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  • 文章内容

碱矿渣水泥固结铬渣废弃物效果初探

作者:朱效宏,郑雨佳,周 欢,杨长辉

通过等量取代碱矿渣水泥中矿渣组分与普通硅酸盐水泥中的水泥对比试验研究,探讨了采用碱矿渣水泥固结铬渣废弃物的技术优势。试验表明,当取代量为30%时,碱矿渣水泥28d固结铬渣后的Cr6+表面浸出率为0,普通硅酸盐水泥28d固结铬渣后的Cr6+表面浸出率为3.00×10-5g/cm2·d,说明碱矿渣水泥水化28d后对铬渣的固结效率远大于普通硅酸盐水泥固结效率,且用碱矿渣水泥固结铬渣废弃物的临界取代掺量可达50%。

0   前言
    铬渣是在铬盐生产过程中排放的工业废渣。铬渣中含有一定量的Cr6+ [1],Cr6+是一种有毒性,高溶解度以及强致癌性的离子[2],其毒性远大于相对稳定的Cr3+,是铬渣中的主要毒性来源[3]。铬渣中的Cr6+随雨水及地下水浸出扩散对生态系统的影响不容忽视[3-4]。近年来,由于铬渣的不及时处理导致的铬污染事件屡见不鲜[5]。因此,针对铬渣污染,社会各界都在努力寻求有效地解决方法,也有很多关于铬渣处理的方法报道[6-7]。国内外大量研究表明[8],用水泥基材料固化重金属离子较其它方法有明显的优势,其水化产物水化硅酸钙凝胶(C-S-H)具有网笼状结构,可以包裹Cr6+,因此,可以有效地固结Cr6+。相比于普通硅酸盐水泥,以高炉矿渣为主要原料的碱矿渣水泥在碱激发剂的作用下可以产生C/S更低、表面能更高的水化硅酸钙凝胶(C-S-H)[9-10],因此,对金属离子的吸附力更强。另外,在碱矿渣水泥中存在的水化产物——沸石类矿物[11],具有丰富的空腔结构,类似天然沸石结构,对金属亦有很强的化学吸附能力。由此可以推断,碱矿渣水泥系统对Cr6+有更强固结效应。
    本文以碱矿渣水泥作为胶凝材料,采用铬渣等量替代的方法,研究了碱矿渣水泥固化铬渣的效果。以试块的抗压强度、破碎浸出量以及表面浸出量为表征,探讨了碱矿渣水泥基材料固化铬渣的效果以及对固化体浸出毒性进行安全性评估。另外,试验中采用了普通硅酸盐水泥固化铬渣,对比了与碱矿渣水泥固化体的固化效果。

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