[发明专利]用于废弃物中重金属离子固化的水泥基材料及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于废弃物中重金属离子固化的水泥基材料及其使用方法，属于水泥基材料及其使用方法技术领域。

背景技术

我国每年产生数十亿吨的废弃物，包括工业废渣、建筑垃圾、城市废弃物等。然而，由于废弃物来源广、成分复杂，且可能含有多种对环境和人体健康有害的物质，较为典型的是重金属离子（Pb、Cr⁶⁺、Hg、Cd）、浸出性毒性物质等。这些物质将对人类的健康产生负面的影响，严重的会致癌、致畸。而混凝土又大量用于人居环境中，混凝土的生产应用首先要保证其具有可靠的环境安全性，即不会对环境和人体健康产生危害。这不仅是以人为本和对人民生命财产负责的要求，也是促进再生建材推广利用和发展循环经济的技术基础。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种能有效地阻止废弃物中的重金属物质逸出，极大地降低重金属离子浸出浓度，从而实现保护环境和资源化再利用的用于废弃物中重金属离子固化的水泥基材料及其使用方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于废弃物中重金属离子固化的水泥基材料，按重量份由水淬高炉矿渣3～4份、硅酸盐水泥1～2份、沸石粉1～2份、轻烧氧化镁0.5～1份、明矾石1～1.5份以及碱金属的氢氧化物或碱土金属的氢氧化物0.3～0.5份组成。

一种用于废弃物中重金属离子固化的水泥基材料的使用方法，一、首先将废弃物（工业废渣、建筑垃圾或污泥）进行破碎，过筛，然后根据力学性能要求确定水泥基材料的掺量，掺量按废弃物干重的20～40%计算，按既定的掺量掺入水泥基材料；二、按上述掺量掺入水泥基材料并混合均匀，调整用水量使得废弃物混和料达到35～42%的含水率，搅拌均匀后压实成型，压实程度达到其最大干密度；三、采用密封养生，养生温度控制在20～25℃，密封养生7～28天。

本发明的有益效果是：能够以干废弃物质量的20～40%掺量有效固化工业废渣、建筑垃圾、污泥等废弃物中重金属离子。在固结铬渣和电镀污泥的试验中，按照现行《固体废物浸出毒性浸出方法翻转法》（GB5086.1-1997）标准，28d龄期的稳定固化体系对Cr离子的固化率均为90%以上。本发明的水泥基材料用于固化工业废渣、建筑垃圾、污泥等废弃物中重金属离子，不仅可以获得较高的强度、水稳性能和良好的体积稳定性等特点。同时，用于废弃物中重金属离子固化的水泥基材料是一种施工方便、成本低廉、快速固化的高效新型环保水泥基材料，利于环境保护，市场前景十分广阔。

具体实施方式

下面将对本发明做进一步的详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式，但本发明的保护范围不限于下述实施例。

本实施例所涉及的一种用于废弃物中重金属离子固化的水泥基材料，按重量份由水淬高炉矿渣3～4份、硅酸盐水泥1～2份、沸石粉1～2份、轻烧氧化镁0.5～1份、明矾石1～1.5份以及碱金属的氢氧化物或碱土金属的氢氧化物0.3～0.5份组成。

较佳的技术方案，按重量份由水淬高炉矿渣3.1～3.9份、硅酸盐水泥1.1～1.9份、沸石粉1.1～1.9份、轻烧氧化镁0.6～0.9份、明矾石1.1～1.4份以及碱金属的氢氧化物或碱土金属的氢氧化物0.31～0.49份组成。

最佳的技术方案，按重量份由水淬高炉矿渣3.5份、硅酸盐水泥1.5份、沸石粉1.5份、轻烧氧化镁0.7份、明矾石1.3份以及碱金属的氢氧化物或碱土金属的氢氧化物0.4份组成。

优选的，所述的水淬高炉矿渣勃氏比表面积为350～700m2/kg。

优选的，所述沸石粉细度不低于150目。

优选的，所述轻烧氧化镁和明矾石细度不低于200目。

优选的，所述碱金属的氢氧化物或碱土金属的氢氧化物为氢氧化钠、氢氧化钾或氢氧化钙。

一种用于废弃物中重金属离子固化的水泥基材料的制作方法：

将上述重量份的水淬高炉矿渣、硅酸盐水泥、沸石粉、轻烧氧化镁、明矾石和碱金属的氢氧化物或碱土金属的氢氧化物的干燥原料放入搅拌机中进行拌合，拌匀后密封保存，形成粉状用于废弃物中重金属离子固化的水泥基材料。

一种用于废弃物中重金属离子固化的水泥基材料的使用方法：

一、首先将废弃物（工业废渣、建筑垃圾或污泥）进行破碎，过筛，然后根据力学性能要求确定水泥基材料的掺量，掺量按废弃物干重的20～40%计算，按既定的掺量掺入水泥基材料；