[发明专利]一种铜离子污染高岭土的固化剂及试样制备方法

说明书

本发明公开了一种铜离子污染高岭土的固化剂及试样制备方法，其中固化剂包括赤泥、粉煤灰、生石灰、水泥和水，且所有原料中赤泥和粉煤灰质量之比为1:1、3:7、7:3、2:8、8:2、4:6、6:4。氧化钙掺量为赤泥和粉煤灰总质量的10%。水泥掺量为7%，含水量为45%。在常温下制备的铜离子污染高岭土的固化剂的抗压强度在28d最高可以达到8.13Mpa以上，离子浸出浓度仅仅为0.014mg·L^‑1，解决了铜离子污染高岭土对环境的危害问题，本发明采用赤泥粉煤灰为原料，制备固化剂制备工艺简单，易于实现工业化生产，本发明降低赤泥、粉煤灰对环境的危害以及二者的资源化利用起到积极的推动作用。

技术领域

本发明涉及固体废弃物资源化和土壤修复剂技术领域，具体为一种铜离子污染高岭土的固化剂及试样制备方法。

背景技术

在重金属污染土壤的治理技术中，污染场地处理方法分为三类，即自然衰减处理、隔离和修复。在修复技术中，固化技术由于操作简单，修复效率高，修复成本较低等优点成为应用最广泛的一种土壤重金属污染的修复技术。常用的固化剂有水泥、石灰、沥青等，而常用的固化剂在生产时需要耗费大量的矿物和能源。赤泥是制铝工业提取氧化铝时排出的污染性废渣，一般平均每生产1吨氧化铝，附带产生1.0~2.0吨赤泥。中国作为世界第4大氧化铝生产国，每年排放的赤泥高达数百万吨。大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面积的堆场堆放，占用了大量土地，也对环境造成了严重的污染。全世界每年产生的赤泥约7000万吨，我国每年产生的赤泥为3000万吨以上。大量赤泥的产生已经对人类的生产、生活造成多方面的直接和间接的影响，所以最大限度的减少赤泥的产量和危害，实现多渠道、大数量的资源化已迫在眉睫。粉煤灰由燃料(主要是煤)燃烧过程中排出的微小灰粒。其粒径一般在1~100μm之间，属于危险废物。赤泥和粉煤灰的综合利用一直以来也是受到了广泛关注，国内对于赤泥和粉煤灰综合利用的理论认识及治理技术还不够完善。欲通过赤泥-粉煤灰改良应用于重金属污染土壤的固化方面，但赤泥粉煤灰固化土壤重金属的效果和固化机理还不明确。本申请将赤泥-粉煤灰应用于铜离子污染高岭土的固化中，研究赤泥固化铜离子污染土壤的最优配比以及固化的机理。通过该研究一方面对铜离子污染土进行修复，完善重金属污染土治理体系；另一方面可以有效利用赤泥及粉煤灰，达到固废利用目的。

发明内容

本发明为了克服了现有技术的不足，提出一种铜离子污染高岭土的固化剂及试样制备方法，减少了固化成本且符合废物利用的原则，适用于重金属污染场地的修复。

为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：

一种铜离子污染高岭土的固化剂，包括赤泥、粉煤灰、氧化钙、水泥、水，其中，每100份高岭土中添加赤泥7~28份、粉煤灰7~28份、氧化钙3.5份、水泥7份、水45份。

优选的，赤泥和粉煤灰的总质量为高岭土质量的35%，氧化钙掺量为赤泥和粉煤灰总质量的10%。

进一步优选的，赤泥和粉煤灰的质量比为1:1、3:7、7:3、2:8、8:2、4:6、6:4。

一种铜离子污染高岭土采用固化剂的试样制备方法，包括如下步骤：

（1）、试样制作：根据设计配合比称量试验所需的高岭土、硝酸铜晶体、赤泥、粉煤灰、生石灰、水泥和水充分混合，搅拌均匀，制备模拟污染土试样；

其中，每100份高岭土中铜离子质量为0.4%，添加赤泥7~28份、粉煤灰7~28份、氧化钙3.5份、水泥7份、水45份。

而且，赤泥和粉煤灰的总质量为高岭土质量的35%，根据赤泥和粉煤灰的质量比为1:1、3:7、7:3、2:8、8:2、4:6、6:4分别制备7组试样。

（2）、使用搅拌机搅拌，制作时将混合均匀的材料一次性装满试模，放置在振动台振动 5~10s，将高出试模的部分刮除抹平，每组制备3个平行试样。