一种胶凝材料

摘要

本发明属于环保技术领域，公开了一种胶凝材料，由以下重量分数的原料组成：铬渣20‑30份、铝型材废渣15‑20份、矿渣粉40‑60份、硅藻土2‑5份、硅灰1‑3份、还原剂0.1‑0.5份、碱性激发剂3‑8份、络合剂0.05‑0.1份、蔗糖0.01‑0.1份、减水剂0.5‑2份。本发明解毒六价铬作用明显，固化量大，浸出毒性低，可实现对铬渣的无害化、资源化处理。

权利要求

1.一种胶凝材料，由以下重量分数的原料组成：铬渣20-30份、铝型材废渣15-20份、矿渣粉40-60份、硅藻土2-5份、硅灰1-3份、还原剂0.1-0.5份、碱性激发剂3-8份、络合剂0.05-

0.1份、蔗糖0.01-0.1份、减水剂0.5-2份；所述还原剂由焦磷酸亚锡和二羟基丙酮按照重量比3-8:1组成；所述碱性激发剂由水玻璃、三异丙醇胺和乙醇钠按照重量比80-100:5-10:1组成。

2.根据权利要求1所述的胶凝材料，其特征在于，所述水玻璃模数为1.5-1.8。

3.根据权利要求1所述的胶凝材料，其特征在于，所述络合剂为亚氨基二乙酸或乙二胺四乙酸二钠。

4.根据权利要求1所述的胶凝材料，其特征在于，所述减水剂为粉体聚羧酸减水剂。

说明书

一种胶凝材料

技术领域

[0001] 本发明属于环保技术领域，具体涉及一种胶凝材料。

背景技术

[0002] 铬渣是由铬铁矿加纯碱、石灰石、白云石在1100-1200℃高温焙烧，用水浸溶铬盐后所剩余的残渣，每生产1t铬盐可排放3-5t铬渣。由于铬渣中含有水溶性的六价铬，它可通过皮肤接触、呼吸道吸入、环境接触等途径对人体造成危害，对于敏感人群会导致皮肤过敏，以至于形成难以治愈的水泥过敏性接触湿疹。Cr(VI)还会带来致癌、致基因突变等严重不良后果，国际癌症研究机构(IARC)已经把六价铬列为致癌物质，不论是吸入还是表皮接触，均能引发癌症。因此，铬渣的排放、堆存会对环境和人类造成巨大的潜在危害。

[0003] 目前铬渣处理方法主要为还原解毒法，通过加入FeS、FeSO4等还原剂，将六价铬还原为低毒性的三价铬，但这种方法解毒不彻底，处理过的铬渣容易再次被空气中的氧气氧化为六价铬，不能根本解决问题。

发明内容

[0004] 本发明针对上述问题，提供了一种胶凝材料，对铬渣中的六价铬离子具有良好的还原固化效果，能有效处理铬渣，为达到上述技术效果，本发明采用以下技术方案。一种胶凝材料，由以下重量分数的原料组成：

[0005] 铬渣20-30份

[0006] 铝型材废渣15-20份

[0007] 矿渣粉40-60份

[0008] 硅藻土2-5份

[0009] 硅灰1-3份

[0010] 还原剂0.1-0.5份

[0011] 碱性激发剂3-8份

[0012] 络合剂0.05-0.1份

[0013] 蔗糖0.01-0.1份

[0014] 减水剂0.5-2份

[0015] 所述铝型材废渣是铝型材在表面脱脂、酸洗、碱洗、阳极氧化、封孔、着色等表面加工处理过程中产生的废液，经污水处理、沉淀、压滤等工艺所得到的固体废弃物，主要成分为氧化铝。

[0016] 所述矿渣粉是符合GB/T 18406-2008《用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣粉》中S95级别的粒化高炉矿渣粉。

[0017] 所述硅藻土的SiO2含量≥80％，比表面积≥40m2/g。

[0018] 所述硅灰中细度小于1μm的颗粒≥80％。

[0019] 所述还原剂由焦磷酸亚锡、焦亚硫酸钠、次磷酸钠、二羟基丙酮、硼氢化锌中的两种或两种以上组成。

[0020] 优选的，所述还原剂由焦磷酸亚锡和二羟基丙酮按照重量比3-8:1组成。

[0021] 所述碱性激发剂由水玻璃、三异丙醇胺和乙醇钠按照重量比80-100:5-10:1组成。

[0022] 优选的，所述水玻璃模数为1.5-1.8。

[0023] 所述络合剂为亚氨基二乙酸或乙二胺四乙酸二钠。

[0024] 所述减水剂为粉体聚羧酸减水剂。

[0025] 本发明中，硅藻土的壁壳上有大量、多级、有序排列的微孔，使其具有较大的比表面积和孔体积，对重金属就具有一定的吸附能力，且硅藻土中含有非晶的SiO2，能在碱溶液中与碱矿渣反应生成更多的凝胶物质，提高固化体致密度；乙醇钠有较强的碱性，有助于帮助矿渣、铬渣中的玻璃体解聚，同时还有一定的还原作用，可将铬渣中的六价铬还原为三价铬；亚氨基二乙酸可以和多种金属螯合，促进体系的水化反应；乙二胺四乙酸二钠可与多数金属形成稳定的螯合物，减少金属溶出；蔗糖不但对体系中的六价铬有还原作用，还能延长胶凝材料的凝结时间；铝型材废渣和水玻璃通过地聚合反应形成沸石相，固化六价铬离子；硅灰能够提高致密性，硬化浆体的空隙率低，且孔径尺寸较小，有利于降低水溶性六价铬离子的扩散浸出率；本体系生成的水化硅酸钙和沸石类矿物对金属离子具有较强的吸附能力，有利于铬离子的吸附和固溶。

[0026] 本发明的有益效果为：通过将铬渣中的六价铬还原成三价铬然后进行固化，解毒六价铬作用明显，固化量大，浸出毒性低。可实现对铬渣的无害化、资源化处理，在解毒铬渣的同时还利用了大量的铝型材废渣，实现变废为宝。

具体实施方式

[0027] 以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

[0028] 实施例1

[0029] 一种胶凝材料，由以下重量分数的原料组成：铬渣20份、铝型材废渣20份、矿渣粉40份、硅藻土5份、硅灰1份、还原剂0.5份、碱性激发剂3份、络合剂0.1份、蔗糖0.01份、减水剂2份。

[0030] 所述还原剂由焦磷酸亚锡、焦亚硫酸钠和次磷酸钠组成。

[0031] 所述碱性激发剂由模数为1.5的水玻璃、三异丙醇胺和乙醇钠按照重量比80:10:1组成。

[0032] 所述络合剂为亚氨基二乙酸。

[0033] 所述减水剂为粉体聚羧酸减水剂。

[0034] 实施例2

[0035] 一种胶凝材料，由以下重量分数的原料组成：铬渣30份、铝型材废渣15份、矿渣粉60份、硅藻土2份、硅灰3份、还原剂0.1份、碱性激发剂8份、络合剂0.05份、蔗糖0.1份、减水剂0.5份。

[0036] 所述还原剂由焦亚硫酸钠和硼氢化锌按重量比3:1组成。

[0037] 所述碱性激发剂由模数为1.8的水玻璃、三异丙醇胺和乙醇钠按照重量比100:5:1组成。

[0038] 所述络合剂为乙二胺四乙酸二钠。

[0039] 所述减水剂为粉体聚羧酸减水剂。

[0040] 实施例3

[0041] 一种胶凝材料，由以下重量分数的原料组成：铬渣27份、铝型材废渣16份、矿渣粉53份、硅藻土3份、硅灰2份、还原剂0.4份、碱性激发剂6份、络合剂0.08份、蔗糖0.06份、减水剂1.2份。

[0042] 所述还原剂由焦磷酸亚锡和二羟基丙酮按照重量比6:1组成。

[0043] 所述碱性激发剂由模数为1.6的水玻璃、三异丙醇胺和乙醇钠按照重量比100:8:1组成。

[0044] 所述络合剂为乙二胺四乙酸二钠。

[0045] 所述减水剂为粉体聚羧酸减水剂。

[0046] 实施例4

[0047] 一种胶凝材料，由以下重量分数的原料组成铬渣22份、铝型材废渣17份、矿渣粉48份、硅藻土3.8份、硅灰1.9份、还原剂0.25份、碱性激发剂5.5份、络合剂0.07份、蔗糖0.02份、减水剂1.8份。

[0048] 所述还原剂由焦磷酸亚锡和二羟基丙酮按照重量比8:1组成。

[0049] 所述碱性激发剂由模数为1.7的水玻璃、三异丙醇胺和乙醇钠按照重量比90:6:1组成。

[0050] 所述络合剂为亚氨基二乙酸。

[0051] 所述减水剂为粉体聚羧酸减水剂。

[0052] 实施例5

[0053] 一种胶凝材料，由以下重量分数的原料组成：铬渣28份、铝型材废渣18份、矿渣粉50份、硅藻土4份、硅灰2.5份、还原剂0.3份、碱性激发剂4份、络合剂0.08份、蔗糖0.09份、减水剂1.4份。

[0054] 所述还原剂由焦磷酸亚锡和二羟基丙酮按照重量比3:1组成。

[0055] 对比例1

[0056] 一种胶凝材料，由以下重量分数的原料组成：铬渣27份、铝型材废渣16份、矿渣粉53份、硅藻土3份、硅灰2份、还原剂0.4份、碱性激发剂6份、络合剂0.08份、蔗糖0.06份、减水剂1.2份。

[0057] 所述还原剂由焦磷酸亚锡和二羟基丙酮按照重量比6:1组成。

[0058] 所述碱性激发剂为模数为1.6的水玻璃。

[0059] 所述络合剂为乙二胺四乙酸二钠。

[0060] 所述减水剂为粉体聚羧酸减水剂。

[0061] 对比例2

[0062] 一种胶凝材料，由以下重量分数的原料组成：铬渣27份、铝型材废渣16份、矿渣粉53份、硅藻土3份、硅灰2份、还原剂0.4份、碱性激发剂6份、蔗糖0.06份、减水剂1.2份。

[0063] 所述还原剂由焦磷酸亚锡和二羟基丙酮按照重量比6:1组成。

[0064] 所述碱性激发剂由模数为1.6的水玻璃、三异丙醇胺和乙醇钠按照重量比100:8:1组成。

[0065] 所述减水剂为粉体聚羧酸减水剂。

[0066] 对比例3

[0067] 一种胶凝材料，由以下重量分数的原料组成：铬渣27份、铝型材废渣16份、矿渣粉53份、硅灰2份、还原剂0.4份、碱性激发剂6份、络合剂0.08份、蔗糖0.06份、减水剂1.2份。

[0068] 所述还原剂由焦磷酸亚锡和二羟基丙酮按照重量比6:1组成。

[0069] 所述碱性激发剂由模数为1.6的水玻璃、三异丙醇胺和乙醇钠按照重量比100:8:1组成。

[0070] 所述络合剂为乙二胺四乙酸二钠。

[0071] 所述减水剂为粉体聚羧酸减水剂。

[0072] 对比例4

[0073] 一种胶凝材料，由以下重量分数的原料组成：铬渣27份、铝型材废渣16份、矿渣粉53份、硅藻土3份、硅灰2份、碱性激发剂6份、络合剂0.08份、蔗糖0.06份、减水剂1.2份。

[0074] 所述碱性激发剂由模数为1.6的水玻璃、三异丙醇胺和乙醇钠按照重量比100:8:1组成。

[0075] 所述络合剂为乙二胺四乙酸二钠。

[0076] 所述减水剂为粉体聚羧酸减水剂。

[0077] 性能测试

[0078] 将实施例1-5及对比例1-3得到的胶凝材料按照水灰比0.3与水混合后在水泥净浆搅拌机中搅拌均匀，装入20mm×20mm×20mm钢模成型，置于常温室内24h后拆模，然后放入温度(20±2)℃、湿度≥90％的养护室内养护至规定龄期，对所得胶凝材料进行抗压强度试验，按照HJ/T299-2007《固体废物-浸出毒性浸出方法-硫酸硝酸法》分别对试件块进行浸出毒性测定，六价铬浸出浓度按照GB5085.3-2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》进行测定，结果见下表1。

[0079] 表1性能测试结果

[0080]

[0081]

[0082] 应当说明的是，上述实施例仅为本发明的优选实施方式，并不用于限定本发明，依照实施例所记载的技术方案进行的修改，以及对其中部分技术特征进行等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。