【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环境工程领域，尤其涉及一种河湖淤泥固化与重金属固结剂及其制备方法。
技术介绍
1、河湖疏浚清淤在提高航道通航、防汛防洪能力和解决水体污染、水域底堤抬升的同时带来了大量的堆积清淤底泥。由于淤泥具有高含水率、高孔隙率、富含有机质、低渗透性、压缩性大等特点，在工程中无法被直接应用，河湖淤泥含有有机质、重金属、较高含量的水分且呈酸性，回填的淤泥固化土硬化后的孔隙率较低，不利于植物的生长和修复生态环境。所以，对于如何固化河湖淤泥，固结重金属离子，使河湖淤泥得到二次利用这一问题亟待解决。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种河湖淤泥固化与重金属固结剂及其制备方法。
2、本专利技术采用的技术方案是：一种河湖淤泥固化与重金属固结剂，剂料中组分重量百分比为：粒化高炉矿渣粉40-50％、高钛钢渣10-20％、锂渣10-15％、石灰石废渣15-20％、磷石膏10-15％、改性聚合物0.005％-0.01％、发泡剂0.1-0.2％和水25％-35％；
3、所述的粒化高炉矿渣粉为s95级，其中硅铝质组分占总氧化物的43.6％，氧化钙占38.1％，富含水硬活性的硅(铝)氧四面体，与高钛钢渣，磷石膏协同激发下，通过“硅的四配位同构化效应”和“复盐效应”，在形成纳米直径针棒状复盐晶体的同时，还形成近于非晶态的紧密堆积的水化硅酸钙c-s-h凝胶和类沸石相，并将针棒状复盐晶体紧密包裹起来，为固化淤泥土提供强度，使整个体系的稳定性大
4、进一步地，本专利技术所述的高钛钢渣是冶炼高钛钢过程中产生的副产品，其成分为fe2o3和cao；
5、cao，水化生成ca(oh)2为体系水化提供碱性环境，加快水化反应进程，促进钙矾石、c-s-h凝胶等水化产物的生成。
6、fe2o3具有高度的吸附能力，能够吸附土壤中的重金属离子，使其与表面发生物理吸附。fe2o3与一些重金属离子(如铅、铬等)反应生成不溶性沉淀物，从而将重金属离子固定在固体表面，减少其在土壤中的迁移和生物有效性。并且fe2o3表面的羟基或氧基可以与重金属离子形成化学络合物，降低重金属的活性和毒性。能够有效固化重金属离子，减少其对环境和生物的危害。
7、进一步地，本专利技术所述的锂渣是生产锂制品产生的废渣，成分为sio2和al2o3。
8、进一步地，本专利技术所述的石灰石废渣是生产石灰石提取和加工过程中的副产品，其成分为cao；
9、石灰石废渣能够与一些重金属离子(如铅、镉、铬等)形成不溶性的金属氢氧化物或金属碳酸盐沉淀物。这些沉淀物能够有效地将重金属离子固定在土壤中，减少其溶解和迁移。石灰的碱性能够与土壤中的酸性离子发生离子交换，使得土壤的ph值升高。在高碱性条件下，一些重金属离子会发生沉淀或形成不溶性的化合物，从而降低其在土壤中的溶解度和生物有效性。
10、石灰中的氢氧化钙分子中的羟基(oh-)能够与重金属离子发生配位作用，形成稳定的配合物或沉淀物。这些配合物或沉淀物能够减少重金属离子的活性和迁移性。
11、进一步地，本专利技术所述的磷石膏是湿法制取磷酸过程中产生的工业固废，其成分为caso4；
12、磷石膏中的po43-能够与一些重金属离子形成不溶性的金属磷酸盐沉淀物。这些沉淀物能够有效地将重金属离子固定在土壤中，减少其溶解和迁移。po43-的负电荷能够与重金属离子发生配位作用，形成稳定的配合物。这些配合物能够减少重金属离子的活性和迁移性。磷石膏的表面具有一定的吸附性，能够与土壤中的重金属离子发生离子交换作用，使得重金属离子固定在磷石膏的表面或内部结构中。
13、进一步地，本专利技术所述的发泡剂为蛋白型发泡剂、过氧化氢中的至少一种；
14、发泡剂在分解后能够释放出氧气、氢气等气体，并在发泡浆体形成过程中形成细孔，使河湖污泥固化土形成多孔结构，有利于植被的生长。
15、进一步地，本专利技术所述的锂渣在碱性环境下生成钙矾石和水化硅酸钙，其中水化硅铝酸盐可以结合几乎所有重离子，并且高炉矿渣这类的聚物材料具有良好的耐酸碱侵蚀和耐候性，固结的重离子不会对环境造成新的污染。
16、河湖淤泥固化与重金属固结剂所用改性聚合物具有良好的化学稳定性，改善河湖淤泥固化土内部结构，增加内部的粘结力。
17、一种用于河湖淤泥固化与重金属固结剂的制备方法，包括以下步骤：
18、a、将所述的剂料按比例混合粉磨至平均粒径为5μm；
19、b、将河湖淤泥与步骤a中的剂料按照重量比1∶0.2混合搅拌均匀10min；
20、c、将步骤b中得到的剂料成型成无侧限、立方体的抗压试件；
21、d、将步骤c中的抗压试件单独采用薄膜密封，静置养护15d。
22、本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术的河湖淤泥固化与重金属固结剂是一种无熟料，由全固废材料制备而成，1、固废材料再利用，节能减排，经济性好；2、利用各种固废原材料，发生水化反应，水化产物可有效固化河湖淤泥；3、采用的固废材料能有效固结淤泥土中重金属离子；4、利用发泡的方式，制得多孔结构的固化淤泥土，具有良好的植生性能。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种河湖淤泥固化与重金属固结剂，其特征在于：剂料中组分重量百分比为：粒化高炉矿渣粉40-50％、高钛钢渣10-20％、锂渣10-15％、石灰石废渣15-20％、磷石膏10-15％、改性聚合物0.005％-0.01％、发泡剂0.1-0.2％和水25％-35％；
2.根据权利要求1所述的一种河湖淤泥固化与重金属固结剂，其特征在于：所述的高钛钢渣是冶炼高钛钢过程中产生的副产品，其成分为Fe2O3和CaO。
3.根据权利要求1所述的一种河湖淤泥固化与重金属固结剂，其特征在于：所述的锂渣是生产锂制品产生的废渣，成分为SiO2和Al2O3。
4.根据权利要求1所述的一种河湖淤泥固化与重金属固结剂，其特征在于：所述的石灰石废渣是生产石灰石提取和加工过程中的副产品，其成分为CaO。
5.根据权利要求1所述的一种河湖淤泥固化与重金属固结剂，其特征在于：所述的磷石膏是湿法制取磷酸过程中产生的工业固废，其成分为CaSO4。
6.根据权利要求1所述的一种河湖淤泥固化与重金属固结剂，其特征在于：所述的发泡剂为蛋白型发泡剂、过氧化氢中的至少一种
7.根据权利要求1所述的一种河湖淤泥固化与重金属固结剂，其特征在于：所述的锂渣在碱性环境下生成钙矾石和水化硅酸钙，其中水化硅铝酸盐结合几乎所有重离子，并且高炉矿渣这类的聚物材料具有良好的耐酸碱侵蚀和耐候性，固结的重离子不会对环境造成新的污染。
8.一种用于权利要求1～7中任一项的河湖淤泥固化与重金属固结剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种河湖淤泥固化与重金属固结剂，其特征在于：剂料中组分重量百分比为：粒化高炉矿渣粉40-50％、高钛钢渣10-20％、锂渣10-15％、石灰石废渣15-20％、磷石膏10-15％、改性聚合物0.005％-0.01％、发泡剂0.1-0.2％和水25％-35％；
2.根据权利要求1所述的一种河湖淤泥固化与重金属固结剂，其特征在于：所述的高钛钢渣是冶炼高钛钢过程中产生的副产品，其成分为fe2o3和cao。
3.根据权利要求1所述的一种河湖淤泥固化与重金属固结剂，其特征在于：所述的锂渣是生产锂制品产生的废渣，成分为sio2和al2o3。
4.根据权利要求1所述的一种河湖淤泥固化与重金属固结剂，其特征在于：所述的石灰石废渣是生产石灰石提取和加工过...
【专利技术属性】
技术研发人员：虞犇，杨建辉，易世彬，韦超，张进，张菁燕，
申请(专利权)人：常州绿玛特建筑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。