一种利用污酸渣制备地质聚合物的方法
【专利摘要】本发明涉及一种利用污酸渣制备地质聚合物的方法。其特点是，包括如下步骤：将污酸渣粉末、改质镁渣粉末和铝矾土粉末混合，其中污酸渣与改质镁渣的重量比例为1:1-3而铝矾土加入量占混合粉末总重量的20％-60％，再将质量浓度为20-50％的NaOH溶液与质量浓度为5-50％的水玻璃溶液按照体积比3:1-3混合，然后倒入前述混合粉末中，搅拌均匀，再倒入模具中制模，最后经过脱模、养护即可。本发明提供了一种可以用来固化污酸渣中的重金属Cd的清洁环保的处理方法，成本低廉。其制备工艺简单，不需要高温烧结，不用昂贵材料，容易工程实施，且可实现工业化生产。
【专利说明】一种利用污酸渣制备地质聚合物的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种利用污酸渣制备地质聚合物的方法。
【背景技术】
[0002] 有色金属冶炼属于重污染行业，对我国经济发展起着举足轻重的作用，但有色冶 金属工业废渣长期堆放，导致地下水体严重污染，存在重大安全隐患，严重制约了有色金属 行业的可持续发展和"两型社会"的建设。
[0003] 铅锌行业是我国有色金属冶炼的重要代表。我国铅锌行业大宗工业固体废弃物主 要来源于冶金炉渣和酸性水处理渣（污酸渣），年产生的工业废渣估计超过600万吨。以株 洲清水塘工业区为例，2010年排放的各种工业废渣接近300万吨，其中重金属冶炼固体废 物近50万吨，化工废物电石泥干基54万吨，包括电厂、化工厂产生的粉煤灰100多万吨，含 重金属废石膏2万多吨，无机硅白炭黑生产废渣包括尾砂达10多万吨。而且其历年堆存量 逐年增长，其中重金属污酸废渣达到20多万吨，电石泥超过200万吨，尾砂超过100万吨。 导致湘江水体严重污染、资源极大浪费，尤其是堆存的重金属污酸废渣等固体废物、占地近 百亩的堆场令人触目惊心，存在重大安全隐患，迫切需要开发减量无害化处理利用工业化 技术。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是提供一种利用污酸渣制备地质聚合物的方法，能够作为污酸渣无 害化处理的有效途径，并且该方法工艺简单，可以实现工业化生产。
[0005] -种利用污酸渣制备地质聚合物的方法，其特别之处在于，包括如下步骤：将污酸 渣粉末、改质镁渣粉末和铝矾土粉末混合，其中污酸渣与改质镁渣的重量比例为1:1-3而 铝矾土加入量占混合粉末总重量的20 % -60 %，再将质量浓度为20-50 %的NaOH溶液与质 量浓度为5-50 %的水玻璃溶液按照体积比3:1-3混合，然后倒入前述混合粉末中，搅拌均 匀，再倒入模具中制模，最后经过脱模、养护即可。
[0006] 进一步的，包括如下步骤：
[0007] (1)烘干：将污酸渣烘干；
[0008] (2)研磨：将烘干的污酸渣进行干法研磨，得到粉末粒径< 40目，同时将改质镁渣 超细粉碎，得到超细镁渔粉体的粒径<40目；
[0009] (3)混料：将得到的污酸渣与改质镁渣混合，污酸渣与改质镁渣的重量比例为 1:1-3,再加入铝矾土粉末，其中铝矾土粉末的添加量占混合粉末总重量的20-60%，充分混 合；
[0010] ⑷再加入质量浓度为20-50 %的碱激发剂NaOH溶液和质量浓度为5-50 %的水玻 璃溶液，并且NaOH溶液与水玻璃溶液的体积比为3:1-3 ;其中NaOH溶液和水玻璃溶液的总 重量占步骤（3)得到的混合粉末总重量的10-25% ;
[0011] (5)制模：倒入模具中，室温下静置l-2d ;
[0012] (6)脱模；
[0013] (7)养护：放入水泥标准养护箱中养护即可。
[0014] 步骤⑴中烘干温度40-KKTC，烘干至污酸渣中水分含量彡5%。
[0015] 步骤（2)中干法研磨，研磨时间3-10min ;将改质镁渣利用振动磨超细粉碎，粉碎 时间 3-lOmin。
[0016] 步骤（8)中养护温度40-901：，相对湿度40-80%，养护时间2-611后，至3(1、7(1、 28d。
[0017] 本发明方法与现有技术相比具有以下优点：本发明提供了一种可以用来固化污 酸渣中的重金属Cd的清洁环保的处理方法，成本低廉。其制备工艺简单，不需要高温烧结， 不用昂贵材料，容易工程实施，且可实现工业化生产。在固化的过程中，不产生二次废渣、废 水和废气，产品可作为建筑骨料，既可以固化重金属Cd，又可以实现工业固废资源化。
【专利附图】
【附图说明】
[0018] 附图1为本发明的工艺流程图；
[0019] 附图2为对本发明得到的地质聚合物进行浸出毒性实验的流程图。
【具体实施方式】
[0020] 本发明提供了一种污酸渣清洁环保处理的方法，其固化剂为铝矾土，碱激发剂提 供一种污酸渣无害化处理的方法；污酸渣固化工艺简单，不用高温烧结，不用昂贵材料，容 易工程实施，且可实现工业化生产；在固化的过程中，不产生二次废渣、废水和废气，实现安 全绿化实施；污酸渣经固化后最终形成的地质聚合物，这种地质聚合物结构是类沸石相，而 沸石是具有三维网状结构的含水硅酸铝，且沸石材料可以吸附有毒重金属离子Cd，稳定污 酸渣中的重金属Cd;达到以废治废的，具有工艺简单，生产成本低、安全有效，并有明显的 经济效益和环境效益。
[0021] 表1污酸渣化学组分（％ )
【权利要求】
1. 一种利用污酸渣制备地质聚合物的方法，其特征在于，包括如下步骤：将污酸渣粉 末、改质镁渣粉末和铝矾土粉末混合，其中污酸渣与改质镁渣的重量比例为1:1-3而铝矾 土加入量占混合粉末总重量的20 % -60 %，再将质量浓度为20-50 %的NaOH溶液与质量浓 度为5-50 %的水玻璃溶液按照体积比3:1-3混合，然后倒入前述混合粉末中，搅拌均匀，再 倒入模具中制模，最后经过脱模、养护即可。
2. 如权利要求1所述的一种利用污酸渣制备地质聚合物的方法，其特征在于，包括如 下步骤： (1) 烘干：将污酸渣烘干； (2) 研磨：将烘干的污酸渣进行干法研磨，得到粉末粒径< 40目，同时将改质镁渣超细 粉碎，得到超细镁渔粉体的粒径<40目； (3) 混料：将得到的污酸渣与改质镁渣混合，污酸渣与改质镁渣的重量比例为1:1-3， 再加入铝矾土粉末，其中铝矾土粉末的添加量占混合粉末总重量的20-60%，充分混合； (4) 再加入质量浓度为20-50 %的碱激发剂NaOH溶液和质量浓度为5-50 %的水玻璃溶 液，并且NaOH溶液与水玻璃溶液的体积比为3:1-3 ;其中NaOH溶液和水玻璃溶液的总重量 占步骤（3)得到的混合粉末总重量的10-25% ; (5) 制模：倒入模具中，室温下静置l-2d ; (6) 脱模； (7) 养护：放入水泥标准养护箱中养护即可。
3. 如权利要求2所述的一种利用污酸渣制备地质聚合物的方法，其特征在于：步骤（1) 中烘干温度40-KKTC，烘干至污酸渣中水分含量彡5%。
4. 如权利要求2所述的一种利用污酸渣制备地质聚合物的方法，其特征在于：步骤（2) 中干法研磨，研磨时间3-10min ;将改质镁渣利用振动磨超细粉碎，粉碎时间3-10min。
5. 如权利要求2所述的一种利用污酸渣制备地质聚合物的方法，其特征在于：步骤（8) 中养护温度40-90°C，相对湿度40-80%，养护时间2-6h后，至3d、7d、28d。
【文档编号】C04B7/24GK104291745SQ201410353823
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年7月24日 优先权日:2014年7月24日
【发明者】韩凤兰, 吴澜尔, 陈玉洁, 杜春 申请人:北方民族大学