[发明专利]一种氧化镁基固化剂及其应用方法

说明书

技术领域

本发明是涉及一种氧化镁基固化剂及其应用方法，属于土壤修复领域。

背景技术

由于人们的各种工业行为，导致全世界大量的场地被有机物或者无机物污染。在2009年，大约1300个场地被美国超级基金定性为最严重的不受控制的或被废弃的危险废弃物场地。在中国，土壤总的超标率为16.1％。污染类型以无机型为主，有机型次之，复合型污染比重较少。重金属和一些种类的有机物能长期残留在土体中，对人体的健康造成了巨大的威胁。在上述背景下，很多污染土修复技术得到发展和应用。其中，高效、低成本的固化稳定化技术被欧美国家广泛地应用于污染场地修复中。但是，该技术在我国的研究、发展和应用还相当滞后。

该技术中使用的传统固化剂如水泥、生石灰等，在生产过程中会释放大量的大气污染物，不符合当下我国《节能减排“十二五”规化》的相关政策。粉煤灰和锅炉灰(GGBS)作为工业副产品，因其资源化再利用的价值而受到越来越多的关注，但是水泥和粉煤灰的组合固化剂对有些重金属的固定效果并不理想，针对我国国情，启用新型氧化镁基固化剂并优化其配比达到非常好的固定效果，了解其异于水泥固化污染土的固化机理，并将该固化剂应用于修复重金属为主的无机污染土，是当前我国城市可持续发展和建设面临的重大问题。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种氧化镁基固化剂，该固化剂由氧化镁、锅炉灰和煅烧白云石组成，其中锅炉灰被激发、与其他材料相互作用，能够有效地固化重金属污染土，具有高强度、低浸出、成本低廉、环境友好等优势；

本发明的另一个目的是提供一种氧化镁基固化剂应用方法，应用于固化重金属污染土。

技术方案：

本发明提供了一种氧化镁基固化剂，该固化剂由氧化镁、锅炉灰和煅烧白云石组成，各组分按质量比为氧化镁：煅烧白云石：锅炉灰＝9:1:90～19:1:180，该固化剂固化28天后的重金属污染土体的强度≥1000kPa，其相应的重金属的浸出达到《生活饮用水卫生标准》-GB5749-2006。

其中：

所述氧化镁基固化剂由氧化镁、煅烧白云石、生石灰和锅炉灰按照质量比9:1:1:90～19:1:1:180组成。

所述的锅炉灰为粉状或者颗粒状，当锅炉灰为颗粒状时，其粒径为1～3mm。

所述的煅烧白云石为粉状,所述的生石灰为粉状。

所述的氧化镁为活性氧化镁。

本发明还提供了一种氧化镁基固化剂的应用方法，该方法包括以下步骤：

1)初期准备：按质量比称取氧化镁、煅烧白云石和锅炉灰，混合搅拌均匀得到氧化镁基固化剂；

2)、搅拌施工：将中空式多螺旋钻装置的中空螺旋钻插入重金属污染土体中，以0.7～1.5m/min的下沉搅拌速度顺向搅拌，在中空螺旋钻下沉搅拌过程中，通过中空螺旋钻的中空管同步将所需的氧化镁基固化剂和水注入，与重金属污染土体混合搅拌；达到指定深度后，维持原速度继续搅拌1-10min，之后中空螺旋钻以1.0～1.5m/min的提升搅拌速度逆向搅拌，直至中空螺旋钻脱离重金属污染土体，搅拌结束，得到重金属污染土体、氧化镁基固化剂和水组成的固化样；

3)、初期养护：搅拌结束后，在固化样表层覆盖塑料防渗布，在温度为0～45℃、相对湿度50～95％的条件下静置养护。

其中：

步骤2)所述的所需的氧化镁基固化剂和水的用量与重金属污染土体有关，即在搅拌结束时，得到的固化样中水含量达到13～18wt％、氧化镁基固化剂的含量达到7.5～15wt％。

步骤2)所述的指定深度即重金属污染土体中重金属污染的深度。

步骤2)所述的搅拌施工的温度为0～45℃。

步骤3)所述的静置养护的时间≥7d。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明以工业副产品锅炉灰为污染黏土固化剂，可为锅炉灰的处理提供新的方法，并可解决或减轻锅炉灰对环境造成的负荷，具有高强度、低浸出、成本低廉、成本低廉、环境友好等优点。

工业副产品的有效利用，既节约了污染土壤处理的成本，又为锅炉灰的回收利用提供新的途径。

本发明提出的氧化镁基固化污染黏土的应用方法可为新型固化剂的现场应用提供指导作用。

具体实施方式