一种高含水率疏浚淤泥固化剂及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种高含水率疏浚淤泥固化剂及其制备方法与应用，其中固化剂的原料包括工业钢渣、垃圾焚烧底渣混合物、磷酸钠、秸秆灰和石灰；制备时，将垃圾焚烧底渣与垃圾焚烧底渣磨细粉混合获得垃圾焚烧底渣混合物，将秸秆灰和工业钢渣混合球磨获得秸秆灰磨细粉和工业钢渣磨细粉的混合物，最后将各原料按配比混合制得固化剂。本发明专利技术采用废弃物为原料，实现废弃物的资源化利用，所制备的固化剂能够有效固化疏浚淤泥，降低疏浚淤泥的含水率，改善疏浚淤泥的低强度特性，疏浚淤泥经固化处理后可以用作填土材料，实现以废制废、保护环境的目的。的。的。

【技术实现步骤摘要】
一种高含水率疏浚淤泥固化剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于固化剂
，具体涉及一种高含水率疏浚淤泥固化剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]我国大规模的水利工程建设、水运交通工程建设以及河流湖泊治理工程等，每年都会产生大量的疏浚淤泥。随着海洋强国战略的实施，海洋疏浚淤泥量也在急剧上升。这些工程产生的疏浚淤泥具有含水率高、力学性能差等特点，需要占用大量的土地进行堆放，不仅侵占了耕地，还破坏了当地的生态环境。为了解决疏浚淤泥处理难的问题，需要从降低淤泥含水率、提高淤泥强度的方面进行疏浚淤泥的固化研究，当前固化淤泥主要是以水泥、石灰、粉煤灰等为主材，固化成本高，造成了资源浪费，且固化后的淤泥为水泥土，破坏环境。
[0003]我国每年的生活垃圾量急剧增加，对垃圾进行焚烧处理后的底渣量已达到每年数百万吨，这些底渣直接填埋会占用大量的土地。工业钢渣是炼钢过程中的副产品，年产量大，利用率低，堆放占用空间大，且易产生飞灰，造成一定的空气污染。作为农业大国，我国每年都会产生大量的秸秆，秸秆发电厂可以有效处理堆积的秸秆，但是会产生大量的秸秆灰。上述废弃物回收利用率低，堆放占用大量土地，填埋处理又会产生环境污染。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种高含水率疏浚淤泥固化剂及其制备方法与应用，采用垃圾焚烧底渣、工业钢渣、秸秆灰等废弃物为原料，实现废弃物的资源化利用，所制备获得的固化剂，能够有效固化疏浚淤泥，降低疏浚淤泥的含水率，改善疏浚淤泥的低强度特性，疏浚淤泥经固化处理后可以用作填土材料，实现以废制废、保护环境的目的。
[0005]本专利技术提供了如下的技术方案：一种高含水率疏浚淤泥固化剂，包括以下质量百分比的原料：工业钢渣24~36%，垃圾焚烧底渣混合物36~42%，磷酸钠2~6%，秸秆灰12~18%，石灰10~14%。
[0006]进一步的，所述垃圾焚烧底渣混合物由垃圾焚烧底渣与垃圾焚烧底渣磨细粉按质量比1:1混合组成，所述垃圾焚烧底渣磨细粉的粒径不大于0.075mm。垃圾焚烧底渣经过球磨后获得垃圾焚烧底渣磨细粉，表面积变大，与疏浚淤泥的接触面积变大，固化反应速率更快。垃圾焚烧底渣与垃圾焚烧底渣磨细粉按质量比1:1混合，粗细颗粒搭配比较合理，骨架性最强，且火山灰活性得到充分发挥，同等掺量下，疏浚淤泥固化后的无侧限抗压强度最高。
[0007]进一步的，所述秸秆灰和工业钢渣的质量比为1:2~3，该比例的秸秆灰能够使工业钢渣的潜在活性得到较好的激发。
[0008]进一步的，所述秸秆灰和工业钢渣在固化剂中分别以秸秆灰磨细粉及工业钢渣磨细粉的形式存在，所述秸秆灰磨细粉和工业钢渣磨细粉的粒径不大于0.075mm。秸秆灰和工业钢渣经过球磨后获得秸秆灰磨细粉和工业钢渣磨细粉，表面积变大，与疏浚淤泥的接触面积变大，固化反应速率更快。
[0009]一种所述的高含水率疏浚淤泥固化剂的制备方法，包括以下步骤：对垃圾焚烧底渣和工业钢渣进行初筛，获取垃圾焚烧底渣筛下物和工业钢渣筛下物，并对垃圾焚烧底渣筛下物进行消毒；将一部分垃圾焚烧底渣筛下物加入球磨机进行球磨，获得垃圾焚烧底渣磨细粉；将另一部分垃圾焚烧底渣筛下物与垃圾焚烧底渣磨细粉混合，获得垃圾焚烧底渣混合物；将秸秆灰和工业钢渣筛下物按比例混合，加入球磨机进行球磨，获得秸秆灰磨细粉和工业钢渣磨细粉的混合物；将垃圾焚烧底渣混合物、秸秆灰磨细粉和工业钢渣磨细粉的混合物、磷酸钠和石灰按比例混合，即得高含水率疏浚淤泥固化剂。
[0010]进一步的，对垃圾焚烧底渣和工业钢渣进行初筛时采用孔径为10mm的网筛，垃圾焚烧底渣筛下物采用喷雾机喷洒消毒液进行消毒。
[0011]进一步的，所述垃圾焚烧底渣磨细粉的粒径不大于0.075mm，所述垃圾焚烧底渣筛下物与垃圾焚烧底渣磨细粉按质量比1:1混合。
[0012]进一步的，所述秸秆灰和工业钢渣筛下物按质量比1:2~3混合，所述秸秆灰磨细粉和工业钢渣磨细粉的混合物的粒径不大于0.075mm。
[0013]一种所述的高含水率疏浚淤泥固化剂在疏浚淤泥治理中的应用，包括步骤：采用混凝土搅拌机将所述固化剂与疏浚淤泥混合，所得混合物固化后，即可用作填料。
[0014]进一步的，所述固化剂与疏浚淤泥按干基质量比1:4~5混合。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：（1）本专利技术采用的原料包括工业钢渣、垃圾焚烧底渣混合物和秸秆灰，为工农业废弃物以及城市垃圾处理后的废弃物，与水泥、石灰、粉煤灰等常见固化材料相比，不需消耗自然资源，节约大量的填埋土地，对保护耕地具有重要的意义，同时还可以消耗掉大量的废弃工业钢渣、垃圾焚烧底渣和秸秆灰，实现工农业废弃物的资源化再利用；（2）与现有疏浚淤泥固化剂相比，本专利技术原料中不需要添加水泥，避免淤泥固化后成为水泥土而破坏环境，同时降低了成本，可以有效节能；（3）工业钢渣具有火山灰性质，可以与疏浚淤泥发生水化水解反应，生成大量的水化硅酸钙与凝胶，提高疏浚淤泥强度；工业钢渣磨细粉和疏浚淤泥在发生化学反应的过程中，吸收一部分水分，同时反应放出热量，促进水分蒸发，从而使疏浚淤泥含水率降低；（4）工业钢渣的成分和常见水泥的成分比较相似，具有一定的水泥特性，其硬度高难于研磨，且活性很低；秸秆灰是一种高活性的材料，用秸秆灰激发钢渣，秸秆灰需水量大和钢渣沁水性差的特性能够得到改善，秸秆灰中无定形的SiO2使得钢渣微粒在母体内产生部分移位，形成分散度较高的产物，而复合体微粒移位松动的钢渣，容易被磨细，从而提高
钢渣活性；（5）垃圾焚烧底渣为城市垃圾焚烧厂的底渣，含水率低，吸水性强，加入疏浚淤泥后会吸收淤泥中的水分，从而降低疏浚淤泥的含水率；疏浚淤泥的颗粒较细，充分搅拌后，垃圾焚烧底渣的粗颗粒可以起到骨架作用，提高疏浚淤泥强度；（6）磷酸钠、秸秆灰和石灰具有激发剂的作用，磷酸钠、秸秆灰、石灰水化产生较强的碱性环境，激发工业钢渣磨细粉和垃圾焚烧底渣磨细粉的火山灰特性，生成更多的水化产物，附着在垃圾焚烧底渣粗颗粒形成的疏浚淤泥骨架上，形成更稳固的结构，提高疏浚淤泥强度；此外，秸秆灰、石灰的含水率都比较低，当掺入高含水率的疏浚淤泥中时，能够吸收淤泥中的部分水分，使得疏浚淤泥的含水率降低；（7）本专利技术制备的固化剂与疏浚淤泥以1：4~5的干基质量比混合时，疏浚淤泥固化后28天的无侧限抗压强度即可以满足作为填料的要求，固化剂掺入量较少，能够有效降低固化成本。
附图说明
[0016]图1是本专利技术中高含水率疏浚淤泥固化剂的制备与应用流程图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0018]本专利技术实施例所用的材料，如无特殊说明，均可在市场上购买。
[0019]如无特殊说明，本专利技术实施例所用试验方法，均在常温下进行即可。
[0020]实施例1本实施例制备一种高含水率疏浚淤泥固化剂，用于处理含水量为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高含水率疏浚淤泥固化剂，其特征在于，包括以下质量百分比的原料：工业钢渣24~36%，垃圾焚烧底渣混合物36~42%，磷酸钠2~6%，秸秆灰12~18%，石灰10~14%。2.根据权利要求1所述的高含水率疏浚淤泥固化剂，其特征在于，所述垃圾焚烧底渣混合物由垃圾焚烧底渣与垃圾焚烧底渣磨细粉按质量比1:1混合组成，所述垃圾焚烧底渣磨细粉的粒径不大于0.075mm。3.根据权利要求1所述的高含水率疏浚淤泥固化剂，其特征在于，所述秸秆灰和工业钢渣的质量比为1:2~3。4.根据权利要求1所述的高含水率疏浚淤泥固化剂，其特征在于，所述秸秆灰和工业钢渣在固化剂中分别以秸秆灰磨细粉及工业钢渣磨细粉的形式存在，所述秸秆灰磨细粉和工业钢渣磨细粉的粒径不大于0.075mm。5.一种权利要求1~4中任一项所述的高含水率疏浚淤泥固化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：对垃圾焚烧底渣和工业钢渣进行初筛，获取垃圾焚烧底渣筛下物和工业钢渣筛下物，并对垃圾焚烧底渣筛下物进行消毒；将一部分垃圾焚烧底渣筛下物加入球磨机进行球磨，获得垃圾焚烧底渣磨细粉；将另一部分垃圾焚烧底渣筛下物与垃圾焚烧底渣磨细粉混合，获得垃圾焚烧底渣混合物；将秸秆灰和工业钢渣筛下物按比例混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：王瑞彩，沈宇，徐伟杰，孙阳，吴腾，陶桂兰，曹阳，
申请(专利权)人：河海大学淮安研究院，
类型：发明
国别省市：