[发明专利]一种污染场地用垂直防渗隔离生态屏障材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种污染场地用垂直防渗隔离生态屏障材料及其制备方法，方法包括将膨润土、高岭土和凹凸棒土的混合物粉磨后分散在水中，得到第一混合浆料；向第一混合浆料中加入碳酸钠、硅酸钠和十二烷基磺酸钠，搅拌后静置得到第二混合浆料；向第二混合浆料中加入氢氧化钠、硫酸钠、氧化镁、氧化钙和硫酸钙，搅拌后得到第三混合浆料；将高炉矿渣、粉煤灰、赤泥、矿山尾矿和磷石膏粉磨后加入第三混合浆料中，搅拌后得到污染场地用垂直防渗隔离生态屏障材料，采用化学方式激发工业固废潜在胶凝活性，使其在膨润土浆料中充分水化，胶凝硬化形成渗透系数小的密实固结体，制备简单，易于施工现场配制和使用，而且生态环保、成本低廉。

技术领域

本发明涉及环境岩土工程技术领域，尤其涉及一种污染场地用垂直防渗隔离生态屏障材料及其制备方法。

背景技术

我国年均产生30亿吨一般工业固废，5000多万吨工业危废和4亿吨生活垃圾，卫生填埋仍是我国城市与工业固废最主要的处理方式，产生5万多个固废填埋与堆置场地，固废填埋和堆存量高达270多亿吨。在雨水、渗流等作用下，填埋与堆存固废中大量有毒有害重金属和有机污染物逐渐浸出，向着周边土壤和水体大幅扩散，造成周围生态环境的严重污染。因此，必须采取原位防渗隔离屏障措施对污染区域进行长期安全封存，阻截该区域中污染物向周围环境的迁移。

防渗隔离墙是目前最常用和有效的限制污染物水平运移的污染场地竖向封存技术。根据使用材料可分为土-膨润土隔离墙、水泥-膨润土隔离墙、土工膜-膨润土复合墙、水泥土搅拌桩墙、灌浆帷幕墙、钢板桩墙和塑性混凝土墙等。其中土-膨润土隔离墙化学相容性差，易受化学侵蚀和污染物影响，土工膜-膨润土复合墙和钢板桩墙施工工艺复杂、造价昂贵，同时也存在老化、锈蚀等耐久性问题，其余水泥基隔离墙虽施工简便、原材料易得，但渗透系数普遍较大，在10^-5cm/s～10^-6cm/s之间，无法满足污染场地用隔离墙材料必须＜10^-7cm/s的要求。公开号为CN 103030350A和CN 109704685A，分别名为“一种垃圾填埋场隔离墙防渗浆材及制备方法”和“一种基于钠羧甲基纤维素改性的垃圾场防渗浆材及制备方法”的发明专利，虽满足低渗透系数的要求并具备较高的污染物阻滞能力，但均涉及到硅酸盐水泥这种高环境负荷材料的大量使用，同时还需钠羧甲基纤维素、聚羧酸高性能减水剂、纤维丝和萘系高浓型高效减水剂等多种有机高分子材料，使得制备过程繁琐、成本较高、环境负荷较大。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种污染场地用垂直防渗隔离生态屏障材料及其制备方法，用以解决目前的防渗隔离墙制备过程繁琐、成本较高、环境负荷较大的问题。

本发明提供一种污染场地用垂直防渗隔离生态屏障材料的制备方法，包括以下步骤：

将膨润土、高岭土和凹凸棒土的混合物粉磨后分散在水中，得到第一混合浆料；

向第一混合浆料中加入碳酸钠、硅酸钠和十二烷基磺酸钠，搅拌后静置得到第二混合浆料；

向第二混合浆料中加入氢氧化钠、硫酸钠、氧化镁、氧化钙和硫酸钙，搅拌后得到第三混合浆料；

将高炉矿渣、粉煤灰、赤泥、矿山尾矿和磷石膏粉磨后加入第三混合浆料中，搅拌后得到污染场地用垂直防渗隔离生态屏障材料。

可选的，膨润土、高岭土和凹凸棒土的份数比为：膨润土30～60份、高岭土20～40份、凹凸棒土5～20份。

可选的，碳酸钠、硅酸钠和十二烷基磺酸钠按的份数比为：碳酸钠3～8份、硅酸钠2～6份、十二烷基磺酸钠1～5份。

可选的，氢氧化钠、硫酸钠、氧化镁、氧化钙和硫酸钙的份数比为：氢氧化钠5～10份、硫酸钠2～6份、氧化镁10～20份、氧化钙10～20份、硫酸钙5～25份。