一种提高水泥窑处置污染土产生脱附土的水化活性的方法技术

本发明专利技术创造提供了一种提高水泥窑处置污染土产生脱附土的水化活性的方法，S1：对污染土和铁尾矿去除异物，进行粉碎，粉碎后与铁尾矿经过搅拌机混合；S2：将S1中混合后的土壤煅烧可得脱附土，脱附土处理过后与硅灰、硅酸钠、混匀形成脱附土混合粉料；S3：将酸钠盐溶于水得到溶液A，加入纤维素溶液进行混合，得到溶液B，将脱附土混合粉料和溶液B进行超声或机械搅拌混合，得到改性悬浮液；S4：将S3中得到的改性悬浮液，进行喷雾干燥同时进行超声搅拌或机械搅拌混合。本发明专利技术创造所述的一种提高水泥窑处置污染土产生脱附土的水化活性的方法，避免了侵占土地资源，同时为日益紧缺的粉煤灰等矿物掺和料提供了可行的替代品。

【技术实现步骤摘要】
一种提高水泥窑处置污染土产生脱附土的水化活性的方法
本专利技术创造属于污染土处理领域，尤其是涉及一种提高水泥窑处置污染土产生脱附土的水化活性的方法。
技术介绍
采用水泥窑协同处置固体废弃物作为一项重要的生态环境治理和污染修复的重要手段，在发达国家及国内各大中心城市已经普遍采用。但由于各地方情况各异，加之这一环保产业刚刚兴起，各地对于水泥窑协同处置固体废弃物的考量标准多集中在治理污染的效果，关注重点在实现固废的减量化无害化，对于产出物资源化尚无系统深入研究的成果报道。已有研究表明，一般情况下水泥旋转窑煅烧污染土后产出物水化活性较低，不能满足大规模资源化利用要求，因此产生的经济效益较低。为促进水泥窑协同处置固废这一环保产业实现可持续健康发展，最大限度地提升水泥窑协同处置固废产业的价值产出，具有十分重要的现实意义和非常紧迫的现实需求。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术创造旨在提出一种提高水泥窑处置污染土产生脱附土的水化活性的方法，以解决污染土的再利用，污染土经济效益低的问题。为达到上述目的，本专利技术创造的技术方案是这样实现的：一种提高水泥窑处置污染土产生脱附土的水化活性的方法包括以下步骤：S1：对污染土和铁尾矿分别剔除大块异物，然后分别对污染土和铁尾矿进行粉碎，粉碎后按铁尾矿掺加量折合为Fe2O3占污染土的质量比为1～3％，经过搅拌机混合；S2：将S1中混合后的土壤进入旋转窑煅烧，煅烧后可得脱附土，脱附土磨细、过筛，处理过后的脱附土与硅灰、硅酸钠、混匀形成脱附土混合粉料；r>S3：将酸钠盐溶于水得到溶液A，在溶液A加入纤维素溶液进行混合，得到溶液B，将S2中得到的脱附土混合粉料和溶液B按照3-5:10的质量比例进行超声或机械搅拌混合，得到脱附土的改性悬浮液；S4：将S3中得到的脱附土的改性悬浮液，进行喷雾干燥，进行喷雾干燥的同时继续进行超声搅拌或机械搅拌混合，得到干燥粉末即为高性能脱附土。进一步的，所述S2中进入旋转窑煅烧，烧制温度范围600-950℃，烧制时间20-30min。所述S2中加入硅灰占脱附土的质量份数为10％-15％，硅酸钠占脱附土的质量分数为1％-3％。进一步的，所述S3中的酸钠盐占脱附土的质量分数为1％-5％，酸钠盐的浓度为0.01％-0.03wt％，酸钠盐为六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、葡萄糖酸钠一种或两种以上物质。进一步的，所述S3中的纤维素溶液的制取方法为：取城市园林叶枯枝类垃圾或农作物秸秆中的一种或者两种物质，用固废筛去除尘土等杂质，去完杂质后，切成碎块，将碎块放入到粉碎机，粉碎至0.1-0.3mm颗粒用水浸泡，加温至70-80℃，浸泡2-3小时后滤出颗粒，加压得滤饼，用氢氧化钠溶液煮沸滤饼后保温3小时，压出滤液，洗出半纤维素及木质素，滤饼碱性条件下加入氧化剂控制水解，降解得到水溶性纤维素。纤维素溶液的浓度为度0.1-0.4wt％。进一步的，所述S3中的碎块的直径为1cm±0.5cm，氢氧化钠溶液的浓度为2-5wt％。进一步的，所述S4中的喷雾干燥的进口温度：160～180℃，出口温度：70-90℃，雾化机转速：20000-24000r/min，进料速度：5-7L/h。进一步的，所述S4中的超声搅拌的超声频率为30-40千赫兹，超声处理60min-90min后开始喷雾干燥。进一步的，所述S4中的机械搅拌的转速为800r/min-1000r/min，搅拌30min-60min后开始喷雾干燥。一种提高水泥窑处置有机污染土产生脱附土在砌筑砂浆、抹灰砂浆及混凝土制备中的应用。污染土在650-900℃下煅烧，会生成非晶态偏高岭土相，该物质水化活性较高，但单独煅烧污染土产生的脱附土水化活性低于粉煤灰，不能达到作为水泥活性混合材和砂浆矿物掺和料的要求。本方法加入铁尾矿作为改性剂与脱附土共烧，铁尾矿(Fe2O3)的加入抑制煅烧过程尖晶石、莫来石相生成，提高非晶态的高温稳定性，阻碍结晶，提高产物中非晶偏高岭土相含量，从而提高脱附土的水化活性。单独煅烧污染土产生脱附土水化活性指数63.2％与铁尾矿共烧后产生脱附土水化活性指数70.2％-77.5％(铁尾矿掺加量及煅烧温度不同)，达到粉煤灰活性指数标准要求。在城市园林落叶枯枝类垃圾或农作物秸秆提取的纤维素，可以有效提高脱附土保水性，未改性的脱附土制备砂浆后保水率低于标准要求，抹灰砂浆上墙后易开裂，改性后脱附土保水性明显提升，抹灰砂浆不开裂，工作性能良好。加入六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、葡萄糖酸钠改善脱附土流动性，未改性脱附土添加入水泥、砂浆或混凝土中，使胶砂材料需水量增大，需水量比不能满足要求，同样水灰比条件下，添加未改性脱附土，流动性较差，影响工作或施工性能，添加改性剂并喷雾干燥成粉末后，外层生成一层外壳包裹住脱附土颗粒，起到延缓脱附土水化的作用，提高胶凝材料初期流动性，并延缓凝结时间，改善工作性能和施工性能，尤其有利于夏季施工。与粉末混合相比，外加剂制备成溶液，并以超声/机械搅拌方式使脱附土分散于溶液中成悬浮液，能够提高外加剂与脱附土接触面积，更易混合均匀，提升改性效果。相对于现有技术，本专利技术创造所述的一种提高水泥窑处置污染土产生脱附土的水化活性的方法具有以下有益效果：本专利通过提升水泥窑处理污染土产出物水化活性等性能制备高性能脱附土，并以此代替粉煤灰用于砌筑砂浆、抹灰砂浆及混凝土制备，为产出物的资源化提供了有效途径，实现末端的产出物高附加值应用；充分利用污染土、铁尾矿渣、城市园林落叶枯枝类垃圾、农作物秸秆的成分、性能特点实现协同处置，最大限度地提升协同处置固废价值产出，解决了处理后污染土的出路这一紧迫的现实需求的同时，在固废无害化的基础上实现了多种固废协同处置及资源化利用，避免了侵占土地资源、产出物再度沦为废弃物等潜在风险；同时为日益紧缺的粉煤灰等矿物掺和料提供了可行的替代品。具体实施方式除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本专利技术创造所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下面结合实施例来详细说明本专利技术创造。实施例1：污染土、铁尾矿分别剔除大块异物，粉碎后按一定比例(铁尾矿掺加量折合为Fe2O3占污染土质量比2％)经搅拌机混合，进入旋转窑共烧，烧制温度900℃，烧制时间20min。煅烧后可得脱附土，脱附土磨细、过筛，45μm筛余小于10％，加入12％硅灰、1.5％硅酸钠混匀形成脱附土混合粉料，六偏磷酸钠溶于水，溶液浓度0.02％，农作物秸秆提取纤维素溶于水，溶液浓度0.3％，纤维素提取方法：农作物秸秆切成1cm左右碎块，用粉碎机粉碎至0.1-0.3mm颗粒，用水浸泡，加温至75℃，浸泡3小时后滤出颗粒，加压得滤饼，用2％氢氧化钠溶液煮沸滤饼后保温3小时，压出滤液，洗出半纤维素及木质素，滤饼碱性条件下加入氧化剂控制水解，降解得到水溶性纤维素。六偏磷酸钠溶液和纤维素溶液混合形成改性溶剂，将脱附土混合粉料加入改本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高水泥窑处置污染土产生脱附土的水化活性的方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1：对污染土和铁尾矿分别剔除大块异物，然后分别对污染土和铁尾矿进行粉碎，粉碎后按铁尾矿掺加量折合为Fe

【技术特征摘要】
1.一种提高水泥窑处置污染土产生脱附土的水化活性的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：对污染土和铁尾矿分别剔除大块异物，然后分别对污染土和铁尾矿进行粉碎，粉碎后按铁尾矿掺加量折合为Fe2O3占污染土的质量比为1～3％，经过搅拌机混合；
S2：将S1中混合后的土壤进入旋转窑煅烧，煅烧后可得脱附土，脱附土磨细、过筛，处理过后的脱附土与硅灰、硅酸钠、混匀形成脱附土混合粉料；
S3：将酸钠盐溶于水得到溶液A，在溶液A加入纤维素溶液进行混合，得到溶液B，将S2中得到的脱附土混合粉料和溶液B按照3-5:10的质量比例进行超声或机械搅拌混合，得到脱附土的改性悬浮液；
S4：将S3中得到的脱附土的改性悬浮液，进行喷雾干燥，进行喷雾干燥的同时继续进行超声搅拌或机械搅拌混合，得到干燥粉末即为高性能脱附土。


2.根据权利要求1所述的一种提高水泥窑处置污染土产生脱附土的水化活性的方法，其特征在于：所述S2中进入旋转窑煅烧，烧制温度范围600-950℃，烧制时间20-30min。


3.根据权利要求1所述的一种提高水泥窑处置污染土产生脱附土的水化活性的方法，其特征在于：所述S2中加入硅灰占脱附土的质量份数为10％-15％，硅酸钠占脱附土的质量分数为1％-3％。


4.根据权利要求1所述的一种提高水泥窑处置污染土产生脱附土的水化活性的方法，其特征在于：所述S3中的酸钠盐占脱附土的质量分数为1％-5％，酸钠盐的浓度为0.01％-0.03wt％，酸钠盐为六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、葡萄糖酸钠一种或两种以上物质。


5.根据权利要求1所述的一种提高水泥窑处置污染土产生脱附...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘彤，刘爽，韩晓光，赵宏杰，张鹏宇，孙春风，刘凤东，郭清芳，白锡庆，刘震，王冬梅，谢雅岚，刘志刚，
申请(专利权)人：天津市建筑材料科学研究院有限公司，天津金隅振兴环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12