[发明专利]利用制碱厂碱渣、磷矿尾矿砂和HEC固化剂制作工程土的方法

说明书

技术领域

本发明涉及工业废弃物资源化再生利用领域，具体涉及一种利用制碱厂碱渣和磷矿尾矿砂掺高强高耐水土体(HEC)固化剂制作工程土的方法。

背景技术

废渣、废液特别是废渣的综合利用已成为世界包括我国在内的纯碱工业可持续发展的一个紧迫问题。因此国内外生产规模比较大的氨碱厂都将废渣、废液综合利用摆到重要研究的课题位置。为此，国家经贸委对碱渣综合利用还专门做出了一个指导原则：在废渣的综合利用的发展方向上，要鼓励那些废渣用量大、技术含量不太复杂、安全可靠、不造成二次污染的项目。国内各大制碱企业也都本着规模化、快捷性、高效性来研究和选择综合利用碱渣的技术方案，这已成为我国碱渣利用的发展趋势。

众所周知，纯碱是最重要的基础化工原料之一，常被称为“化工之母”，其产量和消费量通常被作为衡量一个国家工业发展水平的标志之一。我国纯碱工业诞生于1917年，从1999年开始，我国纯碱工业已连续多年保持较好的发展势头。2004年全国纯碱年产量已超过1200万吨左右，列世界纯碱生产第一位。目前，世界上主要生产纯碱的方法是氨碱法和联碱法。由于联碱法生产投资大，70万吨纯碱生产能力的联碱法，需投资50亿以上。而且联碱法的生产工艺较为复杂，特别是该法需要大型合成氨厂提供配套，很不经济，因此联碱法在国内外都未形成主要的生产份额。国内外大型纯碱生产企业都以氨碱法为主。氨碱法制碱已问世130多年，由于生产该方法的生产工艺过程中会产生大量废渣废液，致使每生产1吨纯碱约排放10m³废液，废液中的固渣含量为3-5％。其排放形式是以固液混合呈白色膏泥排放。我国每年排放的废渣废液就将近1000万吨。碱渣和废液的pH值、悬浮物含量，氯含量、温度都不符合环境保护的要求，造成碱厂所在地域不同程度的污染，尤其会使水产业和生态环境受到深重的影响；同时，废渣沉积占用土地造成“白海”。已成为制约世界上纯碱工业发展的一大难题。国内外有不少工厂因无法解决“白海”或废液渗入地下、海洋造成污染而被迫关闭。特别是发达国家纷纷关闭了氨碱法制碱厂。如美国原有9个氨碱厂，总能力为526万吨，1986年前都关闭；西欧的德、比、法等国家氨碱法制碱厂亦不断萎缩；日本原有的5个氨碱法制碱厂全关闭。上述国际制碱格局就给我国纯碱出口创造了机遇，刺激我国纯碱生产的发展。我国现在年出口纯碱100万吨以上。

如此一来，纯碱出口产量的剧增使得氨碱法制碱产生的废渣、废液特别是废渣的综合利用在我国的情势就十分紧迫和严峻了。一直以来，碱厂排出的碱渣因其高碱度和难于处理的粘稠膏状态使环保部门束手无策。致使各碱厂的碱渣由于得不到处理，日复一日年复一年地堆积如山，给城市、地区和企业各级环保部门产生巨大的压力。因此国内生产规模比较大的氨碱厂都将废渣、废液综合利用摆到重要的研究处理课题，大家从不同的条件出发和不同的应用方向进行探索。但都受到碱渣成份含量的不稳定性、降低氯化物及膏泥粘稠不宜分离等技术难度，以及经济成本、市场开发等诸多因素制约，进展缓慢，目前大多停留在研究阶段，尚未见有有效的综合利用方法。本发明正是在如此技术背景下产生的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种利用制碱厂碱渣、磷矿尾矿砂和HEC固化剂制作工程土的方法，本方法利用磷矿尾矿砂和HEC固化剂将制碱厂碱渣便捷地改造为无害并可利用的工程土。

干碱渣极易吸水，且见水即成球状，不易拌和均匀。要想将其凝固胶结成具有一定强度的整体，必须掺混一定数量的并与碱渣性能相宜的集料，本发明选用磷矿尾矿砂做集料，实现了双废利用，再通过胶凝材料的胶结力才能实现，本发明选用的胶凝材料是HEC固化剂，其生产厂家为武汉路德材料有限责任公司。

1、氨碱法排出的碱渣的化学成分

氨碱法排出的碱渣化学成分如表1所示：

表1某氨碱法制碱厂排出的碱渣化学成分分析