[发明专利]水利河道淤泥处理固化剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种水利河道淤泥处理固化剂及其制备方法。该固化剂按重量份包括如下组分：硅酸盐20～50份、钙铝水滑石20～30份、蒙脱土20～30份、聚丙烯腈共聚纤维8～15份、聚丙烯酰胺3～8份、三乙醇胺1～3份。本发明通过在固化剂中添加阴离子型层状双氢氧化物钙铝水滑石和阳离子型层状硅酸盐片层以及阴离子型聚丙烯腈共聚纤维，利用两种离子型层状化合物的强吸附性，提高对淤泥中重金属等离子的吸附和固结，利用聚丙烯腈共聚纤维的吸附性和增强作用，进一步提高固化强度，最终显著提高对淤泥的固化效果。

技术领域

本发明涉及土壤处理化学品技术领域，尤其涉及一种水利河道淤泥处理固化剂及其制备方法。

背景技术

随着全休经济的发展和改造地球地理环境活动的增加，沿海和内陆河流及湖泊的清淤作业，以及城市水道的清淤工作越来越多。清淤工程必将牵涉到淤泥环保处理的问题，因此，如何处理并利用这些淤泥，为其寻找资源化利用的出路，减少产生新的污染，已经成为一个涉及生态修复、资源再生利用、环境保护的可持续发展问题。

淤泥固化的基本原理是：在淤泥中添加固化剂材料，进行搅拌混合，制成淤泥固化土。淤泥中，由于固化剂的添加，引起固化剂和水发生水化反应，而淤泥中大多为粒径小于0.005mm的土颗粒，与水结合自身组成胶体分散系，表现出一种胶体特性，它们能和固化剂水化生成的氢氧化钙Ca(OH)₂中的Ca²⁺进行等量吸附交换，使土颗粒表面吸附钙离子所形成的扩散层减薄，大量较小的土颗粒形成较大的团粒，从而使土体强度提高。通过淤泥固化处理，将煤渣、粉煤灰、高炉矿渣、粉砂等废弃物再利用成为固化土骨料，增加固化土抗压强度，解决废弃物的出路问题。而且还能将淤泥中含有的有机物、重金属等有害物质封闭固结在其中，固化后的淤泥透水性小，使得有害物质很难再次溶出而形成二次污染。

淤泥固化剂可分为高分子固化剂及生物类固化剂、化学类固化剂等。根据国情，大多采用复合型固化剂，此类固化剂造价低，取材方便。复合型固化剂和淤泥经过充分的混合搅拌后，利用淤泥和固化材料之间发生的一系列复杂的物理化学变化来改良淤泥高含水率、低强度的性质，从而将其转变为土材料来进行使用。同时可利用许多具有一定活性的工业废料作为固化材料，如废石膏、粉煤灰等，从而大大降低固化处理的成本。专利CN200910157515.1公开了一种淤泥、污泥固化剂，由95％起胶结作用的主料和5％起催化作用的辅料组成。其中，主料主要包括煤矸石、膨润土、硅灰石、火山灰土等，辅料主要包括聚丙烯酰胺、三乙醇胺、石英粉、氧化铁、氧化铜等。淤泥初凝速度快，抗压强度达到0.8-5MPa。但是该固化剂组成复杂，且完全固化时间较长，对重金属的固结效果不佳。

有鉴于此，有必要设计一种改进的水利河道淤泥处理固化剂及其制备方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水利河道淤泥处理固化剂及其制备方法。通过在固化剂中添加阴离子型层状双氢氧化物钙铝水滑石和阳离子型层状硅酸盐片层以及阴离子型聚丙烯腈共聚纤维，显著提高对淤泥的固化效果，固化强度显著提高。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种水利河道淤泥处理固化剂，按重量份包括如下组分：硅酸盐20～50份、钙铝水滑石20～30份、蒙脱土20～30份、聚丙烯腈共聚纤维8～15份、聚丙烯酰胺3～8份、三乙醇胺1～3份。

作为本发明的进一步改进，所述硅酸盐包括硅酸钠、硅酸钙和氟硅酸镁。

作为本发明的进一步改进，所述硅酸钠、硅酸钙和氟硅酸镁的重量比为1:0.5～1:0.2～0.5。

作为本发明的进一步改进，所述聚丙烯腈共聚纤维为丙烯腈、丙烯酸甲酯和丙烯磺酸钠的共聚物纤维。

作为本发明的进一步改进，所述聚丙烯腈共聚纤维中丙烯磺酸钠的质量含量为4wt％～10wt％。

作为本发明的进一步改进，所述聚丙烯腈共聚纤维的直径为0.5～5μm。