固化鉻和鎳的地聚合物配合比優(yōu)化、機(jī)理及長(zhǎng)期穩(wěn)定性研究.pdf

1、本文利用粉煤灰、礦粉替代地聚合物常用的偏高嶺土，采用堿性激發(fā)復(fù)合新技術(shù)，提出了適用于固化鉻和鎳的粉煤灰基地聚合物配合比；測(cè)試了堿性激發(fā)劑溶液中地聚合物原材料單獨(dú)和復(fù)合對(duì)重金屬鉻和/或鎳離子的吸附性能；在此基礎(chǔ)上，提出將礦粉以粉煤灰基地聚合物外加劑的形式摻入，以配制粉煤灰基地聚合物，并研究了其固化重金屬鉻和鎳離子效果及機(jī)理；此外，對(duì)粉煤灰基地聚合物固化重金屬鉻的長(zhǎng)期穩(wěn)定性進(jìn)行了探索性的研究.研究結(jié)果如下：原材料單獨(dú)和多元復(fù)合吸附堿性激發(fā)劑

2、中Ni2+和或Cr6+的效率及機(jī)理在堿性激發(fā)劑溶液中，偏高嶺土、粉煤灰、礦粉等原材料單獨(dú)吸附Ni2+的效率幾乎可達(dá)到100％，對(duì)Cr6+的吸附卻有很大差異：其中礦粉吸附Cr6+的效率最高，可達(dá)60％，偏高嶺土對(duì)Cr6+的吸附效率最低，僅為10％。原材料的二元和三元復(fù)合體系中，礦粉吸附Cr6+的能力仍然占主導(dǎo)地位。 當(dāng)Ni2+和Cr6+同時(shí)存在于堿性溶液中時(shí)，礦粉、粉煤灰吸附Ni2+的效率不受Cr6+存在的影響；而對(duì)Cr6+的吸附

3、效率卻隨原材料的不同而變化，在有Ni2+和Cr6+共同存在的條件下，礦粉吸附Cr6+的能力可達(dá)100％，粉煤灰吸附Cr6+的效率達(dá)到了28％，吸附效率比吸附單獨(dú)的cr6+提高了近10％，偏高嶺土吸附Cr6+的效率并沒(méi)有受Ni2+存在的影響. 傅立葉紅外光譜分析結(jié)果表明，Cr3+或Cr6+的摻入并不影響粉煤灰基地聚合物的整體聚合趨勢(shì)；但是，卻使粉煤灰基地聚合物中Si-O-Si在不同時(shí)間下的波數(shù)發(fā)生了改變；結(jié)果證明Cr3+比Cr6+

4、更容易融入到粉煤灰基地聚合物結(jié)構(gòu)的形成之中.而Cr3+或Cr6+對(duì)Al-O-Si的波數(shù)不隨鉻離子價(jià)態(tài)的變化而有所差異，Cr3+或Cr6+的摻入并沒(méi)有影響Al-O-Si的結(jié)構(gòu)。 固化重金屬用地聚合物的配制及固化機(jī)理研究了礦粉作為粉煤灰基地聚合物外加劑使用的可行性。礦粉的摻量為4％?？箟簭?qiáng)度測(cè)試結(jié)果表明，與不摻礦粉的粉煤灰基地聚合物相比，4％礦粉摻入后粉煤灰基地聚合物在30℃下養(yǎng)護(hù)14天的抗壓強(qiáng)度可提高18MPa以上，達(dá)到50MPa

5、；微觀分析結(jié)果表明，礦粉的摻入可以產(chǎn)生更多的無(wú)定形產(chǎn)物，增加凝膠產(chǎn)物的數(shù)量，并且能細(xì)化其孔隙，減少孔隙率，從而使得粉煤灰基地聚合物的強(qiáng)度得以提高。 粉煤灰基地聚合物固化人工合成Ni2+和Cr3+污泥的研究結(jié)果表明，摻入Cr3+污泥后，粉煤灰基地聚合物中Si和Al元素的浸出量較不摻污泥時(shí)減少了，且浸出硅元素減少的幅度比浸出鋁元素降低的幅度要大；微觀測(cè)試結(jié)果揭示Cr3+參與了粉煤灰基地聚合物中硅酸結(jié)構(gòu)的聚合，粉煤灰地聚合物固封Cr3