[发明专利]一种钢渣基水泥六价铬固体还原剂

说明书

本发明公开了一种钢渣基水泥六价铬固体还原剂，各组分及其质量百分比为钢渣88‑99.8份，激发剂0.1‑1份，络合剂0.1‑1份，吸附剂0‑10份；所述激发剂为氢氧化钠或氢氧化钾中的一种或两种以任意比例混合得到的混合物；所述络合剂为三乙醇胺或二乙醇单异丙醇胺中的一种或两种以任意比例混合得到的混合物；所述吸附剂为草酸或者丙二酸中的一种或两种以任意比例混合得到的混合物。本钢渣基水泥六价铬固体还原剂不仅能大幅度降低水泥中六价铬的含量，同时，利用协同处置的设计理念，实现工业固废钢渣的资源综合利用；而且该固体还原剂还具备制备方便，价格便宜，保质期长和易于运输等优点。

技术领域

本发明涉及六价铬还原剂和工业废弃物资源化综合利用领域，特别涉及一种钢渣基水泥六价铬固体还原剂。

背景技术

水泥是当前经济建设的基础性材料，由于原料、生产工艺等原因，水泥及其制品中往往含有少量的镉、铬、铅等有毒、有害物质，其中以六价铬(Cr⁶⁺)的危害最为严重。以前我国对水泥中六价铬的危害不够重视，直到2015年9月11日，我国才发布了限制水泥中六价铬含量的强制性标准GB 31893-2015《水泥中水溶性铬(VI)的限量及测定方法》，规定水泥中水溶性六价铬含量不大于10mg/kg。六价铬易溶于水，很容易被人体吸收，可在体内蓄积。而三价铬不溶于水，可吸附在固体物质上而存在于沉积物中，因此水泥可溶性六价铬的降铬措施就是利用六价铬的强氧化作用，加入还原剂将六价铬还原为三价铬。因此，如何有效地控制水泥中的六价铬含量，减少六价铬的危害至关重要，添加还原剂无疑是一种简单可行有效的方式。

目前关于水泥六价铬固体还原剂主要是硫酸亚铁和硫酸锰等还原剂，但它们易氧化，化学稳定性差、添加量大且具有一定的刺激性和毒性，导致使用受到限制。

钢渣是炼钢过程中的一种工业副产品，钢渣中含有大量的硅酸二钙和部分玻璃相，可作为混合材用于生产水泥。由于钢渣中含有的RO相是以铁、锰元素的固溶物存在，不易被激发出零价铁、亚铁离子和二价锰离子，故目前还未见将钢渣用于还原水泥中六价铬的相关研究。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种钢渣基水泥六价铬固体还原剂，该固体还原剂由钢渣、激发剂、络合剂、吸附剂组成。本发明制备的钢渣基水泥六价铬固体还原剂不仅能大幅度降低水泥中六价铬的含量，同时，利用协同处置的设计理念，钢渣作为一种固体废弃物，还能实现其资源再利用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提出的一种钢渣基水泥六价铬固体还原剂，其特征在于，该还原剂由以下原料制备得到，各原料及其质量百分比为：

所述激发剂为氢氧化钠或氢氧化钾中的一种或两种以任意比例混合得到的混合物；

所述络合剂为三乙醇胺或二乙醇单异丙醇胺中的一种或两种以任意比例混合得到的混合物；

所述吸附剂为草酸或者丙二酸中的一种或两种以任意比例混合得到的混合物。

进一步地，所述钢渣的粒径分布为D₅₀5mm，且含铁量在10％～20％。

本发明的特点及有益效果：

本发明首次以钢渣作为水泥六价铬还原剂的基体，钢渣无毒、无刺激性，在常规环境下，稳定存在，而且含有大量的RO相，主要由铁、锰元素组成，钢渣在激发剂的作用下，在水泥水化的过程中快速、大量地形成零价铁、亚铁离子以及二价锰离子，与水泥中的Cr(VI)发生氧化还原反应，将Cr(VI)还原成Cr(III)。本发明还原剂中的三乙醇胺或者二乙醇单异丙醇胺不仅能帮助钢渣在水泥中分散均匀，而且能络合亚铁离子和二价锰离子，帮助其在浆液中稳定存在。而草酸或者丙二酸能够吸附还原后的三价铬，使其更容易被固化在水泥硬化产物中。本发明所涉及的化学反应如下：