堿激發(fā)膠凝材料固化-穩(wěn)定化鉻污染土壤研究.pdf

1、鉻及其化合物廣泛應(yīng)用于皮革、印染、不銹鋼等工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，產(chǎn)生了大量的鉻污染土壤。鉻污染土壤對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了很大的危害，如何對(duì)它實(shí)現(xiàn)無(wú)害化處置和資源化利用是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
　　 本文通過(guò)Cr(Ⅵ)和總鉻浸出試驗(yàn)和無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，研究了堿-礦渣激發(fā)材料和堿-粉煤灰激發(fā)材料對(duì)鉻污染土壤的固化/穩(wěn)定化作用。并使用XRD、XPS、SEM等手段對(duì)固化/穩(wěn)定化機(jī)制進(jìn)行了分析和探討。研究結(jié)果表明：
　　 1.對(duì)于堿-礦渣體

2、系，增加礦渣摻量，適當(dāng)提高堿的濃度，對(duì)提高土壤固化強(qiáng)度和降低Cr(Ⅵ)與總鉻濃度有利。適當(dāng)提高液固比，雖然對(duì)固化體強(qiáng)度不利，但是可以降低Cr(Ⅵ)浸出濃度。KOH與硅酸鈉水玻璃的激發(fā)劑組合可以得到較高的固化體強(qiáng)度。適當(dāng)組成的堿.礦渣材料對(duì)鉻污染土壤具有良好的固化/穩(wěn)定化效果，例如當(dāng)土壤中摻入30％的礦渣，KOH和硅酸鈉用量分別為8mol/L和0.6g/ml，液固比為0.2(L/kg)時(shí)，得到固化體強(qiáng)度為22MPa，Cr(Ⅵ)和總鉻濃度分

3、別達(dá)到0.05mg/L和0.1mg/L。
　　 2.對(duì)于堿-粉煤灰激體系，其固化/穩(wěn)定化作用不及堿-礦渣體系，尤其是Cr(Ⅵ)浸出濃度明顯要高。但是養(yǎng)護(hù)溫度提高后，其土壤固化體也能獲得較高的強(qiáng)度和較低的浸出濃度。而FeCl2摻入后，能顯著降低Cr(Ⅵ)浸出濃度。適當(dāng)組成的堿-粉煤灰-FeCl2激發(fā)材料對(duì)鉻污染土壤也具有良好的固化/穩(wěn)定化作用，例如土壤中摻入30％的粉煤灰，養(yǎng)護(hù)溫度為60℃，F(xiàn)eCl2用量為0.02 mol時(shí)，得到

4、固化體強(qiáng)度為15.8MPa，Cr(Ⅵ)和總鉻濃度分別達(dá)到0.1mg/L和0.2 mg/L。
　　 3.堿-礦渣和堿-粉煤灰-FeCl2對(duì)鉻污染土壤的固化/穩(wěn)定化作用機(jī)制主要體現(xiàn)在以下兩方面：水化產(chǎn)物對(duì)土壤顆粒的包裹，對(duì)滲出通道的阻隔，以及對(duì)鉻離子的吸附，從而限制了鉻離子的浸出；還原性物質(zhì)將Cr(Ⅵ)還原成為移動(dòng)性差的Cr(Ⅲ)后，更容易被包裹固定在膠凝體系中。堿-礦渣體系中膠凝性來(lái)源于礦渣潛在活性被激發(fā)后，C-S-H凝膠等水化產(chǎn)