一种用于Pb制造技术

本发明专利技术提供了一种用于Pb

One for Pb

【技术实现步骤摘要】
一种用于Pb
2+
污染处理的新型APG固化剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于固化剂
，具体涉及一种用于Pb
2+
污染处理的新型APG固化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]铅是一种潜在的有毒元素，当被人体吸收后，会在人体血液、骨骼、肝脏、肾脏、大脑和皮肤等器官中积聚。Pb
2+
不仅危害人体健康，也污染土壤和地下水资源。因此，通过使用低成本和高效的固化剂在Pb
2+
物质释放之前处理受污染的土壤或固体废弃物是很有必要的。
[0003]固化/稳定化(S/S)是一种相对较为成熟、快速、经济、方便的污染土处理方法。水泥稳定化是处理铅污染土壤的一种实用方法，但水泥处理Pb
2+
存在一些问题。在水泥的水化过程中，水泥难以固化高浓度Pb
2+
，此外，水泥固化Pb
2+
的有效pH范围为8～12，水泥的固化污染物的耐酸碱性能较差。此外，水泥生产过程中需要消耗大量的能源，同时产生大量的温室气体CO2，不符合绿色环保的要求。碱激发地聚合物作为一种环保的重金属固封材料，具有优良的物理化学、热学和力学性能，中性环境下地聚合物与水泥对Pb
2+
的固化能力相当，在强酸性的条件下，碱激发地聚合物对Pb
2+
的固化率超过水泥；碱激发地聚合物能有效固化Pb
2+
的pH值范围为6
‑
12。此外，碱激发地聚合物使用的激发剂为强碱性的NaOH、Na2SiO3溶液，具有较强的腐蚀性，会腐蚀施工设备，致使碱激发地聚合物难以在工程中运用。很多矿山排放的废水多属强酸性废水，例如含硫的矿山废水属于酸性水，pH一般为4.5～6.5，尤其中国南方矿井水的pH一般为3.0～3.5，有时pH可达到2，在这样的强酸性的环境下，常规的固化剂用于处理矿山周围的污染土明显不合适。因此，专利技术适用于酸性环境下重金属污染土处理的新型高效、环境友好型固化剂尤为迫切。
[0004]鉴于此，在本专利技术旨在使用粉煤灰为原材料，以磷酸二氢铝为激发剂(ADP)，制备一种新型的酸性固化剂，并首次将制备的APG固化剂用于Pb
2+
的固化，弥补已有固化剂在酸性环境下处理Pb
2+
污染的局限性。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种用于Pb
2+
污染处理的新型APG固化剂及其制备方法，该方法简单方便、成本低廉且性能稳定；本专利技术制备的APG固化剂固化效果好且低碳环保，适用于酸性环境下处理Pb
2+
污染。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种用于Pb
2+
污染处理的新型APG固化剂，其特征在于，所述APG固化剂的组分包括磷酸盐激发剂溶液和粉煤灰粉料，所述磷酸盐激发剂溶液和所述粉煤灰粉料的用量比为0.3～0.4。
[0007]优选地，所述磷酸盐激发剂溶液为磷酸二氢铝溶液，所述磷酸二氢铝溶液的浓度为35％。
[0008]优选地，所述粉煤灰粉料为低钙粉煤灰，所述粉煤灰粉料的粒径为1250目。
[0009]优选地，所述磷酸盐激发剂溶液和所述粉煤灰粉料的用量比为0.317。
[0010]本专利技术还提供上述用于Pb
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污染处理的新型APG固化剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
[0011]将所述粉煤灰粉料与所述磷酸二氢铝溶液混合搅拌均匀，搅拌时间为60s～90s，制得磷酸基地聚合物固化剂浆液，即APG固化剂。
[0012]优选地，所述APG固化剂用于Pb
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污染处理的使用方法为：
[0013]将Pb
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污染物溶于蒸馏水，得到含Pb
2+
的污染水，然后将所述含Pb
2+
的污染水加入所述磷酸基地聚合物固化剂浆液中，均匀搅拌1min～2min，得到浆体；将所述浆体倒入规格为20
×
20
×
20m3d的模具中后进行养护，养护龄期为7～28d；所述含Pb
2+
的污染水中Pb
2+
的含量小于1％，所述含Pb
2+
的污染水和所述粉煤灰粉料的用量比为0.064。
[0014]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0015]1、本专利技术制备APG固化剂的原理为：粉煤灰粉料在磷酸二氢铝溶液的激发下，能形成含有Al
‑
O
‑
P、Si
‑
O
‑
P单元的具有良好力学行为的酸性胶凝材料，从而提供强度。随养护龄期的增加，磷酸基地聚合物反应过程中产生的由Si
–
O
–
P、Si
–
O
–
P
–
O
–
Si、Al
–
O
–
P和Si
–
O
–
Al
–
O
–
P结构单元构成的无定型地聚合物基质和强粘性AlPO4胶凝物质增多，所以APG固化剂强度增加。重金属Pb
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可以通过物理吸附被固定在这些凝胶孔隙中，也可以在形成凝胶的过程中被凝胶包裹，此外，化学吸附与化学沉淀作用对重金属的固化稳定化也做出了非常大的贡献，键合在地聚合物凝胶结构上，也可以形成难溶的硅酸盐沉淀或氢氧化物沉淀。磷基材料能对Pb
2+
具有较好的稳定化作用是由于PO
43
‑
、HPO
42
‑
能与Pb
2+
形成稳定的磷酸铅化合物沉淀。例如，在一定环境下，Pb
2+
能与PO
43
‑
、HPO
42
‑
结合形成更稳定的化合物，如羟基磷酸铅Pb5(PO4)3OH、K
sp
＝10
‑
4.1
；Pb5(PO4)3Cl；、K
sp
＝10
‑
44.36
和Pb4O(PO4)2、K
sp
＝10
‑
36.86
；PbHPO4、K
sp
＝2
×
10
‑1等稳定化合物，从而实现对Pb
2+
的有效处理。此外，磷酸基地聚合物基质中形成的AlPO4相的比表面积为较大，对Pb
2+
具有较好的吸附性，降低重金属离子的浸出。
[0016]2、本专利技术制备的APG固化剂是有效利用的工业副产品，是一种环境友好型固化剂，通过粉煤灰粉料与磷酸二氢铝有效地固化了污染重金属Pb
2+
，实现了变废为宝，以废治废，符合绿色循环低碳经济发展的要求。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于Pb
2+
污染处理的新型APG固化剂，其特征在于，所述APG固化剂的组分包括磷酸盐激发剂溶液和粉煤灰粉料，所述磷酸盐激发剂溶液和所述粉煤灰粉料的用量比为0.3～0.4。2.根据权利要求1所述的一种用于Pb
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污染处理的新型APG固化剂，其特征在于，所述磷酸盐激发剂溶液为磷酸二氢铝溶液，所述磷酸二氢铝溶液的浓度为35％。3.根据权利要求1所述的一种用于Pb
2+
污染处理的新型APG固化剂，其特征在于，所述粉煤灰粉料为低钙粉煤灰，所述粉煤灰粉料的粒径为1250目。4.根据权利要求1所述的一种用于Pb
2+
污染处理的新型APG固化剂，其特征在于，所述磷酸盐激发剂溶液和所述粉煤灰粉料的用量比为0.317。5.一种如权利要求1
‑
4任一权利要求所述的用于Pb
2+
污染处理的新型APG固化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：...

【专利技术属性】
技术研发人员：浦少云，王伟，段伟，李娜，姜屏，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：