CN111471465A - 一种土壤固化剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种土壤固化剂，由以下组分及重量份组成：水泥8‑10份，赤泥8‑12份，硫酸钠2‑3份，醋酸钙1‑2份。所述的赤泥是经过70‑80℃烘干处理。所述水泥为PO42.5水泥。本发明还公开了该土壤固化剂的制备方法，包括以下步骤：首先将赤泥经70‑80℃烘干处理；按照重量配比称取各组分，然后将各组分混合并搅拌，得到混合料；再将混合料球磨处理后即得。其中，搅拌时间为20‑30min，球磨时间为90‑120min。本发明通过优化各组分用量，能够获得早期强度高、重金属去除率高的土壤固化剂。

Description

一种土壤固化剂
技术领域
本发明涉及土壤固化领域，具体涉及一种土壤固化剂。
背景技术
今年来，随着社会的发展以及工业生产水平的提高，人民享受着科技进步所带来的成果，但同时也面临越来越多的环境污染问题，重金属污染就是其中较为常见、也较为严重的问题之一。重金属进入土壤后，自然状态下重金属很难被土壤稳定或分解，重金属会在土壤中长期存在并积累，然后再通过水、大气、食物等途径直接地或间接地进入人体，从而对人类的健康甚至生命安全造成危害。因此如何对重金属污染土地基的加固和重金属污染物有效控制，这成为了社会性问题。
本领域对污染土进行修复主要采取以下三种方式：①物理修复法，如换土法、电动修复法等。但换土法的工程量大，而且仍然需要对换置的土壤进行处理。电动修复法对设备、土壤性质等要求较高，不利于大范围推广。②生物修复法，如在被污染的土壤中栽种植物，利用植物根系吸收重金属，从而将其在植物体内富集。但是该方法修复周期长，且需要针对不同区域土壤而对植物进行筛选。③化学修复法，也是目前最常用的修复方法，向污染土壤中加入固化剂，将土壤中重金属转化为结构稳定的状态，不仅使得土体中的重金属不易迁移，也使固化后的土壤具有较高的强度和耐久性。虽然水泥、石灰、粉煤灰等常用固化材料原材料易获取，其工艺也较为成熟，但是这些传统固化剂处理后的土体受水分影响较大，干湿循环后易开裂，存在强度较低、重金属去除率较差等缺陷。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种土壤固化剂，由以下组分及重量份组成：水泥8-10份，赤泥8-12份，硫酸钠2-3份，醋酸钙1-2份。
优选的，由以下组分及重量份组成：水泥9份，赤泥10份，硫酸钠2.5份，醋酸钙2份。
其中，所述的赤泥是经过70-80℃烘干处理。所述水泥为PO42.5水泥。
本发明还公开了上述土壤固化剂的制备方法，包括以下步骤：首先将赤泥经70-80℃烘干处理；按照重量配比称取各组分，然后将各组分混合并搅拌，得到混合料；再将混合料球磨处理后即得。
其中，搅拌时间为20-30min，球磨时间为90-120min。
赤泥在硫酸钠的激发作用下和水泥共同作为胶凝材料，提供固化强度。而硫酸钠、醋酸钙可以提高早强强度。同时水泥、赤泥本身对重金属具有一定的固化作用，醋酸钙的添加能够进一步强化该固化作用，从而提高对重金属离子的去除率。本发明通过优化各组分用量，能够获得早期强度高、重金属去除率高的土壤固化剂。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不局限于说明书上的内容。
实施例1
一种土壤固化剂，由以下组分及重量份组成：PO42.5水泥8份，赤泥12份，硫酸钠2份，醋酸钙1份。
首先将赤泥经70℃烘干处理，然后按照上述重量份称取各组分，再将各组分混合并搅拌20min，得到混合料；再将混合料球磨处理95min后即得。
实施例2
一种土壤固化剂，由以下组分及重量份组成：PO42.5水泥9份，赤泥10份，硫酸钠2.5份，醋酸钙2份。
首先将赤泥经80℃烘干处理，然后按照上述重量份称取各组分，再将各组分混合并搅拌30min，得到混合料；再将混合料球磨处理120min后即得。
实施例3
一种土壤固化剂，由以下组分及重量份组成：PO42.5水泥10份，赤泥8份，硫酸钠3份，醋酸钙1.5份。
首先将赤泥经80℃烘干处理，然后按照上述重量份称取各组分，再将各组分混合并搅拌25min，得到混合料；再将混合料球磨处理110min后即得。
对比例1
一种土壤固化剂，由以下组分及重量份组成：PO42.5水泥9份，赤泥10份，硫酸钠2.5份。
首先将赤泥经80℃烘干处理，然后按照上述重量份称取各组分，再将各组分混合并搅拌30min，得到混合料；再将混合料球磨处理120min后即得。
对比例2
一种土壤固化剂，由以下组分及重量份组成：PO42.5水泥9份，赤泥15份，硫酸钠2.5份，醋酸钙2份。
首先将赤泥经80℃烘干处理，然后按照上述重量份称取各组分，再将各组分混合并搅拌30min，得到混合料；再将混合料球磨处理120min后即得。
将污染土壤：上述土壤固化剂：水按重量比1：0.3:0.3混合并标准养护，分别测量其3d，7d，28d抗压强度。
强度 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
3d/MPa 1.23 1.58 1.64 1.49 1.17
7d/MPa 3.02 3.68 3.75 3.53 2.96
28d/MPa 5.87 6.19 6.25 6.14 5.63
固化7d时分别取样，采取水平振荡法进行浸出浓度的检测，其中空白样为不加入固化剂。结果如下所示：
离子浸出量 空白样 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2
Cr<sup>3+</sup>/μg·L<sup>-1</sup> 310.2 35.6 28.5 31.8 45.1 32.9
Zn<sup>2+</sup>/μg·L<sup>-1</sup> 91.8 10.5 9.2 9.8 11.4 10.3
Pd<sup>2+</sup>/μg·L<sup>-1</sup> 45.1 4.8 3.9 4.3 5.7 4.6
赤泥在硫酸钠的激发作用下和水泥共同作为胶凝材料，提供固化强度。而硫酸钠、醋酸钙可以提高早强强度。同时水泥、赤泥本身对重金属具有一定的固化作用，醋酸钙的添加能够进一步强化该固化作用，从而提高对重金属离子的去除率。由上述结果可以看出，随着水泥含量的增加，在硫酸钠和醋酸钙的作用下，各期抗压强度逐步提高。而不添加醋酸钙时，其早期强度均有所下降。但当赤泥添加量过大时，体系碱度过大，不仅会导致土壤pH升高，其强度也有所降低，这可能是由于碱度过大导致钙矾石过量，从而引起体系膨胀。综合考虑固化强度以及重金属去除率等因素，实施例2的用量配比是最优选择。
显然，本发明的上述实施方式仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (6)

1.一种土壤固化剂，其特征在于，由以下组分及重量份组成：水泥8-10份，赤泥8-12份，硫酸钠2-3份，醋酸钙1-2份。
2.如权利要求1所述的土壤固化剂，其特征在于，由以下组分及重量份组成：水泥9份，赤泥10份，硫酸钠2.5份，醋酸钙2份。
3.如权利要求1-2之一所述的土壤固化剂，其特征在于，所述的赤泥是经过70-80℃烘干处理。
4.如权利要求1-4之一所述的土壤固化剂，其特征在于，所述的水泥为PO42.5水泥。
5.一种如权利要求1-4之一所述的土壤固化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：首先将赤泥经70-80℃烘干处理；按照重量配比称取各组分，然后将各组分混合并搅拌，得到混合料；再将混合料球磨处理后即得。
6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，搅拌时间为20-30min，球磨时间为90-120min。
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