一种固体废弃物基淤泥固化剂及其制备方法技术

本申请涉及固体废弃物处理领域，尤其涉及一种固体废弃物基淤泥固化剂及其制备方法；所述淤泥固化剂的原料包括：炼钢固体废弃物，秸秆灰，磷酸工业固废物，垃圾燃烧炉渣，复合增强剂，其余为固体载体；炼钢固体废弃物包括钢渣；磷酸工业固废物的化学成分包括Ca；所述方法包括：分别对炼钢固体废弃物、垃圾燃烧炉渣和固体载体第一筛分和第二筛分，得到对应的废料筛下物；碱化处理磷酸工业固废物，得到碱化固废物；分别干燥秸秆灰和碱化固废物，后第二筛分，得到对应的废料筛下物；混合各筛下物和复合增强剂，得到淤泥固化剂；通过采用炼钢固体废弃物、秸秆灰、磷酸工业固废物、垃圾燃烧炉渣和复合增强剂，能在提高淤泥的固化强度的同时综合改善淤泥的回弹模量、CBR值以及降低浸水后的强度损失。强度损失。强度损失。

【技术实现步骤摘要】
一种固体废弃物基淤泥固化剂及其制备方法


[0001]本申请涉及固体废弃物处理领域，尤其涉及一种固体废弃物基淤泥固化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着经济和社会的发展，人类活动对自然水域的水体产生的影响逐渐增大，使得水体中的固体、半固体累积物快速增加，以至于在水体底部产生大量淤泥，而随着水利工程建设、水运交通工程建设、河流湖泊的治理工程及城市生态环境治理工程的快速推进，这类淤泥被挖掘出，从而在建设过程中产生大量的废弃淤泥。
[0003]目前针对淤泥的处理方法包括填埋、焚烧、堆肥、固化等，其中，固化是将淤泥与相应固化剂混合固化，从而提高淤泥的力学性能，降低淤泥的含水率，从而使其可以代替天然土用于场地回填用土。同时随着人类活动的进行，化工产业废弃物、垃圾处理残余物、建筑废弃物等废弃材料大量产生，若能将这些废弃物进行处理，用于处理淤泥，变废为宝，以达到废弃物的资源化利用、以废治废的目的。
[0004]但是由于这些废弃物作单独为淤泥固化剂，难以达到规范使用要求。因此如何提供一种多种废弃物组成的淤泥固化剂，以在提高淤泥的固化强度的同时综合改善淤泥的回弹模量、CBR值以及降低浸水后的强度损失以满足规范使用要求，是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种固体废弃物基淤泥固化剂及其制备方法，以解决现有技术中的废弃物组成的淤泥固化剂难以提高淤泥的固化强度的同时综合改善淤泥的回弹模量、CBR值以及降低浸水后的强度损失的技术问题。
[0006]第一方面，本申请提供了一种固体废弃物基淤泥固化剂，以质量分数计，所述淤泥固化剂的原料包括：炼钢固体废弃物：25％～40％，秸秆灰：20％～30％，磷酸工业固废物：15％～35％，垃圾燃烧炉渣：10％～30％，复合增强剂：2％～5％，其余为固体载体；
[0007]其中，所述炼钢固体废弃物包括钢渣；
[0008]所述磷酸工业固废物的化学成分包括Ca；
[0009]所述复合增强剂用于增强淤泥固化剂的固化强度。
[0010]可选的，所述钢渣和所述炼钢固体废弃物的质量之比≥80％。
[0011]可选的，所述磷酸工业固废物包括磷石膏，所述磷石膏和所述磷酸工业固废物的质量之比≥90％。
[0012]可选的，所述复合增强剂包括氧化剂、早强促凝剂和胶凝剂，所述氧化剂、所述早强促凝剂和所述胶凝剂的质量之比为1％～3％:1％～3％:1％～3％。
[0013]可选的，所述氧化剂包括高锰酸钾、二氧化锰和过氧化钠中的至少一种；和/或
[0014]所述早强促凝剂包括氯化钙、硅酸钠和碳酸钠中的至少一种；和/或
[0015]所述胶凝剂包括聚合硫酸铝、聚丙烯酸钠和甲基纤维素中的至少一种。
[0016]可选的，所述固体载体占所述淤泥固化剂总重的质量分数为5％～15％。
[0017]可选的，所述固体载体包括建筑垃圾、粉煤灰和赤泥中的至少一种。
[0018]第二方面，本申请提供了一种制备第一方面所述的淤泥固化剂的方法，所述方法包括：
[0019]分别对所述炼钢固体废弃物、所述垃圾燃烧炉渣和所述固体载体进行第一筛分，后进行第二筛分，得到炼钢固体废弃物筛下物、垃圾燃烧炉渣筛下物和固体载体筛下物；
[0020]对所述磷酸工业固废物进行碱化处理，得到碱化固废物；
[0021]分别对所述秸秆灰和所述碱化固废物进行干燥，后进行所述第二筛分，得到秸秆灰筛下物和碱化固废物筛下物；
[0022]混合所述炼钢固体废弃物筛下物、所述垃圾燃烧炉渣筛下物、所述固体载体筛下物、所述秸秆灰筛下物、所述碱化固废物筛下物和所述复合增强剂，得到淤泥固化剂。
[0023]可选的，所述第一筛分的筛孔尺寸为1mm～3mm，所述第二筛分的筛孔尺寸为0.1mm～0.2mm。
[0024]第三方面，本申请提供了一种固体废弃物基淤泥固化剂的使用方法及用量，包括将第一方面所述的淤泥固化剂用于淤泥制备填土料的固化阶段中，其中，所述淤泥固化剂和所述淤泥的质量之比为10％～20％。
[0025]本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
[0026]本申请实施例提供的一种固体废弃物基淤泥固化剂，通过采用炼钢固体废弃物、秸秆灰、磷酸工业固废物、垃圾燃烧炉渣和复合增强剂，由于秸秆灰在淤泥的水化条件中能产生较强的碱性环境，并且秸秆灰本身是高活性材料，可以激活炼钢固体废弃物中的钢渣成分，使得钢渣在淤泥中可以发生胶凝反应，提高淤泥的强度并且降低淤泥的含水量，同时磷酸工业固废物中的Ca在淤泥中会水解产生Ca
2+
，并通过离子交换取代一部分淤泥有机质表面的Na
+
和K
+
，能有效减小有机质双电层的厚度，减小有机质对淤泥固化的影响，提高固化强度并且降低淤泥的含水量，再利用垃圾燃烧炉渣的含水率低并且吸水性强，可以有效的降低淤泥的含水率，同时固体载体作为固化淤泥的骨架，提高淤泥的固化强度，再通过复合增强剂进一步对淤泥的固化强度进行提高，以满足淤泥的强化效果，从而通过炼钢固体废弃物、秸秆灰、磷酸工业固废物、垃圾燃烧炉渣和复合增强剂，能在提高淤泥的固化强度的同时综合改善淤泥的回弹模量、CBR值以及降低浸水后的强度损失。
附图说明
[0027]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0028]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本申请实施例提供的方法的流程示意图；
[0030]图2为本申请实施例提供的方法的实际应用流程图。
具体实施方式
[0031]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0032]除非另有特别说明，本申请中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
[0033]在本申请的一个实施例中，提供一种固体废弃物基淤泥固化剂，以质量分数计，所述淤泥固化剂的原料包括：炼钢固体废弃物：25％～40％，秸秆灰：20％～30％，磷酸工业固废物：15％～35％，垃圾燃烧炉渣：10％～30％，复合增强剂：2％～5％，其余为固体载体；
[0034]其中，所述炼钢固体废弃物包括钢渣；
[0035]所述磷酸工业固废物的化学成分包括Ca；
[0036]所述复合增强剂用于增强淤泥固化剂的固化强度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固体废弃物基淤泥固化剂，其特征在于，以质量分数计，所述淤泥固化剂的原料包括：炼钢固体废弃物：25％～40％，秸秆灰：20％～30％，磷酸工业固废物：15％～35％，垃圾燃烧炉渣：10％～30％，复合增强剂：2％～5％，其余为固体载体；其中，所述炼钢固体废弃物包括钢渣；所述磷酸工业固废物的化学成分包括Ca；所述复合增强剂用于增强淤泥固化剂的固化强度。2.根据权利要求1所述的淤泥固化剂，其特征在于，所述钢渣和所述炼钢固体废弃物的质量之比≥80％。3.根据权利要求1所述的淤泥固化剂，其特征在于，所述磷酸工业固废物包括磷石膏，所述磷石膏和所述磷酸工业固废物的质量之比≥90％。4.根据权利要求1所述的淤泥固化剂，其特征在于，所述复合增强剂包括氧化剂、早强促凝剂和胶凝剂，所述氧化剂、所述早强促凝剂和所述胶凝剂的质量之比为1％～3％:1％～3％:1％～3％。5.根据权利要求4所述的淤泥固化剂，其特征在于，所述氧化剂包括高锰酸钾、二氧化锰和过氧化钠中的至少一种；和/或所述早强促凝剂包括氯化钙、硅酸钠和碳酸钠中的至少一种；和/或所述胶凝剂包括聚合硫酸铝、聚丙烯酸钠和甲基纤维素中的至少一种。6.根据权利要求1所述的淤泥固化剂，其特征在于，所述固体载体占所述淤泥固化剂总...

【专利技术属性】
技术研发人员：李江山，程鑫，黄啸，王平，江文豪，李爽，
申请(专利权)人：中国科学院武汉岩土力学研究所，
类型：发明
国别省市：