[发明专利]以工业废电石渣为原料的重金属锌污染土固化剂

说明书

技术领域：

本发明涉及重金属污染土治理技术领域，特别是涉及一种治理重金属锌污染土的固化剂配方。 

背景技术：

近年来，随着我国城市的发展，许多化工、电子企业的厂址由城区搬迁到远郊，由于多数企业处理“三污”排放物的技术不完善，致使原场址地基土受到重金属污染成为工业污染土。被污染的地基土物理力学特性都会发生改变，引起地基承载力降低，导致建筑物失稳或破坏，引发一系列工程质量事故；另一方面，工业污染场地中的污染成分会向周边环境迁移，危害当地居民健康及生态环境。因此，采用何种技术治理工业污染场地，使其满足二次开发利用的需求，是我国现代化城市建设过程中面临的一个重要课题。 

化学固化法是目前治理重金属污染土壤运用最广泛的方法。所谓化学固化处理是指用化学方法将有害废物掺和并包容在密实的惰性基材中，使其稳定化的过程，化学固化所用的惰性材料称为固化剂。 

传统固化材料有水泥、石灰、粉煤灰，其中水泥起主要作用。水泥固化重金属机理：水泥与污染土壤中的水分发生水化反应生成凝胶，将有害物质微粒包容，并逐步硬化形成水泥固化体。这种固化体的结构主要是水泥的水化反应产物C-S-H(一种无定形胶状多微孔隙材料，具有很高的表面积，可以通过物理方式吸附大量的阳离子)，水化结晶体内包进了污染物微粒，使得污染土中的有害物质被封闭在固化体内部，从而达到无害化、稳定化的目的。实践证明，采用水泥固化处理被各种重金属离子污染的土壤有一定效果，某些重金属离子也可以被包裹在水泥基体的晶格中，从而有效地防止重金属离子的浸出。但是工程中需要较高的水泥掺量，单纯使用水泥无疑提高了成本，实践证明单纯使用水泥固化污染土的耐久性能也不理想。除了水泥还有传统固化剂如粉煤灰、石灰，研究表明，污染土使用这两种材料固化后无侧限抗压强度低，重金属离子浸出浓度高，达不到工程及环境保护的要求。综上所述，传统固化剂存在成本高、固化土耐久性差，难以有效包裹污染场地中重金属离子，不能有效提高污染土地基强度的缺点。 

电石渣是用电石生产重要化工原料乙炔时产生的废渣，主要成分是 Ca(OH)₂，还含有CaCO₃、SiO₂、硫化物、镁和铁等金属的氧化物、氢氧化物等无机物以及少量有机物。据国家发展与改革委员会统计，2003年国内共生产电石530万吨，按消耗每吨电石产生1.2吨电石渣计，全国产生的电石渣超过600万吨。电石渣浆的含水量大、碱性高，且流量大，是污水管网的重点污染源；而干电石渣的主要成分是氧化钙，是高碱性物质，pH值达12以上。排放及存储电石渣常占用大量的耕地，长期存放的土地严重钙化，复耕非常困难。如果管理不当会对当地生态环境造成严重影响。如何将电石渣综合回用、变废为宝已是企业迫在眉睫的课题。 

发明内容：

为解决现有重金属污染土固化剂，尤其是重金属锌污染土固化剂所存在的成本高、固化土耐久性差和固化效果不佳的缺点，本发明提供一种以工业废电石渣为原料的重金属锌污染土固化剂，本发明不仅可以降低固化剂成本，增强污染土的固化效果，更能将电石渣变废为宝，起到综合利用和保护环境的作用。 

本发明如下技术方案： 

一种以工业废电石渣为原料的重金属锌污染土固化剂，包括：普通硅酸盐水泥和工业废电石渣，其质量百分比为：70％-80％∶20％-30％，其中电石渣为完全干燥状态下质量。 

有益效果： 

对于重金属锌污染土而言，化学固化法是一种合适的原位处理方案，其优势在于运用固化剂改变土壤理化性质，固定有毒Zn²⁺、减少有毒物质向深层和地下水迁移。其中最核心的是掺入固化剂种类及质量。在含水率较低的软土地基，水泥的掺入比约为12％-18％，施工过程中需要大量的水泥，同时水泥材料的价格较高，占治理成本的大部分；而在更高含水率的软土地区，水泥掺入比更大，同时很难保证治理效果。采用本专利提出的固化剂能够有效弥补传统固化剂的不足。根据目前试验结果，工业废电石渣(完全干燥状态)能够取代20％-30％的水泥使用量，从而节约成本20％-30％，并且采用本专利固化剂的固化土具有更高强度、更好的耐久性及更低的Zn²⁺可溶出性。 

附图说明：

图1是不同配方固化锌污染土的无侧限抗压强度对比图。 

图2是不同配方固化锌污染土干湿循环累计质量损失率对比图。 

图3是不同配方固化锌污染土中Zn²⁺滤出浓度对比图。 

具体实施方式：

实施例1