[发明专利]一种适用于重金属矿渣的固化稳定化组合剂

说明书

本发明提供了一种适用于重金属矿渣的固化稳定化组合剂，由水泥、电石泥渣、工矿废渣以及酸性物质等成分组成，其中含有磷基、硫基、钙基、镁基、硅酸盐、亚铁盐、酸性物质等有效成分。该固化稳定化组合剂施加到矿渣中，可以对重金属产生键合吸附、物理封闭和晶格化等作用，可显著降低重金属的浸出毒性。与其他重金属固化/稳定化剂相比，本固化稳定化组合剂具有价格低廉、稳定化效率高、修复工程周期短、可同时处理多种重金属等优点，对废渣中砷、铅、镉、铜、铬、锌、汞等金属都有良好的效果。适于处理重金属重度污染的大规模土壤或矿渣。

技术领域

本发明属于重金属污染治理技术领域，特别涉及一种适用于重金属矿渣的固化稳定化组合剂。

背景技术

固化稳定化技术是一项修复重金属污染的常用技术，该技术早在20世纪80年代便开始应用。在美国、欧洲、澳大利亚等地区，该技术已应用多年，主要用于处理重金属污染的土壤、沉积物，以及含重金属(包括砷)的废渣等危险废物。

稳定化技术，即通过添加化学药剂(稳定剂、螯合剂等)或天然矿物，化学药剂与土壤或废弃物中的重金属离子发生反应，使其中易溶出、易迁移的重金属离子转化成为不易溶解、迁移能力低或毒性更低的形式，以此降低污染物对环境和生态系统的危害。固定化技术指将污染物封入惰性基材中，或在污染物外面加上低渗透性材料,通过减少污染物暴露的淋滤面积达到限制污染物迁移的目的。

传统的固化稳定化药剂主要以水泥为主体，采用石灰进行pH调节使重金属生成难溶的氢氧化物实现重金属稳定化。然而，重金属氢氧化物的稳定性都有一个极窄的最佳pH值区间，通常落在9-11之间，其稳定性对pH变化相当敏感，通常一个pH值单位的变化(不论往酸性还是碱性变动)就会导致≥1个数量级的溶解度增加。不易于长期固化稳定化，易于反弹。为达到较好的固化稳定化效果，通常需要加入一些其它价格相对较高的材料。同时，由于水泥所占比例过高会发生固化，容易在混合搅拌设备以及输送设备上结块，影响设备的正常运转。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种适用于重金属矿渣的固化稳定化组合剂。

本发明具体技术方案如下：

本发明提供了一种适用于重金属矿渣的固化稳定化组合剂，包括如下重量份数的成分：水泥15～35份、电石泥渣15～50份、工矿废渣15～60份以及酸性物质1～15份；

所述水泥包括硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、铁铝酸盐水泥、氟铝酸盐水泥、磷酸盐水泥以及火山灰水泥中的至少一种；

所述工矿废渣包括铁砂、硫化碱渣、粉煤灰以及炉渣中的至少一种；

所述酸性物质包括盐酸、硫酸、硝酸、柠檬酸、氢硫酸、植酸、枸橼酸、没食子酸、酒石酸以及琥珀酸中的至少一种。

电石泥渣是生产乙炔气后的废渣，即由石灰石与焦碳在1800～2300℃反应生成碳化钙(电石)，碳化钙水解生成乙炔后排出的废渣，含有大量的氧化钙和少量的硅、铁、铝、钙、镁及碳渣；电石泥渣呈碱性，可以通过调节pH将溶解的重金属离子沉淀，从而降低重金属离子的生物有效性；

该固化稳定化组合剂由水泥、电石泥渣、工矿废渣以及酸性物质等成分组成，其中含有磷基、硫基、钙基、镁基、硅酸盐、亚铁盐、酸性物质等有效成分。上述配比经过优化并施加到矿渣中，可以对重金属产生键合吸附、物理封闭和晶格化等作用，可显著降低重金属的浸出毒性。

进一步地，所述水泥包括重量份数比为1:1～2:1～4的硅酸盐水泥、铁铝酸盐水泥以及火山灰水泥。

该配比的水泥成分可以有效地将矿渣中的重金属离子吸附和物理封闭，提高固化稳定化的效果。

进一步地，所述工矿废渣包括重量份数比为1:1～4:1～7的硫化碱渣、高炉矿渣以及粉煤灰。