[发明专利]一种固化重金属封存CO2

说明书

本发明属于碱激发水泥技术领域，具体涉及一种固化重金属封存CO₂的地聚物水泥及其制备方法。通过将废弃灰渣以及取自于粒化高炉矿渣颗粒、CaO、Ca(OH)₂、NaOH、MgO、Na₂SiO₃中的一种或多种原料，装入球磨机的球磨罐中，往球磨罐内通入CO₂气体，进行球磨2‑6小时，制得固化重金属封存CO₂的地聚物水泥。该方案能从源头上控制重金属污染，其重金属浸出毒性非常低，实现了固体废弃物的无害化、减量化、资源化，同时还实现了CO₂封存技术，减少了CO₂的排放量。

技术领域

本发明属于碱激发水泥技术领域，具体涉及一种固化重金属封存CO₂的地聚物水泥及其制备方法。

背景技术

近些年随着中国社会工业化进程不断发展，每年有大量富含重金属的固体废弃物排放，且这个量仍在逐年增长，如何有效的对这些废弃物进行无害化处置是亟需解决的问题。常用的水泥固化技术虽能固化处理大部分的危险废物，但其固化体孔隙率大，耐久性差，易被酸性介质侵蚀，这些都为固化体的长期稳定埋下了隐患。而地聚合物不但具有快硬早强、高强、耐高温、抗冻融循环能力强、防腐蚀性能好等性能，而且其特有的空间三维网络结构在固化/稳定重金属离子方面更表现出了优异性能。但是传统的地聚物水泥是将磨细的前驱物与碱溶液拌和而成，制作工艺复杂技术要求高，不便于推广应用。

同时我国火电厂每年都有大量的废弃灰渣排出，如何有效高价值地对这些废弃灰渣进行资源化利用是一个技术问题。本发明是采用这些废弃灰渣与固体碱混合后在CO₂环境中粉磨生成地聚物水泥。该地聚物水泥直接加水、重金属搅拌均匀，可对重金属进行固化/稳定化处理，并实现了CO₂封存，是减少CO₂排放量，解决温室效应的有效途径之一。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种固化重金属封存CO₂的地聚物水泥及其制备方法。本发明制备方法简单，能从源头上控制重金属污染，其重金属浸出毒性非常低，实现了固体废弃物的无害化、减量化、资源化，同时还实现了CO₂封存技术，减少了CO₂的排放量。

为实现本发明的目的，采用如下技术方案：

一种固化重金属封存CO₂的地聚物水泥的制备方法：将废弃灰渣，以及取自于粒化高炉矿渣颗粒、CaO、Ca(OH)₂、NaOH、MgO、Na₂SiO₃中的一种或多种原料，一起装入球磨机的球磨罐中，往球磨罐内通入CO₂气体，进行球磨2-6小时，制得固化重金属封存CO₂的地聚物水泥。

如上所述的固化重金属封存CO₂的地聚物水泥的制备方法，原料组成为：废弃灰渣60%-90%，粒化高炉矿渣颗粒0-25%，CaO 0%-20%，Ca(OH)₂ 0-25%，NaOH 0%-15%，MgO 0%-8%和Na₂SiO₃ 0-15%，以上各原料质量分数之和为100%。

在球磨过程中，水泥吸收CO₂的量为水泥质量的4~10wt%。

球磨过程的参数：球料比8-15%，装球率20%-60%，转速为临界转速的30-100%。

优选的，对于如上所述的地聚物水泥，原料组成为：废弃灰渣70%，CaO 15%，NaOH15%，以上各原料质量分数之和为100%。

一种如上所述的制备方法制得的固化重金属封存CO₂的地聚物水泥。