[发明专利]复合六价铬还原剂及其制备方法、和由其制备的水泥

说明书

本发明公开一种复合六价铬还原剂及其制备方法、和由其制备的水泥，复合六价铬还原剂由硫酸亚铁、硫酸亚锡、改性纤维素份、表面改性硅藻土、螯合剂份、稳定剂组成。与现有技术相比，本发明通过复合搭配对重金属六价铬兼具还原处理和吸附能力，硫酸亚铁、硫酸亚锡的共同作用促进水泥中六价铬还原为无毒的三价铬，降低污染土壤中六价铬和总铬的溶出，改性纤维素采用天然高分子纤维素为主要原料，改性成兼具有阴离子和阳离子的两性纤维素，对重金属六价铬具有较强的处理与吸附能力，改性硅藻土的表面及孔隙内吸附有聚丙烯酰胺，有效改变硅藻土的表面性质及其孔隙结构，有利于重金属六价铬在硅藻土上吸附，经济环保，成本低廉，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，特别涉及一种复合六价铬还原剂及其制备方法、和由其制备的水泥。

背景技术

铬是水泥熟料及水泥中不可避免的微量元素，其主要以3⁺和6⁺两种价态存在。而水泥中的水溶性的六价铬的毒性较强，不仅会对人体产生严重的不良症状，令皮肤疼痛溃烂，形成难以治愈的水泥皮炎或湿疹，还会造成土壤不能耕作、地下水无法饮用的严重后果。针对水溶性六价铬所造成的危害，欧盟专门发布了法令要求将水泥中的水溶性的六价格含量控制在2ppm(mg/kg)以下。而现有的水泥熟料或水泥中可溶性的六价铬的含量较高，通常为5-20ppm(mg/kg)，因此，开发出将水溶性六价铬转化为不溶性三价铬的还原剂以是十分迫切需要的。

现有技术中对对六价铬还原进行了相关的研究，研究表明在水泥中掺入硫酸亚铁还原剂后，水溶性六价铬可被还原为不溶的三价铬，且不会对水泥的性能造成不良的影响，成本低；掺入硫酸亚锡，还原效果好，保质期长，不易结块。但是，硫酸亚铁的稳定性差，在水泥的制备过程中很容易被氧化，而硫酸亚铁一旦被氧化就不再具有还原水泥中水溶性六价铬的能力；硫酸亚锡成本较高，原料供应商少。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种复合六价铬还原剂及其制备方法、和由其制备的水泥，以解决有效降低水泥中六价铬的浓度和总铬的溶出，而且不随时间而反弹，降低生产成本的问题。

本发明采用的技术方案如下：一种复合六价铬还原剂，关键在于由以下质量份数的原料组成：硫酸亚铁30-55份、硫酸亚锡8-16份、改性纤维素10-15份、表面改性硅藻土12-18份、螯合剂4-9份、稳定剂5-11份；

所述改性硅藻土是硅藻土经过聚丙烯酰胺表面改性的复合物。

优选的，所述原料的份数为：硫酸亚铁35份、硫酸亚锡11份、改性纤维素13份、表面改性硅藻土15份、螯合剂8份、稳定剂9份。

优选的，所述表面改性硅藻土采用以下方法制得：将硅藻土和去离子水加入到搅拌釜中，所述硅藻土和去离子水的质量体积比为(8-18)g：100ml，高速混合10-20min配制成悬浮溶液；然后将NaOH水溶液搅拌滴加到聚丙烯酰胺水溶液中，所述NaOH溶液和聚丙烯酰胺溶液的质量比为1：(15-45)，混合均匀配制成混合溶液；再将聚丙烯酰胺混合溶液加入硅藻土悬浮溶液中，升温至70-90℃，搅拌反应60-120min，最后经抽滤、研磨、真空干燥制得改性硅藻土。

优选的，所述NaOH水溶液的摩尔浓度为0.2-1mol/L；所述聚丙烯酰胺水溶液的质量浓度为0.2-1.5％wt。