本发明专利技术公开了一种用于膨胀性重金属污染黏土的固化剂，固化剂按照重量百分比，由以下组分组成：改性电石渣：60%～70%；偏高岭土：10%～20%；重烧氧化镁：10%～20%。该固化剂制备方法包括以下步骤：步骤10）：制备改性电石渣；步骤20）：将偏高岭土、重烧氧化镁和改性电石渣混合，然后调节含水率至40%～50%，搅拌10～15min,使偏高岭土、重烧氧化镁和改性电石渣混合混合均匀，烘干过2mm筛，制成固化剂。该固化剂适用于重金属含量较高且重金属种类较多的污染黏土，固化剂对该污染黏土的固化效果佳。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于土木工程或者环境岩土工程中的改良剂，具体来说，涉及。
技术介绍
电石渣是用电石生产重要化工原料乙炔时产生的废渣，主要成分氢氧化钙，还含有碳酸钙、二氧化硫、硫化物、镁和铁等金属的氧化物、氢氧化物等无机物以及少量有机物。 有效氧化钙一般在60%以上，满足道路工程中III级钙质消石灰的标准，现有研究表明电石渣多应用于道路工程材料，如粉煤灰-电石渣作为路基材料完全合格，具有施工工期短、效率高的特点。电石渣来源广泛，据国家发展与改革委员会统计，2003年国内共生产电石530 万吨，按消耗每吨电石产生1. 2吨电石渣计，全国产生的电石渣超过600万吨。电石渣浆的含水量大、碱性高，且流量大，是污水管网的重点污染源；而干电石渣的主要成分是氧化钙， 是高碱性物质PH值可达12以上。排放及存储电石渣常占用大量的耕地，长期存放的土地严重钙化，复耕非常困难。如果管理不当会对本地生态环境及空气质量造成严重影响。电石渣目前的价格低廉(10元/吨，含运输费)，相比同类产品生石灰(280-350元/吨)，两者价格相差显著，如果能将电石渣用于特殊土处理(如膨胀性重金属污染黏土)将大大降低工程造价，具有良好的经济效益和社会效益。 废碱渣是采用氨碱法生产化工原料纯碱的过程中产生的废弃物，据统计每生产一顿纯碱，排放大约IOm3的废液,其中碱洛约400 600kg。碱洛的任意堆积和排放会对环境和水体造成严重的污染，对其进行回收再利用可以带来经济效益和环境效益。膨胀性黏土含有大量亲水黏土矿物(主要是蒙脱石、伊利石、高岭石等)，湿度变化时有较大体积变化，膨胀变形受约束时产生较大内应力的黏性土，在我国广大江河流域分布非常广泛。由于它具有显著的遇水膨胀、失水干缩的特点，常给膨胀地区的工程建设带来意想不到的困难和灾害。当受重金属(如铅、锌和铜)污染后，由于重金属与黏土中的硅氧、铝氧等活性结构结合，其物理力学特性在一定程度上得到改善(如强度增加和变形量减少)，使胀缩现象得到缓解。然而，当膨胀性污染黏土经历胀缩变化后，水作用使土体原有组成结构发生较大变化，影响土体吸附能力(包括物理和化学吸附)且加剧土体膨胀。重金属离子(如铅、锌和铜)大量溶出后，随地下水迁移，污染周边土水环境，对周边居民健康及动植物生存产生危害。当采用传统碱性固化剂改良膨胀性重金属污染粘土时，重金属离子的存在会严重阻碍传统碱性固化剂水化反应的进行，进而影响改良效果。目前针对改良膨胀性重金属污染黏土的研究尚不成熟，对受重金属污染后的物理力学特性及淋滤特性研究尚处在探索阶段，缺乏经济高效的专用固化剂和详细规范的处理设计方法。如采用传统膨胀性黏土的改良方法，如掺生石灰、水泥、粉煤灰、氯化钠、氯化钙和磷酸等，当重金属含量较低时(重金属总含量小于2000mg/kg)改良效果尚能满足要求； 但当重金属含量较高(重金属总含量大于2000mg/kg)且重金属种类较多时(两种及两种以上)，效果不明显。
技术实现思路
技术问题本专利技术所解决的技术问题是提供一种用于膨胀性重金属污染黏土的固化剂，该固化剂适用于重金属含量较高(重金属总含量大于2000mg/kg)且重金属种类较多的污染黏土，固化剂对该污染黏土的固化效果佳；同时，还提供了该固化剂的制备方法和使用方法，使得该固化剂能够有效的对膨胀性重金属污染黏土进行固化。技术方案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膨胀性重金属污染黏土的固化剂，所述的固化剂按照重量百分比，由以下组分组成改性电石潘60% 70% ； 偏高岭土 10% 20% ； 重烧氧化镁10% 20%。上述的用于膨胀性重金属污染黏土的固化剂制备方法，该制备方法包括以下步骤步骤10):制备改性电石渣；步骤20):将偏高岭土、重烧氧化镁和步骤10)制备的改性电石渣混合，其中各组分的重量百分比为改性电石渣60% 70%、偏高岭土 10% 20%、重烧氧化镁10% 20%， 然后调节含水率至40% 50%，搅拌10 15min，使偏高岭土、重烧氧化镁和改性电石渣混合混合均勻，烘干过2mm筛,制成固化剂。进一步，所述的步骤10)包括以下步骤步骤101):干燥废碱渣，使得废碱渣的含水率〈2%，过Imm筛，然后将废碱渣与摩尔浓度为O. 3 O. 5mol/L的氢氧化钠溶液按照Ikg废碱渣与IL氢氧化钠溶液的比例进行混合，再加入十二烷基磺酸钠，搅拌均匀得到浑浊液，其中，加入的十二烷基磺酸钠的质量是干燥废碱渣质量的I一3% ;向该浑浊液中加入三聚磷酸钠分散剂，其中加入的三聚磷酸钠分散剂占干燥废碱渣质量的3 — 5% ;接着静置该浑浊液I一2h，直至混合液中的混浊物沉淀到下部，上部形成清液；取该溶液的上部清液，如果该清液的PH值在12. O 12. 5之间， 则烘干过1_筛，制成改性剂，如果该清液的PH值不在12. O 12. 5之间，则重新操作步骤 101)，直至清液的pH值在12.0- 12. 5之间；步骤102):将含水率〈5%，且粒径小于Imm的电石渣与步骤101)制备的改性剂混合，电石洛与改性剂的质量比为3 :1 4 :1，干拌5 IOmin,使其混合均勻，形成混合干粉；步骤103):向步骤102)制备的混合干粉中加入摩尔浓度为O. 5mol/L的丙烯酸溶液，其中，丙烯酸溶液与混合干粉比例为IL丙烯酸溶液中加入Ikg干粉，搅拌10 15min， 使其混合均匀，形成粘稠状的混合液；步骤104):烘干步骤103)制备的混合液，形成块状颗粒，然后研磨该块状颗粒，过 2mm筛，形成粉末，该粉末为改性电石渣。上述用于膨胀性重金属污染黏土的固化剂的使用方法，将该固化剂与膨胀性重金属污染黏土干土进行混合搅拌，且固化剂掺量为固化剂质量为膨胀性重金属污染黏土干土质量的3% 5%。有益效果与现有技术方案相比，本专利技术具有以下有益效果(I)固化效果佳。重金属的存在(特别是重污染程度的重金属以及多种金属存在) 使土体性质异常复杂，单一的固化剂或改良剂难以满足改良效果。与固化剂的传统材料电石渣相比，本专利技术的固化剂为化学改性的复合材料，包含改性电石渣、重烧氧化镁和偏高岭土。本专利技术的固化剂的颗粒更细，比表面积更大并且在水溶液中更易电解出带正电荷阳离子，PH值稳定。与土体混合后，本专利技术的固化剂水化反应迅速，受重金属干扰较少，且对土颗粒吸附水的化学键破坏性较强，改变土颗粒强亲水特性，具有较好的固化效果。使用本专利技术的固化剂固化后的膨胀性重金属污染黏土，吸水膨胀性显著减小，膨胀量和膨胀力明显降低；pH值稳定在12左右(12±0. 3)。重金属离子固定率可达98%以上，毒性浸出试验指标(TCLP)符合美国资源保护与回收法案标准，Pb<5mg/L, Zn<25mg/L, Cu〈25mg/L。( 2 )有效利用废物原 料，有利于环境保护。与石灰、水泥等改良剂相比，本专利技术的固化剂包含电石渣和废碱渣两种工业废料。本专利技术固化剂的组分主要为工业废料，成本更低， 且能实现以废治废，具有良好的经济和环境效益。具体实施方式本专利技术的一种用于膨胀性重金属污染黏土的固化剂，所述的固化剂按照重量百分比，由以下组分组成改性电石洛60% 70% ；偏高岭土 10% 20% ；重烧氧化镁10% 20%。所述的改性电石渣是对电石本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于膨胀性重金属污染黏土的固化剂，其特征在于，所述的固化剂按照重量百分比，由以下组分组成：改性电石渣：60%～70%；偏高岭土：10%～20%；重烧氧化镁：10%～20%。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杜延军，魏明俐，陈志龙，朱晶晶，杨玉玲，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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