TWI466843B - A curing agent and its process method - Google Patents

Description

一種固化劑及其製程方法

本發明係有關於一種固化劑及其製程方法，特別是指一種可快速、有效固化重金屬污泥/泥土，且可降低水泥用量以降低成本之固化劑及其製程方法。

目前，一般重金屬污染污泥之處理方式多利用混凝土加以固化後，使其達到重金屬物質不會外滲溢出之標準，再進行掩埋處理等；其他亦有利用化學物質與重金屬物質進行化學反應，使其反應生成結構安定，且較無害於人體之化學產物，再將其進行排放者。由於污泥內所含有成分之不同，因此所相對應之處理方式亦有所不同，如在中華民國發明專利公告第I225847號「固化含重金屬污泥之方法及其處理劑」，係為一種可固化重金屬污泥，且可節省水泥用量以降低處理成本之固化含重金屬污泥之方法及其處理劑。其乃是將含銅、鋅、鎳之重金屬污泥進行粉碎，再將其置入混練設備中，於混練設備中添加無機性重金屬安定劑、水泥、水及有機性固化強化劑，經過混練程序後則成為無危害性之固化體；而所使用之處理劑為水泥、矽酸鈉、碳酸鈉、碳酸鉀、氯化鈣、氯化銨、氯化鎂、氟化鈉、氯化鋁、紅糖及水，其中水泥及污泥之用量比例為0.1~0.7，紅糖用量與水泥及污泥之總量比例為0.004~0.008，其他化學藥劑用量與水泥及污泥之總量比例為2%~8%。

然，上述習知缺點為：

1.因紅糖為有機物質，水泥為無機物質，二者同時使用會彼此干擾，無作用，且會使水泥面積更大，較浪費成本。

2.前案固化過程需養護，且化學固化速度較慢，因此固化強度效果較差。

3.前案係將無機添加劑、水泥、水及有機性固化強化劑同時間加入混練，此固化方式較不均勻且賣相差。

4.前案須加入紅糖使水泥用量降低，但紅糖與水泥因性質不同，故會彼此干擾而無任何作用。

5.前案並無添加矽氟化鈉，因此使得碳酸鈉無法容易溶於水，進而無法達到均勻混合之功效。

6.前案施工之步驟流程須先將重金屬污泥或土壤進行粉碎，其施工步驟流程較為複雜。

7.前案在製程固化劑時須加入氯化鋁，故容易因雜質與非雜質皆往下沉澱，進而造成藥量減少。

為了改善上述習知須加入紅糖及無法均勻使各成分與水充分混合之缺點，因此本發明提供一種固化劑及其製程方法，而固化劑其中之一用途係作為環保用固化劑，其包含有重量百分比為2.5之矽氟化鈉，重量百分比為9.27之碳酸鈉，重量百分比為8.15之碳酸鉀，重量百分比為0.5氯化鈣，重量百分比為1.35之氯化銨，重量百分比為2.23之氯化鎂，重量百分比為1之氟化鈉 ，以及重量百分比為75之水。

再者，本發明固化劑另一用途係作為土木用固化劑，其包含有重量百分比為1.5之矽氟化鈉，重量百分比為5.56之碳酸鈉，重量百分比為4.89之碳酸鉀，重量百分比為0.3氯化鈣，重量百分比為0.81之氯化銨，重量百分比為1.34之氯化鎂，重量百分比為0.6之氟化鈉，以及重量百分比為85之水。

而，本發明提供一種固化劑之製程方法，係包含有下列步驟：A.將碳酸鈉與攝氏溫度為40度至70度之水充分攪拌混合為第一溶液後，再放至常溫；B.將矽氟化鈉、碳酸鉀與水於常溫充分攪拌混合為第二溶液；C.將氯化鈣、氯化銨、氯化鎂、氟化鈉與水於常溫充分攪拌混合為第三溶液；D.將上述第一溶液及第二溶液充分攪拌混合後，再加入第三溶液充分攪拌混合成為一第四溶液。

所述步驟A中之第一溶液之PH值為10。

所述步驟B中之第二溶液之PH值為10。

所述步驟C中之第三溶液之PH值為10。

所述步驟D中之第四溶液之PH值為10。

本發明之優點在於：

1.本發明不需使用紅糖即可有效減少水泥用量，因此其成本較低。

2.本發明固化過程不需養護，在1小時內可物理固化，在6至8小時內可化學固化，因此本發明之固化速度較習知快。

3.本發明可達到完全化學固化，因此其強度較習知強。

4.本發明先將碳酸鈉溶液與矽氟化鈉、碳酸鉀溶液充分攪拌混合後，再加入氯化鈣、氯化銨、氯化鎂及氟化鈉溶液充分攪拌混合後，進而可達到較習知均勻混合之功效。

5.本發明之固化劑有添加矽氟化鈉，因此使得碳酸鈉更容易溶解於水。

6.本發明之施工步驟流程不須先將重金屬污泥或土壤進行粉碎，直接以乾拌式攪拌將重金屬污泥或土壤與水泥充分混合，因此較習知施工步驟簡單。

7.本發明固化劑具有抗水性、隔熱性及耐酸鹼性。

8.本發明在製程固化劑時不須加入氯化鋁，因此不會因加入氯化鋁後使雜質與非雜質往下沉澱，進而造成藥量減少。

第一圖係為本發明環保用固化劑之成份圖，說明各成分所佔之重量百分比。

第二圖係為本發明固化劑之步驟流程圖。

第三圖係為本發明之施工步驟流程圖。

第四圖係為本發明土木用固化劑之成份圖，說明各成分所佔之重量百分比。

有關本發明之技術特徵及增進功效，配合下列圖式之較佳實施例即可清楚呈現，本發明係為一種固化劑及其製程方法。

第一用途請先參閱第一圖及第二圖所示，主要於環保用，第一圖係為一種包含有重量百分比為2.5之矽氟化鈉，重量百分比為9.27之碳酸鈉，重量百分比為8.15之碳酸鉀，重量百分比為0.5氯化鈣，重量百分比為1.35之氯化銨，重量百分比為2.23之氯化鎂，重量百分比為1之氟化鈉，以及重量百分比為75之水之環保用固化劑。然而，形成環保用固化劑之製程方法之操作流程步驟為：

步驟A.先將碳酸鈉與溫度為攝氏40度至70度間的水於一個二噸攪拌槽中充分攪拌、混合並成為一第一溶液，進一步再將該第一溶液放至常溫，並藉由調整水的溫度使該第一溶液之PH值為10。

步驟B.將矽氟化鈉、碳酸鉀與溫度約為攝氏25度的水[常溫]於一個二噸攪拌槽中充分攪拌並成為一第二溶液，其中該第二溶液之PH值為10。

步驟C.將氯化鈣、氯化銨、氯化鎂、氟化鈉與溫度約為攝氏25度且具鹼性的水[常溫]於一個一噸攪拌槽中充分攪拌混合並成為一第三溶液，其中該第三溶液之PH值為10。

步驟D.將上述第一溶液及第二溶液充分攪拌混合後，再加入 第三溶液成為一第四溶液，並於一個五噸攪拌槽中充分攪拌混合五分鐘，之後再沉澱十分鐘，其賣相不佳的化學藥劑與懸浮物會沉澱至該五噸攪拌槽之最下層，其中該第四溶液之PH值10。

然而，施工步驟流程請配合參閱第三圖所示：

步驟a.先將1立方米待固化之污物加入200公斤之水泥，並以乾拌式攪拌。

步驟b.再另以4公斤之環保用固化劑[第一溶液先與第二溶液充份混合後，再加入第三溶液]溶入1噸的水。

步驟c.將前述步驟a及步驟b充分混合後，經混練即成為一無害性固化體。

進一步要說明的是，使用環保用固化劑主要目的係為了有效化合封存在污泥中所含之有毒重金屬釋出，並可進一步完全消除或降低至國家標準以下，如：焚化爐飛灰及各種含重金屬污泥等。

再者，第二用途請參閱第四圖所示，主要於土木用，第三圖係為一種包含有重量百分比為1.5之矽氟化鈉，重量百分比為5.56之碳酸鈉，重量百分比為4.89之碳酸鉀，重量百分比為0.3氯化鈣，重量百分比為0.81之氯化銨，重量百分比為1.34之氯化鎂，重量百分比為0.6之氟化鈉，以及重量百分比為85之水之土木用固化劑。然而，形成土木用固化劑之製程方法之操作流程步驟與上述第一實施例相同[請配合參閱第二圖所示]：

步驟A.先將碳酸鈉與溫度為攝氏40度至70度間的水於一個二 噸攪拌槽中充分攪拌、混合並成為一第一溶液，進一步再將該第一溶液放至常溫，並藉由調整水的溫度使該第一溶液之PH值為10。

步驟B.將矽氟化鈉、碳酸鉀與溫度約為攝氏25度的水[常溫]於一個二噸攪拌槽中充分攪拌並成為一第二溶液，其中該第二溶液之PH值為10。

步驟C.將氯化鈣、氯化銨、氯化鎂、氟化鈉與溫度約為攝氏25度且具鹼性的水[常溫]於一個一噸攪拌槽中充分攪拌混合並成為一第三溶液，其中該第三溶液之PH值為10。

步驟D.將上述第一溶液及第二溶液充分攪拌混合後，再加入第三溶液成為一第四溶液，並於一個五噸攪拌槽中充分攪拌混合五分鐘，之後再沉澱十分鐘，其賣相不佳的化學藥劑與懸浮物會沉澱至該五噸攪拌槽之最下層，其中該第四溶液之PH值為10。

然而，使用土木用固化劑於施工中之步驟流程與前述第一實施例相同，請配合參閱第三圖所示：

步驟a.先將1立方米待固化之污物加入200公斤之水泥，並以乾拌式攪拌。

步驟b.再另以4公斤之土木用固化劑[第一溶液先與第二溶液充份混合後，再加入第三溶液]溶入1噸的水。

步驟c.將前述步驟a及步驟b充分混合後，經混練即成為一無害性固化體。

進一步要說明的是，使用土木用固化劑主要目的係為了有效 固化泥土，並可緊密結合基層泥土，且在施工過程中不會產生任何廢棄物，因此可用於如：人行步道、馬路、停車場、斜坡、池塘整治或防止土石流等。

然而，值得一提的是，本發明使用之環保用固化劑、土木用固化劑其固化強度配比為[污泥：水泥：水=8：1：8]，環保用固化劑、土木用固化劑其劑量與水泥、污泥總量比例為1/50，其抗壓強度則為300kgf/cm²，本發明藉充份混合環保用固化劑、土木用固化劑，並經混練後可有效降低水泥用量，並且可於1小時內達到物理固化，而6至8小時可達到化學固化之功效，因此本發明具有成本低、水泥用量少及反應快之優點。

如上所述，本發明所提供之實施說明及圖式係為本發明之較佳實施例，並非以此侷限於本發明。

綜合上述實施例之說明，當可充分瞭解本發明之操作、使用及本發明產生之功效，惟以上所述實施例僅係為本發明之較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即依本發明申請專利範圍及發明說明內容所作簡單的等效變化與修飾，皆屬本發明涵蓋之範圍內。

Claims (5)

1. 一種固化劑之製程方法，係包含有下列步驟：A.將重量百分比介於5.56與9.27間之碳酸鈉與攝氏溫度為40度至70度之水充分攪拌混合為第一溶液後，再放至常溫；B.將重量百分比介於1.5與2.5間之矽氟化鈉、重量百分比介於4.89與8.15間之碳酸鉀與水於常溫充分攪拌混合為第二溶液；C.將重量百分比介於0.3與0.5間之氯化鈣、重量百分比介於0.81與1.35間之氯化銨、重量百分比介於1.34與2.23間之氯化鎂、重量百分比介於0.6與1間之氟化鈉與水於常溫充分攪拌混合為第三溶液；D.將上述第一溶液及第二溶液充分攪拌混合後，再加入第三溶液充分攪拌混合成為一第四溶液。
2. 如申請專利範圍第1項所述之固化劑之製程方法，其中，步驟A中之第一溶液之PH值為10。
3. 如申請專利範圍第1項所述之固化劑之製程方法，其中，步驟B中之第二溶液之PH值為10。
4. 如申請專利範圍第1項所述之固化劑之製程方法，其中，步驟C中之第三溶液之PH值為10。
5. 如申請專利範圍第1項所述之固化劑之製程方法，其中，步驟D中之第四溶液之PH值為10。