一种赤泥基重金属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赤泥基重金属固化剂及其制备方法与应用，按重量份数计包括以下组分：赤泥80～100份，钢渣30～40份，高炉矿渣20～40份，煤矸石20～30份，粉煤灰30～50份，电石渣20～45份，废石膏20～45份，稳定剂5～20份，吸附剂0～10份。该材料不仅实现了对工业固废的大宗消耗，而且实现了不使用传统水泥，减少了水泥用量，绿色环保，制备工艺简单，并且固化剂对重金属固化效果良好满足国家要求，成本低廉适宜向社会推广应用。廉适宜向社会推广应用。

【技术实现步骤摘要】
一种赤泥基重金属固化剂及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及重金属固化剂领域，具体提供一种赤泥基重金属固化剂及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]这里的陈述仅提供与本专利技术相关的
技术介绍
，而不必然地构成现有技术。
[0003]常见的土壤和地下水污染主要分为无机物污染和有机物污染两大类，其中，无机物污染中又以重金属污染为主。土壤污染又与地下水污染息息相关，污染易扩散。土壤重金属污染是我国污染面积最广、污染最严重，也是最难治理的污染之一，我国耕地受到中度和重度污染的面积超3万平方千米。铜、铅、铬是重金属污染土壤中普遍存在的有毒元素，其具有长期性和非移动性等特性，进入土壤之后，会被植物富集，并通过食物链累积而影响人类健康，对当地居民生命健康造成严重不良影响。
[0004]目前固化处理重金属水泥是使用成熟，适用范围较广的材料，但水泥的生产会消耗大量的矿产资源，造成矿产资源不可再生，消耗大量的能源，同时会排放温室气体，从而对环境造成一定的危害，我国工业固废利用率不高，大量工业固废露天堆存，同时现有固化剂也存在固化效果不佳的问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种赤泥基重金属固化剂及其制备方法与应用。该材料不仅实现了对工业固废的大宗消耗，而且实现了不使用传统水泥，减少了水泥用量，绿色环保，制备工艺简单，并且固化剂对重金属固化效果良好满足要求，成本低廉，适宜推广应用。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种赤泥基高效重金属固化剂，按重量份数计包括以下组分：赤泥80～100份，钢渣30～40份，高炉矿渣20～40份，煤矸石20～30份，粉煤灰30～50份，电石渣20～45份，废石膏20～45份，稳定剂5～20份，吸附剂0～10份。
[0008]第二方面，本专利技术提供所述赤泥基高效重金属固化剂的制备方法，包括如下步骤：
[0009]将钢渣、高炉矿渣、煤矸石、粉煤灰与稳定剂、吸附剂混合得混合料A；
[0010]将混合料A在室温下冷却、粉碎并过筛，得混合料B；
[0011]将混合料B、赤泥、废石膏和电石渣混合搅拌均匀，即得。
[0012]第三方面，本专利技术提供所述赤泥基高效重金属固化剂在重金属固化中的应用；
[0013]或在对有机污染物污染土壤或地下水治理中的应用；
[0014]尤其在对土壤中Cu、Pb或Cr重金属固化中的应用。
[0015]上述本专利技术的一种或多种实施例取得的有益效果如下：
[0016]本专利技术提出一种赤泥基高效重金属固化剂及其制备方法，赤泥具有疏松多孔的微观结构，孔隙率高，本身就适合作为重金属离子吸附材料，本专利技术采用的是改性赤泥，赤泥
预先经过酸处理和热处理，提高了赤泥颗粒的比表面积，同时降低了赤泥过高的碱性，提高了赤泥反应活性，大大加强了对于可溶于水的铜、铅、铬的吸附能力。改性赤泥对重金属污染离子具有直接吸附作用，同时可与钢渣矿、渣、粉煤灰在体系中发生化学反应生成水化物凝胶，进一步吸附沉淀重金属和有机污染物。
[0017]粉煤灰也是一种容易获得的廉价工业固废，与稳定剂结合后的粉煤灰提高了硅含量，固化能力提高，与其它种类工业固废协同处理重金属污染离子的作用大于粉煤灰单一组份处理重金属污染因子的能力，有助于调节土壤养分，实现对固化后土壤性能的调控，促进土壤质量恢复。同时过量的碱可与改性赤泥中过量的酸结合维持好土壤的pH值。
[0018]废石膏和电石渣与赤泥的作用相似，都具有胶凝性，同时在反应过程中都可以提供钙离子，钙离子可以提高赤泥的集团性，从而在宏观上提高固化土壤的物理力学性能。废石膏中钙矾石成分可与铜离子生成硫酸铜实现铜离子固化，同时配合赤泥体系的吸附作用实现重金属离子固化效率最大化。废石膏、电石渣与赤泥搭配，可以最大程度提高对重金属的固化效率。
[0019]稳定剂中的各种组分与改性赤泥基材料结合后，重金属在碱性环境中易形成溶解性差的结合态化合物，导致其移动性减弱，毒性也大为降低。其中特别的羟基组氨酸、腐殖酸铵作为有机组分可以提供大量的特异性和非特异性的吸附位点，含有多种活性基团(如：COO
‑
、
‑
NH2、＝NH、＝PO4、
‑
S
‑
、
‑
O
‑
等)，可作为配位体与重金属发生络合或螯合作用形成稳定的络合物和有机配位体，从而固定重金属。
[0020]本专利技术大大提高了赤泥在固化剂中的使用比例，使用效果增益幅度达，其成本低廉，制备工艺简单，适合推广。
具体实施方式
[0021]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本专利技术使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0022]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0023]第一方面，本专利技术提供一种赤泥基高效重金属固化剂，按重量份数计包括以下组分：赤泥80～100份，钢渣30～40份，高炉矿渣20～40份，煤矸石20～30份，粉煤灰30～50份，电石渣20～45份，废石膏20～45份，稳定剂5～20份，吸附剂0～10份。
[0024]在一些实施例中，所述赤泥为酸处理或热处理的改性赤泥。
[0025]优选的，所述赤泥选自拜耳法赤泥、烧结法赤泥或混合赤泥。
[0026]进一步优选的，所述赤泥的粒径为45目～200目。
[0027]在一些实施例中，钢渣、高炉矿渣、煤矸石、粉煤灰、电石渣粒径小于60目。
[0028]在一些实施例中，所述稳定剂为稳定剂A和稳定剂B的混合物，其中，稳定剂A选自NaOH、KOH、Ca(OH)2或Na2CO3中的一种或几种，所述稳定剂B选自羟基组氨酸或腐殖酸铵。
[0029]稳定剂A在体系中创造碱性环境加快反应水化凝胶的生成，提高固化效率；稳定剂
B作为有机组分可以提供大量的特异性和非特异性的吸附位点，可作为配位体与重金属发生络合或螯合作用形成稳定的络合物和有机配位体，弥补赤泥基体系未完全固化的污染物成分，提高稳定性。
[0030]优选的，稳定剂A和稳定剂B的摩尔比为1～4:5～8。
[0031]在一些实施例中，所述废石膏选自磷石膏、氟石膏、钛石膏或苏打石膏中的一种或几种。
[0032]在一些实施例中，所述吸附剂选自海泡石、5A沸石或凹凸棒石中的一种或多种，吸附剂主要作用为保证制备工艺较难混合时，各组分混合均匀，同时具有一定的吸附作用保证反应正常进行。
[0033]第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种赤泥基高效重金属固化剂，其特征在于：按重量份数计包括以下组分：赤泥80～100份，钢渣30～40份，高炉矿渣20～40份，煤矸石20～30份，粉煤灰30～50份，电石渣20～45份，废石膏20～45份，稳定剂5～20份，吸附剂0～10份。2.根据权利要求1所述的赤泥基高效重金属固化剂，其特征在于：所述赤泥为酸处理或热处理的改性赤泥；优选的，所述赤泥选自拜耳法赤泥、烧结法赤泥或混合赤泥；进一步优选的，所述赤泥的粒径为45目～200目。3.根据权利要求1所述的赤泥基高效重金属固化剂，其特征在于：钢渣、高炉矿渣、煤矸石、粉煤灰、电石渣粒径小于60目。4.根据权利要求1所述的赤泥基高效重金属固化剂，其特征在于：所述稳定剂为稳定剂A、稳定剂B的混合物，其中，稳定剂A选自NaOH、KOH、Ca(OH)2或Na2CO3中的一种或几种；所述稳定剂B选自羟基组氨酸或腐殖酸铵；优选的，稳定剂A和稳定剂B的摩尔比为1～4:5～8。5.根据权利要求1所述的赤泥基高效重金属固化剂，其特征在于：所述废石膏选自磷石膏、氟石膏、钛石膏或苏打石膏中的一种或几种。6.根据权利要求1所述的赤泥基高效重金属固化剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：李召峰，游浩，张健，高益凡，张明，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：