一种治理污染土壤的复合重金属固化剂及其制备方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201410737402.X	申请日：	20141205
公开号：	CN104479685B	公开日：	20180703
当前法律状态：		有效性：	有效
法律详情：
IPC分类号：	C09K17/10,C04B28/00,C04B18/14	主分类号：	C09K17/10,C04B28/00,C04B18/14
申请人：	上海宝冶钢渣综合开发实业有限公司,中冶宝钢技术服务有限公司
发明人：	朱李俊,程东波,吴永津,杨刚,金强
地址：	200941 上海市宝山区蕴川路5300弄3号
优先权：	CN201410737402A
专利代理机构：	上海光华专利事务所(普通合伙)	代理人：	许亦琳;余明伟
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内容摘要

本发明提供一种治理污染土壤的复合重金属固化剂，所述原料按重量百分比计，包括以下组分：水泥：15‑40wt%，钢渣微粉：50‑70wt%，石膏：4‑10wt%，激发剂：2‑10wt%。本发明还进一步公开了一种治理污染土壤复合重金属固化剂的制备方法及其应用。本发明的一种治理污染土壤的复合重金属固化剂及其制备方法，制备的固化剂的应用效果良好，能够有效降低土壤中复合重金属的含量，同时持续增强固化土壤的后期强度，其力学性能完全能够满足路基建设等建材用途的要求。而且，制备工艺上较为简单，成本低廉，具有重要的实际意义。

权利要求书

1.一种复合重金属固化剂在治理包含铜、镍、铅、镉复合重金属的污染土壤中的应用；所述一种治理污染土壤的复合重金属固化剂，所述原料按重量百分比计，包括以下组分：水泥：15-40wt％，钢渣微粉：50-70wt％，石膏：4-10wt％，激发剂：2-10wt％；所述污染土壤包含的复合重金属为铜、镍、铅、镉；所述钢渣微粉由细度为350-400目、400-450目、450-500目的三种钢渣微粉组成，所述各组分质量百分比为：350-400目钢渣微粉：20-30wt％；400-450目钢渣微粉：40-60wt％；450-500目钢渣微粉：10-40wt％；所述钢渣微粉的性能条件为：比表面积≥360m/kg；45μm筛余量≤2wt％；f-CaO＜10wt％；f-MgO＜13wt％；安定性：雷氏法≤5mm；28天活性≥70wt％；所述水泥选自42.5级普通硅酸盐水泥；所述激发剂选自碳酸钠、水玻璃、氢氧化钾中的任意一种；所述钢渣粉选自电炉滚筒渣、转炉渣、转炉滚筒渣中的任意一种。 2.一种治理污染土壤的复合重金属固化剂，所述原料按重量百分比计，包括以下组分：水泥：15-40wt％，钢渣微粉：50-70wt％，石膏：4-10wt％，激发剂：2-10wt％；所述污染土壤包含的复合重金属为铜、镍、铅、镉；所述钢渣微粉由细度为350-400目、400-450目、450-500目的三种钢渣微粉组成，所述各组分质量百分比为：350-400目钢渣微粉：20-30wt％；400-450目钢渣微粉：40-60wt％；450-500目钢渣微粉：10-40wt％；所述钢渣微粉的性能条件为：比表面积≥360m/kg；45μm筛余量≤2wt％；f-CaO＜10wt％；f-MgO＜13wt％；安定性：雷氏法≤5mm；28天活性≥70wt％；所述水泥选自42.5级普通硅酸盐水泥；所述激发剂选自碳酸钠、水玻璃、氢氧化钾中的任意一种；所述钢渣粉选自电炉滚筒渣、转炉渣、转炉滚筒渣中的任意一种。 3.根据权利要求2所述的一种治理污染土壤的复合重金属固化剂的制备方法，将原料中各组分按重量百分比计量，搅拌混合后，即得复合重金属固化剂。 4.根据权利要求2所述的一种治理污染土壤的复合重金属固化剂的使用方法，包括以下步骤：A)将原料中各组分按重量百分比计量，搅拌混合后，即得复合重金属固化剂；B)将步骤A)所得复合重金属固化剂与水一起加入包含复合重金属的污染土壤中，混合搅拌后自然养护。 5.根据权利要求4所述的一种治理污染土壤的复合重金属固化剂的使用方法，其特征在于，所述复合重金属固化剂与水的加入重量的固液比为：5：2-3；所述自然养护时间≥28天；所述复合重金属固化剂的掺入量为30-35wt％。

说明书

技术领域

本发明属于污染土壤治理技术领域，具体涉及一种治理污染土壤的复合重金属固化剂及其制备方法。

背景技术

在经济高速发展过程中，工业生产和人类活动使大量重金属污染物进入到环境，其中，铜、镍、铅等重金属作为目前工业生产常见的原材料，其生产和加工环节造成了大量的环境污染，而土壤作为污染物的归宿地，最终容纳了大量的种类复杂的重金属污染物。由于重金属污染物具有污染范围广、持续时间长、污染隐蔽性、无法被生物降解等特点，土壤重金属污染目前已成为危害人体身体健康阻碍经济发展的一个绊脚石，对于土壤污染的治理迫在眉睫。

目前主要的重金属污染土壤修复技术有生物修复、化学固定、电动修复法等。由于生物修复周期长、电动修复成本高，因此固定稳定化技术一直作为工业污染土壤，特别是重金属污染土壤治理的主要措施，其中选择经济有效的药剂成为该技术的关键。现在主要应用的固化剂主要有传统的胶凝材料如卜特兰水泥、硅酸盐、石灰、沥青等。

针对目前使用的土壤重金属固化剂存在以下主要问题：一是应用较多的掺合料导致固化体强度较低，难以进行多方面利用，某些材料也存在二次污染问题，如太高比例矿渣作为主要成分的固化剂硬化时间较长，从而导致在实际应用过程中修复周期较长。而且固化体强度也不高，掺合料中粉煤灰也存在携带的重金属问题，固化体只能用于制砖等建材用途，但其中的重金属作为建材使用时存在很大的风险，很难通过建材的验收标准；二是利用较多的矿物资源，在生产过程中易导致环境污染和资源浪费，如海泡石是作为一种纤维状富镁粘土矿，需从海泡石矿床上开采而来，制备过程需要消耗大量资源，产生大量的环境污染问题；三是，开发的重金属固化剂多用于单一重金属的固化，具有较窄的适应性，对复合重金属污染土壤固化剂的研究极度缺乏。因此，有必要深入研究与探讨，寻找新的替代方案。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种治理污染土壤的复合重金属固化剂及其制备方法，用于解决现有复合重金属污染土壤固化剂技术的不足之处，提供一种以大掺量的钢渣微粉为主要原料的复合重金属固化剂，为钢渣微粉用于复合重金属污染土壤治理找到有效利用途径。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种治理污染土壤的复合重金属固化剂，所述原料按重量百分比计，包括以下组分：

水泥：15-40wt％，

钢渣微粉：50-70wt％，

石膏：4-10wt％，

激发剂：2-10wt％。

优选地，所述污染土壤包含的复合重金属为铜(Cu)、镍(Ni)、铅(Pb)、镉(Cd)。

优选地，一种治理污染土壤的复合重金属固化剂，所述原料按重量百分比计，包括以下组分：

水泥：21-34wt％，

钢渣微粉：55-65wt％，

石膏：4-8wt％，

激发剂：2-8wt％。

优选地，所述水泥选自42.5级普通硅酸盐水泥。

优选地，所述激发剂选自碳酸钠(Na2CO3)、水玻璃(Na2SO3)、氢氧化钾(KOH)中的任意一种。所述激发剂的主要用途是激发钢渣微粉潜在的活性，继而提高固化材料的强度。

优选地，所述石膏为脱硫石膏。所述脱硫石膏购自上海宝冶钢渣综合开发实业有限公司。所述石膏能够缓凝，防止固化过程中固化体出现裂缝。

优选地，所述水为自来水。

优选地，所述钢渣粉选自电炉滚筒渣、转炉渣、转炉滚筒渣中的任意一种。

优选地，所述钢渣粉为经过磨细的钢渣粉。

进一步地，所述钢渣粉的性能条件为：比表面积≥360m2/kg；45μm筛余量≤2wt％；f-CaO(游离氧化钙)＜10wt％；f-MgO(游离氧化镁)＜13wt％；安定性：雷氏法≤5mm；28天活性≥70wt％。

进一步地，所述钢渣粉为单级配或多级配复合而成的钢渣微粉。

更优地，所述钢渣粉为由多种不同细度的钢渣微粉复配而成的连续级配钢渣粉。

最优地，所述钢渣粉由细度为350-400目、400-450目、450-500目的三种钢渣微粉组成，所述各组分重量百分比为：

350-400目钢渣微粉：20-30wt％；

400-450目钢渣微粉：40-60wt％；

450-500目钢渣微粉：10-40wt％。

所述连续多级配钢渣微粉的固化体更加密实，选择范围更广；且连续级配钢渣微粉不仅能达到单级配相同效果，还能减少较细钢渣微粉的用量，降低生产成本。

本发明公开了一种治理污染土壤的复合重金属固化剂的制备方法，将原料中各组分按重量百分比计量，搅拌混合后，即得复合重金属固化剂。

优选地，所述搅拌使用搅拌机进行。进一步地，所述搅拌机为通用搅拌机。具体地，所述搅拌机为上海申银机械(集团)有限公司生产的SYLD型搅拌机。

优选地，所述搅拌所需时间为常规搅拌时间。进一步地，所述搅拌所需时间为3-5分钟。

优选地，所述干料搅拌是指在搅拌机内不加水进行搅拌，混合后，即得复合重金属固化剂。

本发明公开了一种复合重金属固化剂在治理污染土壤中的应用。

优选地，所述一种复合重金属固化剂在治理包含铜、镍、铅、镉复合重金属的污染土壤中的应用。

本发明还公开了一种治理污染土壤的复合重金属固化剂的使用方法，包括以下步骤：

A)将原料中各组分按重量百分比计量，搅拌混合后，即得复合重金属固化剂；

B)将步骤A)所得复合重金属固化剂与水一起加入包含复合重金属的污染土壤中，混合搅拌后自然养护。

优选地，步骤B)中，所述复合重金属固化剂与水的加入重量的固液比为：5：2-3。

优选地，步骤B)中，所述搅拌所需时间为常规搅拌时间。进一步地，所述搅拌所需时间为5-10分钟。

优选地，步骤B)中，所述自然养护时间≥28天。

优选地，步骤B)中，所述复合重金属固化剂的掺入量为30-35wt％。

如上所述，本发明的一种治理污染土壤的复合重金属固化剂及其制备方法，具有以下有益效果；

1)本发明公开了一种复合重金属固化剂，通过将钢渣粉磨到了一定的细度，使钢渣粉中含有的f-CaO被活化，在水化反应降解后生成Ca(OH)2，可以促进胶凝材料的二次水化增强固化土壤的强度，其产生的OH-刚好和污染土壤中的重金属生成稳定的沉淀物，有效降低土壤中复合重金属的含量。本发明中固化剂的应用效果良好，该固化剂处理完的重金属污染土壤的浸出毒性完全满足国家标准GB5085.3-2007《危险废弃物鉴别标准-浸出毒性鉴别》和GB/T14848-1993《地下水质量标准》中的V类水标准中的规定。

2)本发明公开了一种复合重金属固化剂，其中，钢渣微粉中包含的亚铁、硫化物等还原性物质，能起到对重金属持续的还原能力，在土壤中不易流失。同时，石膏和碱激发剂能够激发钢渣微粉的活性，在和水泥的共同作用下生成C-S-H水化产物，这种水化产物具有包裹土壤颗粒、填充空隙和堵塞渗流通道以及吸附重金属等多重作用，从而降低土壤中重金属的溶出。

3)本发明中利用钢渣微粉掺加水泥、石膏、激发剂等材料制成固化剂，有效利用了水泥的前期强度高，而钢渣粉的后期强度高的特点。即钢渣微粉中的游离钙会不断与水反应生成的Ca(OH)2溶出，在提高了碱性的同时，激发促进固化剂的二次水化，不断增加固化体的强度，持续增强固化土壤的后期强度，并且能够和污染土壤中的重金属离子生成稳定的化学物质，降低其有效性。如本发明的实施例中，固化完的土壤无侧限抗压强度7天可达近16.9MPa以上，28天高达26.6MPpa以上，其力学性能完全能够满足路基建设等建材用途的要求。同时，这一后期强度高的优势可使此种固化剂对受到重金属污染的河道底泥修复效果尤其显著，属于废弃物的再生利用，具有良好的社会、经济、环境效益。

4)本发明中的复合重金属固化剂，通过选粉设备选出一定粒径范围内的钢渣粉后与其他材料进行简单的复合搅匀，即可制成固化剂，工艺上较为简单。同时开发以钢渣粉为主要原材料的固化剂，取代较高比例的水泥输入，也可降低成本，具有重要的实际意义。

附图说明

图1显示为本发明的一种治理污染土壤的复合重金属固化剂的使用方法流程示意图

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

以下实施例所采用的原料和设备：

1、原料

水泥为42.5级普通硅酸盐水泥，购自杭州信牵贸易有限公司；电炉滚筒渣、转炉渣、转炉滚筒渣，购自上海宝冶钢渣综合开发实业有限公司；水为自来水；石膏为脱硫石膏，购自宝钢集团有限公司；碳酸钠(Na2CO3)、水玻璃(Na2SO3)、氢氧化钾(KOH)为分析纯，购自廊坊鹏彩精细化工有限公司；复合重金属污染土壤，来自贵州某矿区采备而得。

2、设备

SYLD型搅拌机，购自上海申银机械(集团)有限公司公司；XSenes7型电感耦合等离子体光谱质谱联用仪(ICP-MS)，购自美国ThermoElemental公司

实施例1

如图1所示，复合重金属固化剂按重量百分比计分别取用原料组分：水泥32wt％、钢渣微粉(转炉渣)60wt％、石膏6wt％、水玻璃(Na2SO3)2wt％，放入搅拌机内均匀搅拌3分钟；以35wt％的掺入量加入包含复合重金属的污染土壤中，然后加水混合，均匀搅拌7分钟后，自然养护28天，待测。其中，复合重金属固化剂与水的加入重量的固液比为：5：2。所处理的复合重金属污染土壤中各重金属的浸出毒性为：总Cu含量为197.35mg/L，总Pb含量为431mg/L，总Ni含量为144.03mg/L，总Cd含量为50.7mg/L。

另外，钢渣微粉选用单级配或多级配复合而成的钢渣粉，当选用由多种不同细度的钢渣微粉复配而成的连续级配钢渣微粉时，由细度为350-400目、400-450目、450-500目的三种钢渣微粉组成，所述各组分重量百分比为：350-400目钢渣微粉：30wt％；400-450目钢渣微粉：50wt％；450-500目钢渣微粉：20wt％。具体数据见表1。

实施例2

如图1所示，复合重金属固化剂按重量百分比计分别取用原料组分：水泥32wt％、钢渣微粉(转炉渣)60wt％、石膏6wt％、氢氧化钾2wt％，放入搅拌机内均匀搅拌4分钟；以35wt％的掺入量加入包含复合重金属的污染土壤中，然后加水混合，均匀搅拌10分钟后，自然养护28天，待测。其中，复合重金属固化剂与水的加入重量的固液比为：5：2.5。所处理的复合重金属污染土壤中各重金属的浸出毒性为：总Cu含量为197.35mg/L，总Pb含量为431mg/L，总Ni含量为144.03mg/L，总Cd含量为50.7mg/L。

另外，钢渣微粉选用单级配或多级配复合而成的钢渣微粉，当选用由多种不同细度的钢渣微粉复配而成的连续级配钢渣微粉时，由细度为350-400目、400-450目、450-500目的三种钢渣微粉组成，所述各组分重量百分比为：350-400目钢渣微粉：20wt％；400-450目钢渣微粉：60wt％；450-500目钢渣微粉：20wt％。具体数据见表1。

实施例3

如图1所示，复合重金属固化剂按重量百分比计分别取用原料组分：水泥29wt％、钢渣微粉(电炉滚筒渣)55wt％、石膏8wt％、氢氧化钾8wt％，放入搅拌机内均匀搅拌4分钟；以35wt％的掺入量加入包含复合重金属的污染土壤中，然后加水混合，均匀搅拌8分钟后，自然养护28天，待测。其中，复合重金属固化剂与水的加入重量的固液比为：5：2.5。所处理的复合重金属污染土壤中各重金属的浸出毒性为：总Cu含量为197.35mg/L，总Pb含量为431mg/L，总Ni含量为144.03mg/L，总Cd含量为50.7mg/L。

另外，钢渣粉选用单级配或多级配复合而成的钢渣微粉，当选用由多种不同细度的钢渣微粉复配而成的连续级配钢渣微粉时，由细度为350-400目、400-450目、450-500目的三种钢渣微粉组成，所述各组分重量百分比为：350-400目钢渣微粉：30wt％；400-450目钢渣微粉：40wt％；450-500目钢渣微粉：30wt％。具体数据见表1。

实施例4

如图1所示，复合重金属固化剂按重量百分比计分别取用原料组分：水泥31wt％、钢渣粉(转炉滚筒渣)55wt％、石膏6wt％、水玻璃(Na2SO3)8wt％，放入搅拌机内均匀搅拌3分钟；以35wt％的掺入量加入包含复合重金属的污染土壤中，然后加水混合，均匀搅拌9分钟后，自然养护28天，待测。其中，复合重金属固化剂与水的加入重量的固液比为：5：3。所处理的复合重金属污染土壤中各重金属的浸出毒性为：总Cu含量为197.35mg/L，总Pb含量为431mg/L，总Ni含量为144.03mg/L，总Cd含量为50.7mg/L。

另外，钢渣微粉选用单级配或多级配复合而成的钢渣微粉，当选用由多种不同细度的钢渣微粉复配而成的连续级配钢渣微粉时，由细度为350-400目、400-450目、450-500目的三种钢渣微粉组成，所述各组分重量百分比为：350-400目钢渣微粉：25wt％；400-450目钢渣微粉：60wt％；450-500目钢渣微粉：15wt％。具体数据见表1。

实施例5

如图1所示，复合重金属固化剂按重量百分比计分别取用原料组分：水泥30wt％、钢渣粉(转炉渣)58wt％、石膏4wt％、Na2CO38wt％，放入搅拌机内均匀搅拌5分钟；以35wt％的掺入量加入包含复合重金属的污染土壤中，然后加水混合，均匀搅拌10分钟后，自然养护28天，待测。其中，复合重金属固化剂与水的加入重量的固液比为：5：2。所处理的复合重金属污染土壤中各重金属的浸出毒性为：总Cu含量为197.35mg/L，总Pb含量为431mg/L，总Ni含量为144.03mg/L，总Cd含量为50.7mg/L。

另外，钢渣微粉选用单级配或多级配复合而成的钢渣微粉，当选用由多种不同细度的钢渣微粉复配而成的连续级配钢渣微粉时，由细度为350-400目、400-450目、450-500目的三种钢渣微粉组成，所述各组分重量百分比为：350-400目钢渣微粉：30wt％；400-450目钢渣微粉：60wt％；450-500目钢渣微粉：10wt％。具体数据见表1。

实施例6

如图1所示，复合重金属固化剂按重量百分比计分别取用原料组分：水泥34wt％、钢渣粉(转炉渣)58wt％、石膏6wt％、Na2CO32wt％，放入搅拌机内均匀搅拌4分钟；以35wt％的掺入量加入包含复合重金属的污染土壤中，然后加水混合，均匀搅拌6分钟后，自然养护28天，待测。其中，复合重金属固化剂与水的加入重量的固液比为：5：2.5。所处理的复合重金属污染土壤中各重金属的浸出毒性为：总Cu含量为197.35mg/L，总Pb含量为431mg/L，总Ni含量为144.03mg/L，总Cd含量为50.7mg/L。

另外，钢渣微粉选用单级配或多级配复合而成的钢渣微粉，当选用由多种不同细度的钢渣微粉复配而成的连续级配钢渣微粉时，由细度为350-400目、400-450目、450-500目的三种钢渣微粉组成，所述各组分重量百分比为：350-400目钢渣微粉：25wt％；400-450目钢渣微粉：50wt％；450-500目钢渣微粉：25wt％。具体数据见表1。

实施例7

如图1所示，复合重金属固化剂按重量百分比计分别取用原料组分：水泥24wt％、钢渣粉(转炉渣)64wt％、石膏6wt％、Na2CO36wt％，放入搅拌机内均匀搅拌3分钟；以35wt％的掺入量加入包含复合重金属的污染土壤中，然后加水混合，均匀搅拌10分钟后，自然养护28天，待测。其中，复合重金属固化剂与水的加入重量的固液比为：5：3。所处理的复合重金属污染土壤中各重金属的浸出毒性为：总Cu含量为197.35mg/L，总Pb含量为431mg/L，总Ni含量为144.03mg/L，总Cd含量为50.7mg/L。

另外，钢渣微粉选用单级配或多级配复合而成的钢渣微粉，当选用由多种不同细度的钢渣微粉复配而成的连续级配钢渣微粉时，由细度为350-400目、400-450目、450-500目的三种钢渣微粉组成，所述各组分重量百分比为：350-400目钢渣微粉：25wt％；400-450目钢渣微粉：40wt％；450-500目钢渣微粉：35wt％。具体数据见表1。

实施例8

如图1所示，复合重金属固化剂按重量百分比计分别取用原料组分：水泥21wt％、钢渣微粉(转炉渣)65wt％、石膏6wt％、氢氧化钾8wt％，放入搅拌机内均匀搅拌5分钟；以30wt％的掺入量加入包含复合重金属的污染土壤中，然后加水混合，均匀搅拌5分钟后，自然养护28天，待测。其中，复合重金属固化剂与水的加入重量的固液比为：5：2。所处理的复合重金属污染土壤中各重金属的浸出毒性为：总Cu含量为197.35mg/L，总Pb含量为431mg/L，总Ni含量为144.03mg/L，总Cd含量为50.7mg/L。

另外，钢渣微粉选用单级配或多级配复合而成的钢渣微粉，当选用由多种不同细度的钢渣微粉复配而成的连续级配钢渣微粉时，由细度为350-400目、400-450目、450-500目的三种钢渣微粉组成，所述各组分重量百分比为：350-400目钢渣微粉：20wt％；400-450目钢渣微粉：40wt％；450-500目钢渣微粉：40wt％。具体数据见表1。

表1.材料实例配方(材料按重量百分比计)

类别水泥(wt％) 钢渣微粉(wt％) 石膏(wt％) 激发剂(wt％) 激发剂材料实施例1 32 60 6 2 水玻璃(Na2SO3) 实施例2 32 60 6 2 KOH 实施例3 29 55 8 8 KOH 实施例4 31 55 6 8 水玻璃(Na2SO3) 实施例5 30 58 4 8 Na2CO3 实施例6 34 58 6 2 Na2CO3 实施例7 24 64 6 6 Na2CO3 实施例8 21 65 6 8 KOH

实施例9

根据T0843-2009《无机结合料稳定材料试件制作方法》中的要求，将实施例1-8中获得的加入复合重金属固化剂的污染土壤，取相同量压制试样，并按照T0802-1994《无机结合料稳定材料无侧限抗压强度试验方法》对试样进行抗压强度检测。同时，根据行业标准HJ/T299-2007《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》对试样进行重金属浸出，采用ICP-MS法进行Cu、Pb、Ni、Cd含量的测定，根据国家标准GB5085.3-2007《危险废物鉴别标准—浸出毒性鉴别》标准中的规定值作为重金属浸出效果是否达标的依据，并以GB/T14848-1993《地下水质量标准》的Ⅳ类和Ⅴ类标准值作为参考，具体数据见表2-3。

表2 固化后土壤中复合重金属浸出浓度

表3 固化后土壤中无侧限抗压强度检测结果

由表2可知，对实施例1-8中加入复合重金属固化剂的污染土壤进行测定后，发现各实施例中Cu的28天浸出浓度≤0.65mg/L；Pb的28天浸出浓度均≤0.05mg/L；总Ni的28天浸出浓度均≤0.50mg/L；总Cd的28天浸出浓度均≤0.12mg/L。上述样品28天浸出浓度均远低于国家标准GB5085.3-2007《危险废弃物鉴别标准-浸出毒性鉴别》中总Cu含量≤100mg/L，总Pb含量≤5mg/L，总Ni含量≤5mg/L，总Cd含量≤1mg/L的规定。总Cu和Pb含量也低于国家标准GB/T14848-1993《地下水质量标准》中的Ⅳ类水标准中Pb含量≤0.1mg/L，Cu含量≤1.5mg/L，总Ni和Cd含量满足GB/T14848-1993《地下水质量标准》中的Ⅴ类水标准中大于0.1mg/L和大于0.01mg/L。可见，本发明中制备的复合重金属固化剂完全满足国家标准GB5085.3-2007《危险废弃物鉴别标准-浸出毒性鉴别》，部分指标分别满足GB/T14848-1993《地下水质量标准》中的Ⅳ类和Ⅴ类水标准中的规定。

同时，由表3可知，固化完的污染土壤无侧限抗压强度7天可达16.9MPa以上，28天高达26.6MPpa以上。目前，固化技术的无侧限抗压强度国内外没有相应的标准。但本发明中固化完的污染土壤的性能，符合国际固化稳定化修复技术在应用中的常规要求大于0.4MPa，也符合国内固化体填埋处理要求强度大于50kPa、建筑填土要求大于100kPa、建筑材料要求大于10MPa等规定，其力学性能完全能够满足路基建设等多方面建材用途的要求。

综上所述，本发明的一种治理污染土壤的复合重金属固化剂及其制备方法，制备的固化剂的应用效果良好，能够有效降低土壤中复合重金属的含量，同时持续增强固化土壤的后期强度，其力学性能完全能够满足路基建设等建材用途的要求。而且，制备工艺上较为简单，成本低廉，具有重要的实际意义。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201410737402.X (22)申请日 2014.12.05 (65)同一申请的已公布的文献号申请公布号 CN 104479685 A (43)申请公布日 2015.04.01 (73)专利权人上海宝冶钢渣综合开发实业有限公司地址 200941 上海市宝山区蕴川路5300弄3 号专利权人中冶宝钢技术服务有限公司 (72)发明人朱李俊程东波吴永津杨刚金强 (74)专利代理机构上海光华专利事务所(普通合伙) 31219 代理人许亦琳余明伟 (51)Int.Cl。

2、. C09K 17/10(2006.01) C04B 28/00(2006.01) C04B 18/14(2006.01) 审查员王美力 (54)发明名称一种治理污染土壤的复合重金属固化剂及其制备方法 (57)摘要本发明提供一种治理污染土壤的复合重金属固化剂，所述原料按重量百分比计，包括以下组分：水泥： 15-40wt%，钢渣微粉： 50-70wt%，石膏： 4-10wt%，激发剂： 2-10wt%。本发明还进一步公开了一种治理污染土壤复合重金属固化剂的制备方法及其应用。本发明的一种治理污染土壤的复合重金属固化剂及其制备方法，制备的固化剂的应用效果良好，。

3、能够有效降低土壤中复合重金属的含量，同时持续增强固化土壤的后期强度，其力学性能完全能够满足路基建设等建材用途的要求。而且，制备工艺上较为简单，成本低廉，具有重要的实际意义。权利要求书2页说明书8页附图1页 CN 104479685 B 2018.07.03 CN 104479685 B 1.一种复合重金属固化剂在治理包含铜、镍、铅、镉复合重金属的污染土壤中的应用；所述一种治理污染土壤的复合重金属固化剂，所述原料按重量百分比计，包括以下组分：水泥： 15-40wt，钢渣微粉： 50-70wt，石膏： 4-10wt，激发剂： 2-10wt；所述污。

4、染土壤包含的复合重金属为铜、镍、铅、镉；所述钢渣微粉由细度为350-400目、 400-450目、 450-500目的三种钢渣微粉组成，所述各组分质量百分比为： 350-400目钢渣微粉： 20-30wt； 400-450目钢渣微粉： 40-60wt； 450-500目钢渣微粉： 10-40wt；所述钢渣微粉的性能条件为：比表面积360m2/kg； 45 m筛余量2wt； f-CaO 10wt； f-MgO13wt；安定性：雷氏法5mm； 28天活性70wt；所述水泥选自42.5级普通硅酸盐水泥；所述激发剂选自碳酸钠、水玻璃、氢氧化钾中的任意一种；所述钢渣粉选自。

5、电炉滚筒渣、转炉渣、转炉滚筒渣中的任意一种。 2.一种治理污染土壤的复合重金属固化剂，所述原料按重量百分比计，包括以下组分：水泥： 15-40wt，钢渣微粉： 50-70wt，石膏： 4-10wt，激发剂： 2-10wt；所述污染土壤包含的复合重金属为铜、镍、铅、镉；所述钢渣微粉由细度为350-400目、 400-450目、 450-500目的三种钢渣微粉组成，所述各组分质量百分比为： 350-400目钢渣微粉： 20-30wt； 400-450目钢渣微粉： 40-60wt； 450-500目钢渣微粉： 10-40wt；所述钢渣微粉的性能条件为：比表面积360。

6、m2/kg； 45 m筛余量2wt； f-CaO 10wt； f-MgO13wt；安定性：雷氏法5mm； 28天活性70wt；所述水泥选自42.5级普通硅酸盐水泥；所述激发剂选自碳酸钠、水玻璃、氢氧化钾中的任意一种；所述钢渣粉选自电炉滚筒渣、转炉渣、转炉滚筒渣中的任意一种。 3.根据权利要求2所述的一种治理污染土壤的复合重金属固化剂的制备方法，将原料中各组分按重量百分比计量，搅拌混合后，即得复合重金属固化剂。 4.根据权利要求2所述的一种治理污染土壤的复合重金属固化剂的使用方法，包括以下步骤： A)将原料中各组分按重量百分比计量，搅拌混合后，即得复合重金属固。

7、化剂； B)将步骤A)所得复合重金属固化剂与水一起加入包含复合重金属的污染土壤中，混合搅拌后自然养护。权利要求书 1/2 页 2 CN 104479685 B 2 5.根据权利要求4所述的一种治理污染土壤的复合重金属固化剂的使用方法，其特征在于，所述复合重金属固化剂与水的加入重量的固液比为： 5： 2-3；所述自然养护时间28 天；所述复合重金属固化剂的掺入量为30-35wt。权利要求书 2/2 页 3 CN 104479685 B 3 一种治理污染土壤的复合重金属固化剂及其制备方法技术领域 0001 本发明属于污染土壤治理技术领域，具体涉及一种治理污染土壤的复合重金属固。

8、化剂及其制备方法。背景技术 0002 在经济高速发展过程中，工业生产和人类活动使大量重金属污染物进入到环境，其中，铜、镍、铅等重金属作为目前工业生产常见的原材料，其生产和加工环节造成了大量的环境污染，而土壤作为污染物的归宿地，最终容纳了大量的种类复杂的重金属污染物。由于重金属污染物具有污染范围广、持续时间长、污染隐蔽性、无法被生物降解等特点，土壤重金属污染目前已成为危害人体身体健康阻碍经济发展的一个绊脚石，对于土壤污染的治理迫在眉睫。 0003 目前主要的重金属污染土壤修复技术有生物修复、化学固定、电动修复法等。由于生物修复周期长、电动修复成本。

9、高，因此固定稳定化技术一直作为工业污染土壤，特别是重金属污染土壤治理的主要措施，其中选择经济有效的药剂成为该技术的关键。现在主要应用的固化剂主要有传统的胶凝材料如卜特兰水泥、硅酸盐、石灰、沥青等。 0004 针对目前使用的土壤重金属固化剂存在以下主要问题：一是应用较多的掺合料导致固化体强度较低，难以进行多方面利用，某些材料也存在二次污染问题，如太高比例矿渣作为主要成分的固化剂硬化时间较长，从而导致在实际应用过程中修复周期较长。而且固化体强度也不高，掺合料中粉煤灰也存在携带的重金属问题，固化体只能用于制砖等建材用途，但其中的重金属作为建材使用时存在很。

10、大的风险，很难通过建材的验收标准；二是利用较多的矿物资源，在生产过程中易导致环境污染和资源浪费，如海泡石是作为一种纤维状富镁粘土矿，需从海泡石矿床上开采而来，制备过程需要消耗大量资源，产生大量的环境污染问题；三是，开发的重金属固化剂多用于单一重金属的固化，具有较窄的适应性，对复合重金属污染土壤固化剂的研究极度缺乏。因此，有必要深入研究与探讨，寻找新的替代方案。发明内容 0005 鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种治理污染土壤的复合重金属固化剂及其制备方法，用于解决现有复合重金属污染土壤固化剂技术的不足之处，提供一种以大掺量的钢渣。

11、微粉为主要原料的复合重金属固化剂，为钢渣微粉用于复合重金属污染土壤治理找到有效利用途径。 0006 为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种治理污染土壤的复合重金属固化剂，所述原料按重量百分比计，包括以下组分： 0007 水泥： 15-40wt， 0008 钢渣微粉： 50-70wt， 0009 石膏： 4-10wt，说明书 1/8 页 4 CN 104479685 B 4 0010 激发剂： 2-10wt。 0011 优选地，所述污染土壤包含的复合重金属为铜(Cu)、镍(Ni)、铅(Pb)、镉(Cd)。 0012 优选地，一种治理污染土壤的复合重金属固化剂，所述。

12、原料按重量百分比计，包括以下组分： 0013 水泥： 21-34wt， 0014 钢渣微粉： 55-65wt， 0015 石膏： 4-8wt， 0016 激发剂： 2-8wt。 0017 优选地，所述水泥选自42.5级普通硅酸盐水泥。 0018 优选地，所述激发剂选自碳酸钠(Na2CO3)、水玻璃(Na2SO3)、氢氧化钾(KOH)中的任意一种。所述激发剂的主要用途是激发钢渣微粉潜在的活性，继而提高固化材料的强度。 0019 优选地，所述石膏为脱硫石膏。所述脱硫石膏购自上海宝冶钢渣综合开发实业有限公司。所述石膏能够缓凝，防止固化过程中固化体出现裂缝。 0020 优选。

13、地，所述水为自来水。 0021 优选地，所述钢渣粉选自电炉滚筒渣、转炉渣、转炉滚筒渣中的任意一种。 0022 优选地，所述钢渣粉为经过磨细的钢渣粉。 0023 进一步地，所述钢渣粉的性能条件为：比表面积360m2/kg； 45 m筛余量2wt； f-CaO(游离氧化钙)10wt； f-MgO(游离氧化镁)13wt；安定性：雷氏法5mm； 28天活性70wt。 0024 进一步地，所述钢渣粉为单级配或多级配复合而成的钢渣微粉。 0025 更优地，所述钢渣粉为由多种不同细度的钢渣微粉复配而成的连续级配钢渣粉。 0026 最优地，所述钢渣粉由细度为350-400目、 400。

14、-450目、 450-500目的三种钢渣微粉组成，所述各组分重量百分比为： 0027 350-400目钢渣微粉： 20-30wt； 0028 400-450目钢渣微粉： 40-60wt； 0029 450-500目钢渣微粉： 10-40wt。 0030 所述连续多级配钢渣微粉的固化体更加密实，选择范围更广；且连续级配钢渣微粉不仅能达到单级配相同效果，还能减少较细钢渣微粉的用量，降低生产成本。 0031 本发明公开了一种治理污染土壤的复合重金属固化剂的制备方法，将原料中各组分按重量百分比计量，搅拌混合后，即得复合重金属固化剂。 0032 优选地，所述搅拌使用搅拌机进行。。

15、进一步地，所述搅拌机为通用搅拌机。具体地，所述搅拌机为上海申银机械(集团)有限公司生产的SYLD型搅拌机。 0033 优选地，所述搅拌所需时间为常规搅拌时间。进一步地，所述搅拌所需时间为3-5 分钟。 0034 优选地，所述干料搅拌是指在搅拌机内不加水进行搅拌，混合后，即得复合重金属固化剂。 0035 本发明公开了一种复合重金属固化剂在治理污染土壤中的应用。 0036 优选地，所述一种复合重金属固化剂在治理包含铜、镍、铅、镉复合重金属的污染土壤中的应用。说明书 2/8 页 5 CN 104479685 B 5 0037 本发明还公开了一种治理污染土壤的复合重金属。

16、固化剂的使用方法，包括以下步骤： 0038 A)将原料中各组分按重量百分比计量，搅拌混合后，即得复合重金属固化剂； 0039 B)将步骤A)所得复合重金属固化剂与水一起加入包含复合重金属的污染土壤中，混合搅拌后自然养护。 0040 优选地，步骤B)中，所述复合重金属固化剂与水的加入重量的固液比为： 5： 2-3。 0041 优选地，步骤B)中，所述搅拌所需时间为常规搅拌时间。进一步地，所述搅拌所需时间为5-10分钟。 0042 优选地，步骤B)中，所述自然养护时间28天。 0043 优选地，步骤B)中，所述复合重金属固化剂的掺入量为30-35wt。 0044 如。

17、上所述，本发明的一种治理污染土壤的复合重金属固化剂及其制备方法，具有以下有益效果； 0045 1)本发明公开了一种复合重金属固化剂，通过将钢渣粉磨到了一定的细度，使钢渣粉中含有的f-CaO被活化，在水化反应降解后生成Ca(OH)2，可以促进胶凝材料的二次水化增强固化土壤的强度，其产生的OH-刚好和污染土壤中的重金属生成稳定的沉淀物，有效降低土壤中复合重金属的含量。本发明中固化剂的应用效果良好，该固化剂处理完的重金属污染土壤的浸出毒性完全满足国家标准GB5085.3-2007 危险废弃物鉴别标准-浸出毒性鉴别和GB/T14848-1993 地下水质量标准中的V。

18、类水标准中的规定。 0046 2)本发明公开了一种复合重金属固化剂，其中，钢渣微粉中包含的亚铁、硫化物等还原性物质，能起到对重金属持续的还原能力，在土壤中不易流失。同时，石膏和碱激发剂能够激发钢渣微粉的活性，在和水泥的共同作用下生成C-S-H水化产物，这种水化产物具有包裹土壤颗粒、填充空隙和堵塞渗流通道以及吸附重金属等多重作用，从而降低土壤中重金属的溶出。 0047 3)本发明中利用钢渣微粉掺加水泥、石膏、激发剂等材料制成固化剂，有效利用了水泥的前期强度高，而钢渣粉的后期强度高的特点。即钢渣微粉中的游离钙会不断与水反应生成的Ca(OH)2溶出，在提。

19、高了碱性的同时，激发促进固化剂的二次水化，不断增加固化体的强度，持续增强固化土壤的后期强度，并且能够和污染土壤中的重金属离子生成稳定的化学物质，降低其有效性。如本发明的实施例中，固化完的土壤无侧限抗压强度7天可达近16.9MPa以上， 28天高达26.6MPpa以上，其力学性能完全能够满足路基建设等建材用途的要求。同时，这一后期强度高的优势可使此种固化剂对受到重金属污染的河道底泥修复效果尤其显著，属于废弃物的再生利用，具有良好的社会、经济、环境效益。 0048 4)本发明中的复合重金属固化剂，通过选粉设备选出一定粒径范围内的钢渣粉后与其他材料进行简单的。

20、复合搅匀，即可制成固化剂，工艺上较为简单。同时开发以钢渣粉为主要原材料的固化剂，取代较高比例的水泥输入，也可降低成本，具有重要的实际意义。附图说明 0049 图1显示为本发明的一种治理污染土壤的复合重金属固化剂的使用方法流程示意图说明书 3/8 页 6 CN 104479685 B 6 具体实施方式 0050 下面结合具体实施例进一步阐述本发明，应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。 0051 以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具。

21、体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。 0052 以下实施例所采用的原料和设备： 0053 1、原料 0054 水泥为42.5级普通硅酸盐水泥，购自杭州信牵贸易有限公司；电炉滚筒渣、转炉渣、转炉滚筒渣，购自上海宝冶钢渣综合开发实业有限公司；水为自来水；石膏为脱硫石膏，购自宝钢集团有限公司；碳酸钠(Na2CO3)、水玻璃(Na2SO3)、氢氧化钾(KOH)为分析纯，购自廊坊鹏彩精细化工有限公司；复合重金属污染土壤，来自贵州某矿区采备而得。 0055 2、设备 0056 SYL。

22、D型搅拌机，购自上海申银机械(集团)有限公司公司； XSenes7型电感耦合等离子体光谱质谱联用仪(ICP-MS)，购自美国ThermoElemental公司 0057 实施例1 0058 如图1所示，复合重金属固化剂按重量百分比计分别取用原料组分：水泥32wt、钢渣微粉(转炉渣)60wt、石膏6wt、水玻璃(Na2SO3)2wt，放入搅拌机内均匀搅拌3分钟；以35wt的掺入量加入包含复合重金属的污染土壤中，然后加水混合，均匀搅拌7分钟后，自然养护28天，待测。其中，复合重金属固化剂与水的加入重量的固液比为： 5： 2。所处理的复合重金属污染土壤中各重金。

23、属的浸出毒性为：总Cu含量为197.35mg/L，总Pb含量为 431mg/L，总Ni含量为144.03mg/L，总Cd含量为50.7mg/L。 0059 另外，钢渣微粉选用单级配或多级配复合而成的钢渣粉，当选用由多种不同细度的钢渣微粉复配而成的连续级配钢渣微粉时，由细度为350-400目、 400-450目、 450-500目的三种钢渣微粉组成，所述各组分重量百分比为： 350-400目钢渣微粉： 30wt； 400-450目钢渣微粉： 50wt； 450-500目钢渣微粉： 20wt。具体数据见表1。 0060 实施例2 0061 如图1所示，复合重金属固化剂按重。

24、量百分比计分别取用原料组分：水泥32wt、钢渣微粉(转炉渣)60wt、石膏6wt、氢氧化钾2wt，放入搅拌机内均匀搅拌4分钟；以 35wt的掺入量加入包含复合重金属的污染土壤中，然后加水混合，均匀搅拌10分钟后，自然养护28天，待测。其中，复合重金属固化剂与水的加入重量的固液比为： 5： 2.5。所处理的复合重金属污染土壤中各重金属的浸出毒性为：总Cu含量为197.35mg/L，总Pb含量为 431mg/L，总Ni含量为144.03mg/L，总Cd含量为50.7mg/L。 0062 另外，钢渣微粉选用单级配或多级配复合而成的钢渣微粉，当选用由多种不同细。

25、度的钢渣微粉复配而成的连续级配钢渣微粉时，由细度为350-400目、 400-450目、 450-500 目的三种钢渣微粉组成，所述各组分重量百分比为： 350-400目钢渣微粉： 20wt； 400-450 目钢渣微粉： 60wt； 450-500目钢渣微粉： 20wt。具体数据见表1。说明书 4/8 页 7 CN 104479685 B 7 0063 实施例3 0064 如图1所示，复合重金属固化剂按重量百分比计分别取用原料组分：水泥29wt、钢渣微粉(电炉滚筒渣)55wt、石膏8wt、氢氧化钾8wt，放入搅拌机内均匀搅拌4分钟；以35wt的掺入量加入包含复合重金属。

26、的污染土壤中，然后加水混合，均匀搅拌8分钟后，自然养护28天，待测。其中，复合重金属固化剂与水的加入重量的固液比为： 5： 2.5。所处理的复合重金属污染土壤中各重金属的浸出毒性为：总Cu含量为197.35mg/L，总Pb含量为 431mg/L，总Ni含量为144.03mg/L，总Cd含量为50.7mg/L。 0065 另外，钢渣粉选用单级配或多级配复合而成的钢渣微粉，当选用由多种不同细度的钢渣微粉复配而成的连续级配钢渣微粉时，由细度为350-400目、 400-450目、 450-500目的三种钢渣微粉组成，所述各组分重量百分比为： 350-400目钢渣微。

27、粉： 30wt； 400-450目钢渣微粉： 40wt； 450-500目钢渣微粉： 30wt。具体数据见表1。 0066 实施例4 0067 如图1所示，复合重金属固化剂按重量百分比计分别取用原料组分：水泥31wt、钢渣粉(转炉滚筒渣)55wt、石膏6wt、水玻璃(Na2SO3)8wt，放入搅拌机内均匀搅拌3分钟；以35wt的掺入量加入包含复合重金属的污染土壤中，然后加水混合，均匀搅拌9分钟后，自然养护28天，待测。其中，复合重金属固化剂与水的加入重量的固液比为： 5： 3。所处理的复合重金属污染土壤中各重金属的浸出毒性为：总Cu含量为197.35mg。

28、/L，总Pb含量为 431mg/L，总Ni含量为144.03mg/L，总Cd含量为50.7mg/L。 0068 另外，钢渣微粉选用单级配或多级配复合而成的钢渣微粉，当选用由多种不同细度的钢渣微粉复配而成的连续级配钢渣微粉时，由细度为350-400目、 400-450目、 450-500 目的三种钢渣微粉组成，所述各组分重量百分比为： 350-400目钢渣微粉： 25wt； 400-450 目钢渣微粉： 60wt； 450-500目钢渣微粉： 15wt。具体数据见表1。 0069 实施例5 0070 如图1所示，复合重金属固化剂按重量百分比计分别取用原料组分：水泥30wt、。

29、钢渣粉(转炉渣)58wt、石膏4wt、 Na2CO38wt，放入搅拌机内均匀搅拌5分钟；以35wt 的掺入量加入包含复合重金属的污染土壤中，然后加水混合，均匀搅拌10分钟后，自然养护 28天，待测。其中，复合重金属固化剂与水的加入重量的固液比为： 5： 2。所处理的复合重金属污染土壤中各重金属的浸出毒性为：总Cu含量为197.35mg/L，总Pb含量为431mg/L，总Ni 含量为144.03mg/L，总Cd含量为50.7mg/L。 0071 另外，钢渣微粉选用单级配或多级配复合而成的钢渣微粉，当选用由多种不同细度的钢渣微粉复配而成的连续级配钢渣微粉时，。

30、由细度为350-400目、 400-450目、 450-500 目的三种钢渣微粉组成，所述各组分重量百分比为： 350-400目钢渣微粉： 30wt； 400-450 目钢渣微粉： 60wt； 450-500目钢渣微粉： 10wt。具体数据见表1。 0072 实施例6 0073 如图1所示，复合重金属固化剂按重量百分比计分别取用原料组分：水泥34wt、钢渣粉(转炉渣)58wt、石膏6wt、 Na2CO32wt，放入搅拌机内均匀搅拌4分钟；以35wt 的掺入量加入包含复合重金属的污染土壤中，然后加水混合，均匀搅拌6分钟后，自然养护 28天，待测。其中，复合重金属固化剂。

31、与水的加入重量的固液比为： 5： 2.5。所处理的复合重金属污染土壤中各重金属的浸出毒性为：总Cu含量为197.35mg/L，总Pb含量为431mg/L，总说明书 5/8 页 8 CN 104479685 B 8 Ni含量为144.03mg/L，总Cd含量为50.7mg/L。 0074 另外，钢渣微粉选用单级配或多级配复合而成的钢渣微粉，当选用由多种不同细度的钢渣微粉复配而成的连续级配钢渣微粉时，由细度为350-400目、 400-450目、 450-500 目的三种钢渣微粉组成，所述各组分重量百分比为： 350-400目钢渣微粉： 25wt； 400-450 目钢渣微。

32、粉： 50wt； 450-500目钢渣微粉： 25wt。具体数据见表1。 0075 实施例7 0076 如图1所示，复合重金属固化剂按重量百分比计分别取用原料组分：水泥24wt、钢渣粉(转炉渣)64wt、石膏6wt、 Na2CO36wt，放入搅拌机内均匀搅拌3分钟；以35wt 的掺入量加入包含复合重金属的污染土壤中，然后加水混合，均匀搅拌10分钟后，自然养护 28天，待测。其中，复合重金属固化剂与水的加入重量的固液比为： 5： 3。所处理的复合重金属污染土壤中各重金属的浸出毒性为：总Cu含量为197.35mg/L，总Pb含量为431mg/L，总Ni 含量为1。

33、44.03mg/L，总Cd含量为50.7mg/L。 0077 另外，钢渣微粉选用单级配或多级配复合而成的钢渣微粉，当选用由多种不同细度的钢渣微粉复配而成的连续级配钢渣微粉时，由细度为350-400目、 400-450目、 450-500 目的三种钢渣微粉组成，所述各组分重量百分比为： 350-400目钢渣微粉： 25wt； 400-450 目钢渣微粉： 40wt； 450-500目钢渣微粉： 35wt。具体数据见表1。 0078 实施例8 0079 如图1所示，复合重金属固化剂按重量百分比计分别取用原料组分：水泥21wt、钢渣微粉(转炉渣)65wt、石膏6wt、氢氧化钾。

34、8wt，放入搅拌机内均匀搅拌5分钟；以 30wt的掺入量加入包含复合重金属的污染土壤中，然后加水混合，均匀搅拌5分钟后，自然养护28天，待测。其中，复合重金属固化剂与水的加入重量的固液比为： 5： 2。所处理的复合重金属污染土壤中各重金属的浸出毒性为：总Cu含量为197.35mg/L，总Pb含量为431mg/ L，总Ni含量为144.03mg/L，总Cd含量为50.7mg/L。 0080 另外，钢渣微粉选用单级配或多级配复合而成的钢渣微粉，当选用由多种不同细度的钢渣微粉复配而成的连续级配钢渣微粉时，由细度为350-400目、 400-450目、 450-5。

35、00 目的三种钢渣微粉组成，所述各组分重量百分比为： 350-400目钢渣微粉： 20wt； 400-450 目钢渣微粉： 40wt； 450-500目钢渣微粉： 40wt。具体数据见表1。 0081 表1.材料实例配方(材料按重量百分比计) 0082 类别水泥(wt)钢渣微粉(wt)石膏(wt)激发剂(wt)激发剂材料实施例1326062水玻璃(Na2SO3) 实施例2326062KOH 实施例3295588KOH 实施例4315568水玻璃(Na2SO3) 实施例5305848Na2CO3 实施例6345862Na2CO3 实施例7246466Na2CO3 实施例8216568KOH。

36、 0083 实施例9 0084 根据T0843-2009 无机结合料稳定材料试件制作方法中的要求，将实施例1-8中说明书 6/8 页 9 CN 104479685 B 9 获得的加入复合重金属固化剂的污染土壤，取相同量压制试样，并按照T0802-1994 无机结合料稳定材料无侧限抗压强度试验方法对试样进行抗压强度检测。同时，根据行业标准 HJ/T299-2007 固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法对试样进行重金属浸出，采用ICP- MS法进行Cu、 Pb、 Ni、 Cd含量的测定，根据国家标准GB5085.3-2007 危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别标准中的规定值作为。

37、重金属浸出效果是否达标的依据，并以GB/T14848-1993 地下水质量标准的类和类标准值作为参考，具体数据见表2-3。 0085 表2 固化后土壤中复合重金属浸出浓度 0086 0087 表3 固化后土壤中无侧限抗压强度检测结果说明书 7/8 页 10 CN 104479685 B 10 0088 0089 由表2可知，对实施例1-8中加入复合重金属固化剂的污染土壤进行测定后，发现各实施例中Cu的28天浸出浓度0.65mg/L； Pb的28天浸出浓度均0.05mg/L；总Ni的28天浸出浓度均0.50mg/L；总Cd的28天浸出浓度均0.12mg/L。上述样品28天浸。

38、出浓度均远低于国家标准GB5085.3-2007 危险废弃物鉴别标准-浸出毒性鉴别中总Cu含量100mg/ L，总Pb含量5mg/L，总Ni含量5mg/L，总Cd含量1mg/L的规定。总Cu和Pb含量也低于国家标准GB/T14848-1993 地下水质量标准中的类水标准中Pb含量0.1mg/L， Cu含量 1.5mg/L，总Ni和Cd含量满足GB/T14848-1993 地下水质量标准中的类水标准中大于 0.1mg/L和大于0.01mg/L。可见，本发明中制备的复合重金属固化剂完全满足国家标准 GB5085.3-2007 危险废弃物鉴别标准-浸出毒性鉴别，部分指标分。

39、别满足GB/T14848-1993 地下水质量标准中的类和类水标准中的规定。 0090 同时，由表3可知，固化完的污染土壤无侧限抗压强度7天可达16.9MPa以上， 28天高达26.6MPpa以上。目前，固化技术的无侧限抗压强度国内外没有相应的标准。但本发明中固化完的污染土壤的性能，符合国际固化稳定化修复技术在应用中的常规要求大于 0.4MPa，也符合国内固化体填埋处理要求强度大于50kPa、建筑填土要求大于100kPa、建筑材料要求大于10MPa等规定，其力学性能完全能够满足路基建设等多方面建材用途的要求。 0091 综上所述，本发明的一种治理污染土壤的复合重金。

40、属固化剂及其制备方法，制备的固化剂的应用效果良好，能够有效降低土壤中复合重金属的含量，同时持续增强固化土壤的后期强度，其力学性能完全能够满足路基建设等建材用途的要求。而且，制备工艺上较为简单，成本低廉，具有重要的实际意义。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。 0092 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。说明书 8/8 页 11 CN 104479685 B 11 图1 说明书附图 1/1 页 12 CN 104479685 B 12 。

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