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)的各個領(lǐng)域，產(chǎn)生了大量的鉻污染土壤。鉻污染土壤對生態(tài)環(huán)境造成了很大的危害，如何對它實現(xiàn)無害化處置和資源化利用是該領(lǐng)域的研究熱點。
　　 本文通過Cr(Ⅵ)和總鉻浸出試驗和無側(cè)限抗壓強度試驗，研究了堿-礦渣激發(fā)材料和堿-粉煤灰激發(fā)材料對鉻污染土壤的固化/穩(wěn)定化作用。并使用XRD、XPS、SEM等手段對固化/穩(wěn)定化機制進行了分析和探討。研究結(jié)果表明：
　　 1.對于堿-礦渣體

2、系，增加礦渣摻量，適當提高堿的濃度，對提高土壤固化強度和降低Cr(Ⅵ)與總鉻濃度有利。適當提高液固比，雖然對固化體強度不利，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度。適當組成的堿.礦渣材料對鉻污染土壤具有良好的固化/穩(wěn)定化效果，例如當土壤中摻入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，得到固化體強度為22MPa，Cr(Ⅵ)和總鉻濃度分

3、別達到0.05mg/L和0.1mg/L。
　　 2.對于堿-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)護溫度提高后，其土壤固化體也能獲得較高的強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。適當組成的堿-粉煤灰-FeCl2激發(fā)材料對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)護溫度為60℃，F(xiàn)eCl2用量為0.02 mol時，得到

4、固化體強度為15.8MPa，Cr(Ⅵ)和總鉻濃度分別達到0.1mg/L和0.2 mg/L。
　　 3.堿-礦渣和堿-粉煤灰-FeCl2對鉻污染土壤的固化/穩(wěn)定化作用機制主要體現(xiàn)在以下兩方面：水化產(chǎn)物對土壤顆粒的包裹，對滲出通道的阻隔，以及對鉻離子的吸附，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源于礦渣潛在活性被激發(fā)后，C-S-H凝膠等水化產(chǎn)