本發(fā)明涉及一種以礦渣為主要原料的淤泥快速固化劑及其使用方法。

背景技術(shù)：

隨著“水十條”的頒布，我國河道治理事業(yè)蓬勃發(fā)展。近年來，全國各地的黑臭水體綜合整治項目大量上馬，而與之伴生的疏浚淤泥的處置越也來越受到人們的關(guān)注。河道淤泥中一般含有重金屬、營養(yǎng)元素、難降解有機物等污染物。它的最佳處置方式是通過技術(shù)手段將所含重金屬等污染物質(zhì)進行固定，再將其作為再生土工材料用于工程建設(shè)中(如作為良質(zhì)填土材料回填到礦坑、作為填料置于河底和堤岸)。

由于疏浚底泥土力學(xué)性質(zhì)太差，且富含重金屬等污染物質(zhì)，必須對其進行有效的處理后才能實現(xiàn)對淤泥中污染物的固定，降低重金屬的溶出，并增強產(chǎn)品的力學(xué)性能。國內(nèi)應(yīng)用比較廣泛的疏浚底泥處理方式主要有脫水(晾曬和機械脫水)、燒結(jié)和固化三種。

采用晾曬的方法處理淤泥，雖然施工簡單、處理成本低，但晾曬需占用大面積場地，而且易受天氣影響。而機械脫水設(shè)備價格較高、處理效率低，難以滿足大型疏浚工程的要求；采用燒結(jié)的方法處置淤泥能產(chǎn)生較高附加值的產(chǎn)品，但其對淤泥性質(zhì)有一定的要求，而且處理費用高、處理淤泥量有限，對處理含沙量過高的疏浚淤泥不適用，對處理量大的項目也不合適。

淤泥固化技術(shù)的優(yōu)點在于：①適用于大規(guī)模的疏浚淤泥處理；②施工簡便靈活，可以縮短施工工期；③可以根據(jù)固化疏浚淤泥的用途設(shè)計配方，一次處理使其滿足工程對強度、變形和滲透性的要求；④固化反應(yīng)后有效地降低產(chǎn)品中污染物質(zhì)的活性；⑤若采用工業(yè)廢料尾礦、礦渣、廢石膏等作為輔助固化材料，則可進一步降低工程造價，同時也消納了工業(yè)廢料，能夠產(chǎn)生較好的環(huán)境效益。

在公開號為CN105271630A的發(fā)明專利中，以工業(yè)廢渣、水泥熟料、石灰石和助磨劑等為原料生產(chǎn)了一種疏浚淤泥的改性材料。該方法需要先將物料在200-400℃下烘干20-40分鐘，能耗較大。

在公開號為CN101863609A的發(fā)明專利中，以礦渣復(fù)合粉和鋼渣為主要原料生產(chǎn)了一種環(huán)保型淤泥改性劑。該改性劑處理淤泥的養(yǎng)護時間接近一個月，過于漫長。

在授權(quán)號為CN102060480B的發(fā)明專利中，以水泥、火山灰質(zhì)材料、堿類激發(fā)劑和鹽類激發(fā)劑等為原料生產(chǎn)了一種疏浚淤泥的固化劑。該固化劑分為粉劑和液劑，運輸和使用過于繁復(fù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)成本低、養(yǎng)護期短的以礦渣為主要原料的淤泥快速固化劑。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明以礦渣為主要原料的淤泥快速固化劑，包括礦渣30-50重量份、粉煤灰10-20重量份、水泥10-20重量份、堿類激發(fā)劑10-15重量份、減水劑5-10重量份和石膏0-10重量份。

進一步地，所述礦渣為高爐礦渣和/或轉(zhuǎn)爐礦渣。

進一步地，將所述粉煤灰進行研磨，控制粉煤灰的粒徑為40目～80目。

進一步地，所述堿類激發(fā)劑包括氫氧化鈉、硫酸鈉和碳酸鈉中的一種或者兩種及兩種以上的混合物。

進一步地，所述減水劑包括聚丙烯酰胺和/或木質(zhì)素磺酸鈣。

進一步地，所述礦渣包括高爐礦渣20～30重量份和轉(zhuǎn)爐礦渣10～20重量份。

本發(fā)明以礦渣為主要原料的快速固化劑以工業(yè)廢渣為主要原料，能夠?qū)⒐I(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的固體廢棄物進行充分的資源化再利用，降低了自身生產(chǎn)成本的同時，提高了工藝的環(huán)境友好性。經(jīng)過該固化劑處理后的淤泥，其脫水性能和工程性質(zhì)明顯改善，基本滿足江河堤壩填筑材料、工程回填用土、園林用土、山體修復(fù)用土和填埋場覆蓋土等多種場合的要求，并無顯著的污染物浸出現(xiàn)象。

針對上述問題，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)成本低、養(yǎng)護期短的以礦渣為主要原料的淤泥快速固化方法：向淤泥中加入上述任意一項所述的固化劑并對加入固化劑的淤泥進行養(yǎng)護.

進一步地，所述淤泥的含水率在70％～80％，控制固化劑與淤泥的重量比為1：10。

進一步地，所述加入固化劑的步驟中還包括攪拌過程，控制固化劑在淤泥中均勻分布。

進一步地，所述養(yǎng)護步驟中的養(yǎng)護時間為7天～9天。

本發(fā)明以礦渣為主要原料的快速固化方法以工業(yè)廢渣為主要原料，能夠?qū)⒐I(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的固體廢棄物進行充分的資源化再利用，降低了自身生產(chǎn)成本的同時，提高了工藝的環(huán)境友好性。經(jīng)過該固化劑處理后的淤泥，其脫水性能和工程性質(zhì)明顯改善，基本滿足江河堤壩填筑材料、工程回填用土、園林用土、山體修復(fù)用土和填埋場覆蓋土等多種場合的要求，并無顯著的污染物浸出現(xiàn)象。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的描述。

實施例1

本實施例提供一種以礦渣為主要原料的疏浚淤泥快速固化劑，組成如下：礦渣50重量份，粉煤灰20重量份，水泥10重量份，激發(fā)劑10重量份，減水劑10重量份。其中礦渣為30重量份高爐礦渣和20重量份轉(zhuǎn)爐鋼渣的混合物，水泥為普通硅酸鹽水泥，激發(fā)劑為氫氧化鈉，減水劑為聚丙烯酰胺。其中粉煤灰的粒徑為40目，

以本配比調(diào)制疏浚淤泥快速固化劑，并添加于含水率為70-80％的淤泥中。固化劑添加量為每噸淤泥添加100kg固化劑，攪拌混勻。在養(yǎng)護期第3、5、7、9天考察固化產(chǎn)品的無側(cè)限抗壓強度，分別為1.34Mpa、1.89Mpa、2.63MPa、2.75Mpa。剪切力為11KN、18KN、28KN、30KN。

本實施例以礦渣為主要原料的快速固化方法以工業(yè)廢渣為主要原料，能夠?qū)⒐I(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的固體廢棄物進行充分的資源化再利用，降低了自身生產(chǎn)成本的同時，提高了工藝的環(huán)境友好性。經(jīng)過該固化劑處理后的淤泥，其脫水性能和工程性質(zhì)明顯改善，基本滿足江河堤壩填筑材料、工程回填用土、園林用土、山體修復(fù)用土和填埋場覆蓋土等多種場合的要求，并無顯著的污染物浸出現(xiàn)象。

實施例2

本實施例提供一種以礦渣為主要材料的疏浚淤泥快速固化劑，組成如下：礦渣40重量份，粉煤灰20重量份，水泥15重量份，激發(fā)劑12.5重量份，減水劑12.5重量份。其中礦渣為20重量份高爐礦渣和20重量份轉(zhuǎn)爐鋼渣的混合物，水泥為普通硅酸鹽水泥，激發(fā)劑為碳酸鈉，減水劑為聚丙烯酰胺。

以本配比調(diào)制疏浚淤泥快速固化劑，并添加于含水率為70-80％的淤泥中。固化劑添加量為每噸淤泥添加100kg固化劑，攪拌混勻。在養(yǎng)護期第3、5、7、9天考察固化產(chǎn)品的無側(cè)限抗壓強度，分別為1.44Mpa、2.05Mpa、2.53MPa、2.65Mpa。剪切力為15KN、20KN、26KN、31KN。

實施例3

本實施例提供一種以礦渣為主要材料的疏浚淤泥快速固化劑，組成如下：礦渣30重量份，粉煤灰20重量份，水泥20重量份，石膏10重量份，激發(fā)劑10重量份，減水劑10重量份。其中礦渣為20重量份高爐礦渣和10重量份轉(zhuǎn)爐鋼渣的混合物，水泥為普通硅酸鹽水泥，激發(fā)劑為硫酸鈉，減水劑為木質(zhì)素磺酸鈣。

以本配比調(diào)制疏浚淤泥快速固化劑，并添加于含水率為70-80％的淤泥中。固化劑添加量為每噸淤泥添加100kg固化劑，攪拌混勻。養(yǎng)護期第3、5、7、9天考察固化產(chǎn)品的無側(cè)限抗壓強度，分別為1.34Mpa、1.79Mpa、2.48MPa、2.75Mpa。剪切力為12KN、17KN、25KN、34KN。

實施例4

本實施例提供一種以礦渣為主要材料的疏浚淤泥快速固化劑，組成如下：礦渣30重量份，粉煤灰20重量份，水泥20重量份，石膏10重量份，激發(fā)劑10重量份，減水劑10重量份。其中礦渣高爐礦渣水泥為普通硅酸鹽水泥，激發(fā)劑為硫酸鈉，減水劑為木質(zhì)素磺酸鈣。

實施例5

本實施例提供一種以礦渣為主要材料的疏浚淤泥快速固化劑，組成如下：礦渣30重量份，粉煤灰20重量份，水泥20重量份，石膏10重量份，激發(fā)劑10重量份，減水劑10重量份。其中礦渣轉(zhuǎn)爐礦渣水泥為普通硅酸鹽水泥，激發(fā)劑為硫酸鈉，減水劑為木質(zhì)素磺酸鈣。

實施例6

本實施提供一種以礦渣為主要原料的淤泥快速固化方法：包括淤泥挖取、淤泥脫水、加入固化劑、養(yǎng)護；其中，所述淤泥脫水步驟中控制淤泥的含水率在70％～80％；所述加入固化劑的步驟中加入上述任意一實施例中的固化劑，控制固化劑與淤泥的重量比為1：10。

所述加入固化劑的步驟中還包括攪拌過程，控制固化劑在淤泥中均勻分布。

所述養(yǎng)護步驟中的養(yǎng)護時間為7天～9天。

本實施例以礦渣為主要原料的快速固化方法以工業(yè)廢渣為主要原料，能夠?qū)⒐I(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的固體廢棄物進行充分的資源化再利用，降低了自身生產(chǎn)成本的同時，提高了工藝的環(huán)境友好性。經(jīng)過該固化劑處理后的淤泥，其脫水性能和工程性質(zhì)明顯改善，基本滿足江河堤壩填筑材料、工程回填用土、園林用土、山體修復(fù)用土和填埋場覆蓋土等多種場合的要求，并無顯著的污染物浸出現(xiàn)象。

以上，僅為本發(fā)明的較佳實施例，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護范圍為準(zhǔn)。