含砷污泥混合均匀得到混合物B；将混合物B置于温度为40~50℃条件下老化1~3h，然后倒入模具中成型得到成型块，成型块脱模后自然养护7~28d。本发明专利技术中的高岭土的良好可塑性和耐压性可大大增强含砷固化块的抗压强度，提高含砷污泥的稳定性，具有良好的市场前景。

A method of stabilizing arsenic sludge with kaolin soil polymer

【技术实现步骤摘要】
一种高岭土地聚物稳定含砷污泥的方法
本专利技术涉及一种高岭土地聚物稳定含砷污泥的方法，属于重金属污染治理

技术介绍
砷能形成高毒类化合物，砷可由呼吸道、皮肤和消化道被人体吸收，会引起神经衰弱综合征，多发性神经病和皮肤粘膜病变等，砷的无机化合物可引起肺癌和皮肤癌。对含砷废水进行处理后，砷等有害物质大多转移到污泥中，因此，对含砷污泥的安全处理与处置研究，有重要的现实意义。目前含砷污泥的处理方法有湿法处理、火法处理和固化处理等多种方法。湿法处理能耗低、污染低、效率高，但操作步骤繁琐；火法处理工艺简单，生产稳定效率高，但会产生二次污染，所以含砷污泥最常使用的方法是固化。固化方法中常采用硅酸盐水泥法，但是此法成本较高，不利于企业大规模使用。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的问题，提供一种高岭土地聚物稳定含砷污泥的方法，利用高岭土地聚物来固化含砷污泥，利用高岭土地聚物的可塑性和抗压性大幅提高固化体的抗压强度，且原材料易得，相较于水泥，成本更低，操作工艺更简便。高岭土是一种自然矿物，原料易得且价格低廉，而地质聚合物是无机聚合物，主要以无机非金属矿物（高岭土、石灰石等）为原料，以此来处理污泥可实现多种工业固体废弃物，如稻壳灰、污泥等的工业废弃物的资源化和高附加值化利用。一种高岭土地聚物稳定含砷污泥的方法，具体步骤如下：（1）将高岭土煅烧得到偏高岭土，偏高岭土进行球磨、过筛得到偏高岭土粉；（2）在步骤（1）偏高岭土粉加入去离子水并混合均匀得到混合物A；（3）搅拌条件下，将碱激发剂加入到步骤（2）混合物A中混合均匀得到地聚物浆料；（4）将步骤（3）地聚物浆料与含砷污泥搅拌混合均匀得到混合物B；（5）将步骤（4）混合物B置于温度为40~50℃条件下老化1~3h，然后倒入模具中成型得到成型块，成型块脱模后自然养护7~28d。所述步骤（1）煅烧温度为550~650℃，煅烧时间为6~8h，偏高岭土粉的粒径小于0.45mm。进一步地，步骤（1）球磨转速为80~120r/min，球磨时间为40~80min。所述步骤（2）去离子水与偏高岭土粉的质量比为(0.3~0.4):1。所述步骤（3）碱激发剂加入量为步骤（2）偏高岭土粉质量的18~22%，碱激发剂为水玻璃，水玻璃模数为1.2~1.6。所述步骤（4）地聚物浆料与含砷污泥的质量比为(1~2):1，含砷污泥中砷含量为105~136mg/L。进一步地，步骤（4）地聚物浆料与含砷污泥置于水泥浆搅拌机中搅拌，水泥浆搅拌机的搅拌速度为80~120r/min。高岭土地聚物稳定含砷污泥的原理：高岭土地聚物含有的主要物质为Si和Al，在地聚物水化过程中，会脱水缩聚生成小颗粒地聚物前驱体，然后进一步生成相对较大的分子，最后连接成网状结构，形成致密结构将含砷污泥包裹住，这种致密的网状无定型结构主要是硅铝凝胶［Na6(AlSiO4)6·4H2O］。Si-Al凝胶的形成致使地聚物结构较致密、强度提高，可降低砷迁移能力和浸出毒性，起到稳定有害污染物的作用。本专利技术的有益效果是：本专利技术利用高岭土地聚物稳定含砷污泥，其利用高岭土地聚物可以有效替代昂贵的水泥，且高岭土资源广泛易得。高岭土具有可塑性、粘结性、抗压性和结合能力，可有效提高固化块的抗压强度，增强含砷污泥的稳定性，减少砷在环境中的扩散和危害。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明，但本专利技术的保护范围并不限于所述内容。实施例1：本实施例高岭土成分如表1所示，含砷污泥来自西南地区某锌冶炼厂硫酸车间采用石灰中和沉淀法除去废水中的砷后得到的污泥，主要成分如表2所示；表1高岭土成分一种高岭土地聚物稳定含砷污泥的方法，具体步骤如下：（1）将高岭土在温度650℃条件下煅烧6h得到偏高岭土，偏高岭土进行球磨40min，过筛得到偏高岭土粉；其中球磨转速为120r/min，偏高岭土粉的粒径小于0.45mm；（2）在步骤（1）偏高岭土粉加入去离子水并混合均匀得到混合物A；其中去离子水与偏高岭土粉的质量比为0.4:1；（3）搅拌条件下，将碱激发剂加入到步骤（2）混合物A中混合均匀得到地聚物浆料；其中碱激发剂加入量为步骤（2）偏高岭土粉质量的18%，碱激发剂为水玻璃NaSiO2，水玻璃模数为1.6；（4）将步骤（3）地聚物浆料与含砷污泥加入到水泥浆搅拌机中搅拌混合均匀得到混合物B；其中地聚物浆料与含砷污泥的质量比为1:1，含砷污泥中砷含量为105mg/L；水泥浆搅拌机的搅拌速度为120r/min；（5）将步骤（4）混合物B置于温度为50℃条件下老化1h，然后倒入模具中成型得到成型块，成型块脱模后自然养护28d；分别测试自然养护第7、14、28d的固化块抗压强度和浸出毒性；含砷固态物的毒性浸出测试按照美国环保局提供的U.S.EPA《Method1311-toxicityCharacterisiticLeachingProcedure》方法进行，毒性测试结果见表3，表3含砷固化块的抗压强度和毒性浸出结果从表3可知，当地聚物浆料与含砷污泥的质量比为(1~2):1时，经自然养护7天、14天和28天的抗压强度分别为40.17MPa、45.99MPa、70.23MPa，相较于文献中20MPa来说，高岭土地聚物对含砷污泥具有良好的固化作用；砷离子的浸出浓度分别为2.981mg/L、2.207mg/L、1.543mg/L，可以看出随着时间的延长，砷的浸出毒性不断减少，且浸出毒性皆小于5mg/L，符合国家标准。实施例2：本实施例高岭土成分如表4所示，含砷污泥来自西南地区某锌冶炼厂硫酸车间采用石灰中和沉淀法除去废水中的砷后得到的污泥，主要成分如表5所示；表4高岭土成分一种高岭土地聚物稳定含砷污泥的方法，具体步骤如下：（1）将高岭土在温度550℃条件下煅烧8h得到偏高岭土，偏高岭土进行球磨80min，过筛得到偏高岭土粉；其中球磨转速为80r/min，偏高岭土粉的粒径小于0.45mm；（2）在步骤（1）偏高岭土粉加入去离子水并混合均匀得到混合物A；其中去离子水与偏高岭土粉的质量比为0.3:1；（3）搅拌条件下，将碱激发剂加入到步骤（2）混合物A中混合均匀得到地聚物浆料；其中碱激发剂加入量为步骤（2）偏高岭土粉质量的22%，碱激发剂为水玻璃NaSiO2，水玻璃模数为1.2；（4）将步骤（3）地聚物浆料与含砷污泥加入到水泥浆搅拌机中搅拌混合均匀得到混合物B；其中地聚物浆料与含砷污泥的质量比为2:1，含砷污泥中砷含量为136mg/L；水泥浆搅拌机的搅拌速度为80r/min；（5）将步骤（4）混合物B置于温度为40℃条件下老化3h，然后倒入模具中成型得到成型块，成型块脱模后自然养护28d；分别测试自然养护第7、14、28d的固化块抗压强度和浸出毒性；含本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高岭土地聚物稳定含砷污泥的方法，其特征在于，具体步骤如下：/n（1）将高岭土煅烧得到偏高岭土，偏高岭土进行球磨、过筛得到偏高岭土粉；/n（2）在步骤（1）偏高岭土粉加入去离子水并混合均匀得到混合物A；/n（3）搅拌条件下，将碱激发剂加入到步骤（2）混合物A中混合均匀得到地聚物浆料；/n（4）将步骤（3）地聚物浆料与含砷污泥搅拌混合均匀得到混合物B；/n（5）将步骤（4）混合物B置于温度为40~50℃条件下老化1~3h，然后倒入模具中成型得到成型块，成型块脱模后自然养护7~28d。/n

【技术特征摘要】
1.一种高岭土地聚物稳定含砷污泥的方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）将高岭土煅烧得到偏高岭土，偏高岭土进行球磨、过筛得到偏高岭土粉；
（2）在步骤（1）偏高岭土粉加入去离子水并混合均匀得到混合物A；
（3）搅拌条件下，将碱激发剂加入到步骤（2）混合物A中混合均匀得到地聚物浆料；
（4）将步骤（3）地聚物浆料与含砷污泥搅拌混合均匀得到混合物B；
（5）将步骤（4）混合物B置于温度为40~50℃条件下老化1~3h，然后倒入模具中成型得到成型块，成型块脱模后自然养护7~28d。


2.根据权利要求1所述高岭土地聚物稳定含砷污泥的方法，其特征在于：步骤（1）煅烧温...

【专利技术属性】
技术研发人员：祁先进，李雪竹，祝星，王华，段孝旭，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53