CN109020154A

CN109020154A - 泥浆淤泥的脱水固化处理剂

Info

Publication number: CN109020154A
Application number: CN201810782032.XA
Authority: CN
Inventors: 孙家瑛; 胡家齐
Original assignee: Ningbo Institute of Technology of ZJU
Current assignee: Ningbo Institute of Technology of ZJU
Priority date: 2018-07-17
Filing date: 2018-07-17
Publication date: 2018-12-18
Anticipated expiration: 2038-07-17
Also published as: CN109020154B

Abstract

本发明公开一种泥浆淤泥的脱水固化处理剂，其特征在于：该固化处理剂的制备原料包括：沸石微粉70％～85％；珍珠岩尾矿微粉2％～8％；磷石膏2.5％～5％；矿渣10％～15％；碱渣5％～10％，上述各个组分的重量百分比之和为100％。本发明由于珍珠岩、沸石含有大量微细孔可以吸收大量水分，便于道路基层材料的生产与施工；与此同时沸石、矿渣作为具有潜在活性的胶凝材料在磷石膏、碱渣、氢氧化钙激发下可以起到水泥的效果实现固结土或碎石的目的，形成道路基层材料中的水泥稳定碎石和水泥土，达到道路施工的技术要求。本发明的特点就是把化学脱水与材料固结二者相结合。

Description

泥浆淤泥的脱水固化处理剂

技术领域

本发明涉及泥浆淤泥的脱水固化处理技术领域，具体的涉及一种泥浆淤泥的脱水固化处理剂。

背景技术

目前，在河道清淤过程中会产生较多泥浆淤泥这些淤泥通常具有含水率高、强度低等性质，部分淤泥中可能含有有毒物质，经过雨水冲刷后容易浸出，从而对周围水环境造成二次污染。因此合理地处理清淤过程中产生的淤泥是非常重要的。淤泥的处理方法受到淤泥本身的物理和化学性质的影响，这些性质主要包括淤泥的初始含水率、黏粒含量、有机质含量、黏土矿物种类及污染物类型和污染程度。在实际工程中，应根据待处理淤泥的基本性质和所处的地理位置，选择最适宜的处理技术国内泥浆淤泥处理的方法众多，综合起来首先是污泥脱水(一般机械脱水只能达到40％含水率)；然后进行化学脱水，再进行固化，工艺复杂，要有固定的大型场地。而且这些大量的处理后的淤泥，最好的方法就是进行填埋处理，从而降低对环境的污染和场地的占用，但是上述传统方法处理的淤泥，直接进行填埋处理还存在一定的不足，特别是将其用于道路基层施工，其性能还不能满足道路基层施工的要求。

发明内容

本发明针对上述现有技术的不足，提供一种泥浆淤泥的脱水固化处理剂，该处理剂用于处理泥浆淤泥过程中不需化学脱水、能实现一次成型，并且可以直接在现场施工操作、节约场地和成本。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种泥浆淤泥的脱水固化处理剂，该处理剂的原料包括：沸石微粉70％～85％，珍珠岩尾矿微粉2％～8％，磷石膏2％～5％，矿渣10％～15％，碱渣5％～10％，上述各组分的重量百分比之和为100％。

作为优选，制备该固化处理剂的原料还包括半水石膏0～1.5％。

作为优选，该泥浆淤泥的脱水固化处理剂由以下重量百分比的组分制备而成：沸石微粉70％～85％重量份，珍珠岩尾矿微粉2％～5％，磷石膏2.5％～5％，矿渣10％～15％，碱渣5％～10％，半水石膏0～1.5％，上述各组分的重量百分比之和为100％。

作为优选，该固化处理剂由以下重量百分比的组分制备而成：沸石微粉75％重量份，珍珠岩尾矿微粉3％，磷石膏2％，矿渣10％，碱渣9％，半水石膏1％。

作为优选，所述的矿渣为比表面积大于450m²/kg的矿渣，该比表面积可以提高矿渣的活性。

作为优选，所述的磷石膏为其中的三氧化二硫含量大于40％的生产磷肥的副产品。该规格要求可以提高对矿渣和沸石活性的激发效果。

作为优选，所述的沸石料为二氧化硅含量大于68％的沸石，该规格可以提高沸石活性。

作为优选，所述沸石微粉其颗粒尺寸小于0.16；采用该规格因为颗粒尺寸小，比表面积大，与反应物接触面就大，反应就快从而提高反应速率。

作为优选，所述珍珠岩尾矿微粉为珍珠岩尾矿经过磨细至过80μm方孔筛、筛余不超过10％得到珍珠岩尾矿微粉(即满足用80μm方孔筛进行过筛，筛上物料的残余量不高于总过筛物料的10％的重量百分比，筛下物作为珍珠岩尾矿微粉)，然后将珍珠岩尾矿微粉浸没在氢氧化钙饱和溶液中15天后备用(即经过上述浸泡之后再与其它物料混合使用)。上述处理以使得碱性激发剂缓慢释放，防止过快释放而造成水化过快而开裂。

作为优选，所述的矿渣为28h天活性指数大于95％的矿渣。

本发明的优点和有益效果：

1.泥浆淤泥的含水率非常高，经物理处理后仍有40％以上的含水率，无法进行直接应用。本发明的技术方案的采用：由于珍珠岩、沸石含有大量微细孔可以吸收大量水分，便于道路基层材料的生产与施工；与此同时沸石、矿渣作为具有潜在活性的胶凝材料在磷石膏、碱渣、氢氧化钙激发下可以起到水泥的效果实现固结土或碎石的目的，从而实现道路基层材料中的水泥稳定碎石和水泥土的目的，达到道路施工的技术要求。本发明的固结剂突出的优势就在于可以化学脱水与材料固结二者相结合，一步实现对含水量40％左右的泥浆淤泥进行固结脱水、凝固强化，达到道路基层施工规范的技术要求。

2.本发明的泥浆淤泥的脱水固化处理剂主要固结淤泥、建筑泥浆、盾构机泥浆等城市建筑淤泥。处理过程首先一是带式压滤脱水，二是离心机脱水，三是板框式压滤深度脱水，达到含水率40％左右的泥饼。这一步已有规模化生产；第二步就是采用本发明的固化处理剂脱水来进一步处理以达到道路路基上的应用研究技术要求(可以应用于道路基层；本发明的处理剂能满足道路基层施工技术规范的技术指标要求)。本发明处理剂中的各种原材料作用：沸石：具有吸水及固化作用；珍珠岩：吸水作用及激发作用；磷石膏：具有激发剂与缓凝作用；碱渣：碱性激发剂；半水石膏：在水作用下微膨胀。

3.本专利创新性在于固结土的凝聚时间可以控制，便于施工。在固结土的过程中同时吸取土中部分水分，以加快固结土的成型提高施工效率。由于淤泥的土力学指标对污泥填埋体的稳定和填埋操作有很大影响，高含水率污泥填埋主要问题是强度不够，无法进行填埋操作，其次污泥填埋后会产生严重的臭气，直接影响环境；而通过本发明的处理剂处理之后可以充分解决上述技术问题，获得的最终处理后的材料可以满足道路基层施工规范的技术要求，减少了环境污染，使得泥浆淤泥得到有效和充分的利用。

具体实施方式

下面通过实施例进一步详细描述本发明，但本发明不仅仅局限于以下实施例。

本发明的配方原料的粒径和前处理工艺都完成后，再和其它物料混合制备固结剂。

具体的方法为各个物料按照配方比例混合均匀即获得目标产物。

具体的中制备方法就是按照配方比例将经过前处理符合使用要求的各个原料混合搅拌均匀即可。

实施例1

该固化处理剂由以下重量百分比的组分制备而成：沸石微粉75％重量份；珍珠岩尾矿微粉3％；磷石膏2％；矿渣10％；碱渣9％；半水石膏1％。实施例中没有提及该优选实施例。

技术性能：固结剂掺入比为12％(质量百分比，即泥浆淤泥与本发明的固结剂混合料为总量，固结剂占总量的比例为12％)，固结土固结时间12小时、7天无侧限抗压强度3.78Ma；90天无侧限抗压强度4.45Ma。

实施例2

该固化处理剂由以下重量百分比的组分制备而成：沸石微粉75％重量份；珍珠岩尾矿微粉3％；磷石膏2％；矿渣10％；碱渣10％；实施例中没有提及该优选实施例。

技术性能：固结剂掺入比为12％(质量百分比，即泥浆淤泥与本发明的固结剂混合料为总量，固结剂占总量的比例为12％)，固结土固结时间28小时、7天无侧限抗压强度3.70Ma；90天无侧限抗压强度4.03Ma。

实施例3

沸石微粉75％重量份；珍珠岩尾矿微粉3％；磷石膏2.5％；矿渣10％；碱渣8.5％；半水石膏1％作为固结剂。

首先珍珠岩尾矿微粉浸没在氢氧化钙饱和溶液中15天后备用，然后所有原材料干燥后混合均匀备用。必须注意干燥存放。

技术性能：固结剂掺入比为12％(质量百分比，即泥浆淤泥与本发明的固结剂混合料为总量，固结剂占总量的比例为12％)，固结土固结时间14小时；7天无侧限抗压强度3.2Ma；90天无侧限抗压强度3.89Ma。

实施例4

沸石微粉70％重量份；珍珠岩尾矿微粉3％；磷石膏3％；矿渣14％；碱渣9％；半水石膏1％作为固结剂。

首先珍珠岩尾矿微粉浸没在氢氧化钙饱和溶液15天后备用，然后所有原材料干燥后混合均匀备用。但必须注意干燥存放。

技术性能：固结剂掺入比为14％，固结土固结时间13小时；7天无侧限抗压强度3.16Ma；90天无侧限抗压强度4.11Ma。

实施例5

沸石微粉78％重量份；珍珠岩尾矿2.5％；磷石膏3.5％；矿渣10％；碱渣5％；半水石膏1％作为固结剂。

技术性能：固结剂掺入比为14％，固结土固结时间15小时；7天无侧限抗压强度3.11Ma；90天无侧限抗压强度3.94Ma。

本发明实施例制备的固结剂，其添加到的泥浆或淤泥是经过一是带式压滤脱水，二是离心机脱水，三是板框式压滤深度脱水，上述任一中处理方式而得到的、含水率为40％左右的泥饼；然后再添加本发明的固结剂，获得的最终泥浆或淤泥对其7天无侧限抗压强度和90天无侧限抗压强度进行检测，均能有效满足道路基层施工规范的技术要求。

从上述最优选的实施例及实施例1-4检测的得到的试验数据，充分证实本发明的处理剂可以使得泥浆淤泥满足道路基层施工规范的技术要求，减少了环境污染，使得泥浆淤泥得到有效和充分的利用。

Claims

1.一种泥浆淤泥的脱固化处理剂，其特征在于：该固化处理剂的制备原料包括：沸石微粉70％～85％，珍珠岩尾矿微粉2％～8％，磷石膏2％～5％，矿渣10％～15％，碱渣5％～10％，上述各个组分的重量百分比之和为100％。

2.根据权利要求1所述的泥浆淤泥的脱水固化处理剂，其特征在于：制备该固化处理剂的原料还包括半水石膏0～1.5％。

3.根据权利要求2所述的泥浆淤泥的脱水固化处理剂，其特征在于：该泥浆淤泥的脱水固化处理剂由以下重量百分比的组分制备而成：沸石微粉70％～85％，珍珠岩尾矿微粉2％～5％，磷石膏2.5％～5％，矿渣10％～15％，碱渣5％～10％，半水石膏0～1.5％。

4.根据权利要求1所述的泥浆淤泥的脱水固化处理剂，其特征在于：该固化处理剂由以下重量百分比的组分制备而成：沸石微粉75％，珍珠岩尾矿微粉3％，磷石膏2％，矿渣10％，碱渣9％，半水石膏1％。

5.根据权利要求4所述的泥浆淤泥的脱水固化处理剂，其特征在于：所述的矿渣其比表面积大于450m²/kg。

6.根据权利要求4所述的泥浆淤泥的脱水固化处理剂，其特征在于：所述的磷石膏为其中的三氧化二硫含量大于40％的生产磷肥的副产品。

7.根据权利要求4所述的泥浆淤泥的脱水固化处理剂，其特征在于：所述的沸石微粉为二氧化硅含量大于68％、颗粒尺寸小于0.16mm的沸石。

8.根据权利要求4所述的泥浆淤泥的脱水固化处理剂，其特征在于：所述珍珠岩尾矿微粉为磨细至过80μm方孔筛、筛余量不得超过10％得到的珍珠岩尾矿微粉，且珍珠岩尾矿微粉需要浸没在氢氧化钙饱和溶液中15天后备用。

9.根据权利要求3所述的泥浆淤泥的脱水固化处理剂，其特征在于：所述的矿渣为28天活性指数大于95％的矿渣。