[发明专利]一种利用垃圾焚烧飞灰实现砷污染土壤自固化的方法

说明书

本发明公开了一种利用垃圾焚烧飞灰实现砷污染土壤自固化的方法，通过在砷污染土壤中掺杂尾铁矿，经混合研磨，加入生活垃圾焚烧飞灰混合后，再加入水后混合固化即可。本发明基于自固化机制，协同处置生活垃圾焚烧飞灰和砷污染土壤。本发明实现砷污染土壤固化过程不涉及任何碱激发剂和胶凝材料的使用，且仅需在常温环境下操作。本发明工艺及用料简单，具有较强的商业推广性，制备的砷污染土壤自固化体单轴最高抗压强度大于20MPa，制备的砷污染土壤自固化体最低重金属浸出毒性低于生活垃圾填埋厂入场限值。

技术领域

本发明涉及一种砷污染土壤固化的方法，尤其涉及一种利用垃圾焚烧飞灰实现砷污染土壤自固化的方法，属于危险废弃物资源化利用领域。

背景技术

砷污染物被国际癌症研究机构列为I类致癌物。砷污染物可以直接沉积在人体的头发、指甲、骨骼和器官中，导致黑变病、角化过度、心血管疾病和各种癌症。水和土壤中过量的砷还会影响植物和蔬菜的光合作用、营养代谢和酶活性。中国的砷矿藏极为丰富，占世界已探明储量的70％。由于对砷矿不合理的开采利用及对矿渣随意倾倒、堆积，我国已成为砷污染最严重的国家之一。砷污染土壤的修复迫在眉睫。当前，对于重金属污染土壤的处置及修复，已探索出一系列技术，其中固化/稳定化方法因其操作方便、原材料易得、技术普遍适性高等优势，在工程实践中被工程师采用和应用最多。

当前对于砷污染土壤的固化，主要通过混合外掺的胶凝材料与一定量的砷污染土壤实现。固化效果主要取决于外掺的胶凝材料固化性能，砷污染土壤只当作集料使用，其自身的固化特性并没有得到有效激发。因此当前砷污染土壤的固化严重依赖外掺胶凝材料，这不仅限制了砷污染土壤的处置量，而且固化成本受到原料价格波动影响。城市生活垃圾焚烧飞灰属于危险废弃物，具有环境毒害性和致癌性，但其钙含量较高且整体呈现碱性特征。若能通过垃圾焚烧飞灰激发砷污染土壤自身胶凝特性，不仅摆脱了砷污染土壤固化过程对外掺胶凝材料的依赖，而且可以提高砷污染土壤处置量并实现对生活垃圾焚烧飞灰的协同处置与利用。

发明内容

发明目的：本发明目的是提供一种能够利用生活中的危险废弃物垃圾焚烧飞灰对砷污染的土壤进行自固化的方法。

技术方案：为了解决上述技术问题，本发明提供了一种利用垃圾焚烧飞灰实现砷污染土壤自固化的方法，其包括以下步骤:

(1)将铁尾矿和砷污染土壤混合，搅拌均匀，得到掺铁砷污染土壤；

(2)对掺铁砷污染土壤进行研磨，得到掺铁砷污染土壤细粉；

(3)将生活垃圾焚烧飞灰与掺铁砷污染土壤细粉混合，搅拌均匀，得到飞灰砷土混合料；

(4)在飞灰砷土混合料加入水，搅拌，倒入模具或自然堆放进行固化，得到修复后的砷污染土壤自固化体。

进一步地，步骤(1)中，所述铁尾矿和砷污染土壤质量比0.5～2.5:10。按照上述质量比将铁尾矿和砷污染土壤混合，单轴抗压强度及重金属浸出效果较好，如果铁尾矿掺杂量较少，则单轴抗压强度较低，重金属浸出较多，但当铁尾矿掺杂量较高时，单轴抗压强度随着铁尾矿和砷污染土壤质量比进一步增加反而降低，且重金属浸出也随着铁尾矿的增多而增多。

进一步地，步骤(2)中，所述研磨时间为1～6h。

进一步地，步骤(3)中，所述生活垃圾焚烧飞灰与掺铁砷污染土壤细粉质量比0.2～1.2:1。按照上述质量比将生活垃圾焚烧飞灰与掺铁砷污染土壤细粉混合，单轴抗压强度及重金属浸出效果较好，如果生活垃圾焚烧飞灰掺杂量较少，则单轴抗压强度较低，重金属浸出较多，但生活垃圾焚烧飞灰掺杂量较高时，单轴抗压强度随着生活垃圾焚烧飞灰与掺铁砷污染土壤细粉质量比进一步增加反而降低，且重金属浸出也随着生活垃圾焚烧飞灰的增多而增多。