【摘 要】
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铜冶炼工厂普遍采用石灰-铁盐法处理酸性废水,处理过程中会产生以CaSO4·xH2O为主要成份的铜冶炼污泥,铜污泥中含有大量砷及重金属离子,其中砷含量约5%-15%。这些重金属成份
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铜冶炼工厂普遍采用石灰-铁盐法处理酸性废水,处理过程中会产生以CaSO4·xH2O为主要成份的铜冶炼污泥,铜污泥中含有大量砷及重金属离子,其中砷含量约5%-15%。这些重金属成份虽然以水合物、硫酸根、砷酸根等化合物的形式存在,但其中一些重金属离子化合物很不稳定,如果随意堆放在外界条件作用下会严重危害生态环境,此类污泥处理方式亟待解决。本文通过对污泥特性及其形成机理进行分析,获得污泥中硫酸钙成份与普通矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰等胶体材料的潜在活性方面特性,并探索其用途。通过研究水泥、粉煤灰等胶凝材料对污泥固化的影响以及石膏-粉煤灰胶体材料的水硬化机理,确定最佳胶体材料配比为铜污泥：水泥：煤灰粉：细沙=45：36：9：10；根据胶凝材料与环境科学原理,选择少量复合固化剂A来激发胶凝材料的水化活性,并最终确定成型压力为25MPa,水灰比为0.25；通过对固化体样品进行多种养护实验,最佳养护条件为先标准养护24h后进行自然养护。探讨了影响胶凝材料性能的主要工艺参数,借助XRD、SEM等现代测试手段对固化体的水化过程硬化机理和其微观结构进行了分析,获知水泥主要通过物理包裹与形成一定砷酸钙盐成份将重金属污泥稳定化,并形成具有一定机械强度的水泥固化体。实验结果表明,经过固化处理后的污泥固化体样品抗压强度高达18.9MPa,砷离子浸出毒性为2.55mg/L,低于《中华人民共和国国家标准-危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)标准中5mg/L,天然放射性符合《中华人民共和国国家标准-建筑材料放射性核素限量》(GB6566-2010)。经固化/稳定化处理后的铜污泥不仅可以达到防治污染的目的,且其中胶凝成份与水泥等原料配合使用可用于生产建筑墙体制品,本文研究的方案不仅解决环境污染问题还具有一定经济效益。
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