一种固化剂及其制备方法和应用、固化淤泥的方法与流程

本发明涉及淤泥处理领域，尤其涉及一种固化剂及其制备方法和应用、固化淤泥的方法。

背景技术：

1、随着社会经济的快速发展，沿海内陆河流及城市水道的清淤工作越来越频繁，淤泥地无害化处理或资源化利用成为当前一项重要的研究课题。淤泥具有含水量高、强度低等特点，淤泥固化是一种新型实用的复合型材料固化技术，可与淤泥反应生成水化产物和胶凝物质，对淤泥产生固化效果，提高其力学性能和耐久性。

2、目前固化剂大多采用粉煤灰、p.o 42.5普通硅酸盐水泥、工业废渣等无机材料，虽然见效快，固化效果好，但固化后的淤泥碱性偏高，不利于生态植被的修复。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种固化剂及其制备方法和应用、固化淤泥的方法，使用本发明固化剂固化后的淤泥强度高、碱性低利于植被的修复。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

3、本发明提供了一种固化剂，包括以下组分：

4、水泥、活性硅粉、矿渣粉、生物质灰渣、膨胀剂、抗分散剂和缓冲剂；

5、所述水泥与活性硅粉的质量比为2～9:1；

6、所述活性硅粉与矿渣粉的质量比为1:1～7；

7、所述生物质灰渣和抗分散剂的质量比为0.8～5:1；

8、所述生物质灰渣和膨胀剂的质量比为0.75～5:1；

9、所述水泥、活性硅粉和矿渣粉的总质量与缓冲剂质量之比为1～6:1；

10、所述生物质灰渣、膨胀剂和抗分散剂的总质量与缓冲剂质量之比为0.5～5:1。

11、优选的，所述矿渣粉为s95及以上等级高炉矿渣粉中的一种或多种。

12、优选的，所述活性硅粉的比表面积≥23000m2/kg，28d的活性指数≥130％，sio2的质量含量≥90％。

13、优选的，以质量分数计，所述生物质灰渣包括sio230～50％、cao15～25％、al2o39～16％及k2o 3～6％。

14、优选的，所述膨胀剂包括聚乙烯醇膨胀微珠和/或环氧树脂膨胀微珠。

15、优选的，所述抗分散剂包括聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、胶体硅酸铝和聚苯乙烯微珠中的一种或多种。

16、优选的，所述缓冲剂包括氨基酸缓冲剂和/或硅酸盐类缓冲剂。

17、本发明还提供了上述技术方案所述固化剂的制备方法，将水泥、活性硅粉、矿渣粉、生物质灰渣、膨胀剂、抗分散剂和缓冲剂混合，得到所述固化剂。

18、本发明还提供了上述技术方案所述固化剂或上述技术方案所述制备方法制备的固化剂在固化淤泥中的应用。

19、本发明还提供了一种固化淤泥的方法，包括以下步骤：

20、将上述技术方案所述固化剂或上述技术方案所述制备方法制备的固化剂、水、减水剂和淤泥混合后进行固化。

21、本发明提供了一种固化剂，包括以下组分：水泥、活性硅粉、矿渣粉、生物质灰渣、膨胀剂、抗分散剂和缓冲剂；所述水泥与活性硅粉的质量比为2～9:1；所述活性硅粉与矿渣粉的质量比为1:1～7；所述生物质灰渣和抗分散剂的质量比为0.8～5:1；所述生物质灰渣和膨胀剂的质量比为0.75～5:1；所述水泥、活性硅粉和矿渣粉的总质量与缓冲剂质量之比为1～6:1；所述生物质灰渣、膨胀剂和抗分散剂的总质量与缓冲剂质量之比为0.5～5:1。生物质灰渣呈碱性，具有疏松多孔的结构，且含有丰富的矿质营养元素，尤其是钾、磷、钙、镁、硅元素，是制作酸性土壤改良剂的优质原料之一，且重金属含量符合国家规定标准，不仅能够改善土壤理化性质，还能够促进作物的生长，减少病害的发生，创造良好的土壤环境；且生物质灰渣本身含有一定的火山灰特性，能与水泥-矿渣粉-活性硅粉三元复合材料共同激发水化反应，加快固化速率；同时生物质灰渣也兼具激发剂的作用，其富含的钾、钙、镁等元素能够激发淤泥中次生矿物的活性，促进、稳定水化反应进程，从而在淤泥中形成硅酸盐类高强度架构；另外，本发明为解决现有淤泥固化剂碱性高，后续难以大规模资源化利用的难题，创新性地利用缓冲剂调理生物质灰渣复掺水泥-矿渣粉-活性硅粉三元复合固化胶凝材料，并调整缓冲剂的用量使淤泥固化后的ph值基本能保持在7～9之间，特别是酸性土壤，缓冲剂可以与生物质灰渣中的无机盐离子发生化学反应，形成稳定的络合物或者盐类，降低其活性，提高生物质灰渣的稳定性，还可减少生物质灰渣中的有害物质的释放，降低对环境和人体的潜在危害；缓冲剂改性后的生物质灰渣可降低土壤交换性酸含量，提升酸性土壤ph值，ph值稳定在6～8之间。

技术特征：

1.一种固化剂，其特征在于，包括以下组分：

2.根据权利要求1所述的固化剂，其特征在于，所述矿渣粉为s95及以上等级高炉矿渣粉中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的固化剂，其特征在于，所述活性硅粉的比表面积≥23000m2/kg，28d的活性指数≥130％，sio2的质量含量≥90％。

4.根据权利要求1所述的固化剂，其特征在于，以质量分数计，所述生物质灰渣包括sio230～50％、cao 15～25％、al2o39～16％及k2o 3～6％。

5.根据权利要求1所述的固化剂，其特征在于，所述膨胀剂包括聚乙烯醇膨胀微珠和/或环氧树脂膨胀微珠。

6.根据权利要求1所述的固化剂，其特征在于，所述抗分散剂包括聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、胶体硅酸铝和聚苯乙烯微珠中的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的固化剂，其特征在于，所述缓冲剂包括氨基酸缓冲剂和/或硅酸盐类缓冲剂。

8.权利要求1～7任一项所述固化剂的制备方法，其特征在于，将水泥、活性硅粉、矿渣粉、生物质灰渣、膨胀剂、抗分散剂和缓冲剂混合，得到所述固化剂。

9.权利要求1～7任一项所述固化剂或权利要求8所述制备方法制备的固化剂在固化淤泥中的应用。

10.一种固化淤泥的方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明提供了一种固化剂及其制备方法和应用、固化淤泥的方法，属于淤泥处理领域。本发明提供了一种固化剂，包括以下组分：水泥、活性硅粉、矿渣粉、生物质灰渣、膨胀剂、抗分散剂和缓冲剂；所述水泥与活性硅粉的质量比为2～9:1；所述活性硅粉与矿渣粉的质量比为1:1～7；所述生物质灰渣和抗分散剂的质量比为0.8～5:1；所述生物质灰渣和膨胀剂的质量比为0.75～5:1；所述水泥、活性硅粉和矿渣粉的总质量与缓冲剂质量之比为1～6:1；所述生物质灰渣、膨胀剂和抗分散剂的总质量与缓冲剂质量之比为0.5～5:1。技术研发人员：都刚,杨旭荣,李灿华,李家茂,王泽星,齐庆,陈娜,齐涛受保护的技术使用者：宣城市安工大工业技术研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18