[发明专利]一种复合大宗工业固废制备土壤固化剂的方法与应用

说明书

本发明涉及固化剂技术领域的一种复合大宗工业固废制备土壤固化剂的方法与应用；包括A组份原料处理、A组份土壤固化剂制备、B组份原料处理、B组份土壤固化剂制备、C组份原料处理、C组份土壤固化剂制备。本发明利用工业固废高钙灰渣中的CaO加水放热，加入工业副产石膏，生成所需的复合激发剂；加入赤泥或电石渣进行脱水，同时得到碱激发剂Ca(OH)₂；破碎后高钙灰渣中的CaCO₃作为骨架增加固结物的强度。根据不同的工程性能，制备出三种土壤固化剂，可单独或复合使用。整个制备中无需煅烧，减少了能耗和天然资源的使用，生产成本低且无三废排放；应用领域广、针对性强、质量稳定、固废利用率高，用后无二次污染。

技术领域

本发明涉及固化剂技术领域，具体涉及一种复合大宗工业固废制备土壤固化剂的方法与应用。

背景技术

我国工业固废如赤泥、工业废石膏、煤矸石、粉煤灰、冶炼渣等现库存量已超60亿吨，不仅占用大量的土地资源，而且对环境造成严重污染，影响着我国经济的可持续发展。

研究发现，工业固废大多都具有潜在的活性成分，通过碱激发和金属盐激发(化学激发)制备水泥、胶凝材料和土壤固化剂，这类技术已有几十年的历史。自1976年第一项美国专利问世，在英国、法、欧洲等国已获专利30余项；Robert研究了一种高浓缩的液体土壤固化剂(CIS)；Thecann研究了腐生物分解木质素中的担子菌类等。我国从八十年代开始引进国外土壤固化剂技术，特别是利用工业固废制备土壤固化剂技术取得诸多研究成果。比较有代表性的发明专利如下，专利号为CN101164952A的发明专利《利用多种工业废渣制备低标号碾压混凝土的方法》公开了一种利用赤泥、碱渣、电石泥、粉煤灰、钛白粉渣、硫铁矿渣等多种工业废渣等为原材料，制成不同强度的低标号碾压混凝土。在某省干线公路、高速公路约80多公里进行了公路基层稳定土(底基层)实验性推广和应用，公路运营10～15年后，多数几乎无大修。专利号为202010596995.8的发明专利《一种工业废渣土壤固化剂》、专利号为CN101671986B的发明专利《一种使用拜尔法赤泥生产的道路材料》，专利号为200610165797.6的专利，专利号为200510045153.9的专利，以及文献《赤泥做道路基层材料的试验研究》《赤泥高等级路面基层材料的工程应用》等300多项技术成果推动了我国在道路工程利用工业固废生产土壤固化剂的进程。

由此可见，利用赤泥、矿渣、工业副产石膏、煤矸石、粉煤灰等大宗工业固废作为原料，通过碱、金属盐激发其活性制成的粉质土壤固化剂已是公知技术，用其加入粗、细集料制作道路材料也是公知技术。类似工业副产石膏、赤泥、电石渣等，被列为国家资源利用重点项目，此类工业固废库存量大、亲水性强、杂质多，不经低温烧成或脱水处理几乎无法使用，现有的处理技术不但产生二次污染，而且消耗大量的能源，附加值低是制约这类固废综合利用的主要屏障；加之我国地域辽阔，土壤分类众多，对于不同土质，目前仍然延用石灰、石灰和粉煤灰以气硬性胶凝材料为主的混合物和水泥、水泥与粉煤灰等水硬性胶凝材料为主的混合物对土壤进行改性补强，来制作路床土、稳定土，稳定砂砾、碎石基层。虽然效果明显，但生产这类通用产品需消耗很多不可再生的资源，排放大量的CO₂，造成环境污染。

在现有的粉质土壤固化剂应用中，因受原材料和激发剂的影响，所制备固化剂品种单一，导致固结不同性质的土或砂砾、砂、石应用时范围受限、针对性差，使用中往往靠增加固化剂掺量来满足性能要求，很多情况下并不能达到很好的效果，不仅造成施工成本的增加，甚至会给工程质量带来隐患和环境的二次污染。

发明内容

本发明为克服上述不足，提供了一个切实可行、以废制废、节约资源、产品多元化、针对性强、既能保证工程质量、又能提高固废利用率的复合大宗工业固废制备土壤固化剂的技术方案，以此达到资源再生利用、节能环保的目的。

本发明是按照以下技术方案实施的：

一种复合大宗工业固废制备土壤固化剂的方法，包括以下步骤：