一種以赤泥砷污染土壤為主材的免燒磚的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種以赤泥砷污染土壤為主材的免燒磚，屬資源綜合利用及新型建材技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]赤泥亦稱紅泥，從鋁土礦中提煉氧化鋁后排出的工業(yè)固體廢物。一般含氧化鐵量大，外觀與赤色泥土相似，因而得名。但有的因含氧化鐵較少而呈棕色，甚至灰白色。鋁土礦中鋁含量高的，采用拜爾法煉鋁，所產(chǎn)生的赤泥稱拜爾法赤泥；鋁土礦中鋁含量低的，用燒結(jié)法或用燒結(jié)法和拜爾法聯(lián)合煉鋁，所產(chǎn)生的赤泥分別稱為燒結(jié)法赤泥或聯(lián)合法赤泥
1、赤泥是制鋁工業(yè)提取氧化鋁時(shí)排出的污染性廢渣，一般平均每生產(chǎn)I噸氧化鋁，附帶產(chǎn)生1.0?2.0噸赤泥。中國作為世界第4大氧化鋁生產(chǎn)國，每年排放的赤泥高達(dá)數(shù)百萬噸。大量的赤泥不能充分有效的利用，只能依靠大面積的堆場(chǎng)堆放，占用了大量土地，也對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。全世界每年產(chǎn)生的赤泥約7000萬噸，我國每年產(chǎn)生的赤泥為3000萬噸以上。大量的赤泥的產(chǎn)生已經(jīng)對(duì)人類的生產(chǎn)、生活造成多方面的直接和間接的影響，所以最大限度的減少赤泥的產(chǎn)量和危害，實(shí)現(xiàn)多渠道、大數(shù)量的資源化已迫在眉睫。
[0003]目前國內(nèi)對(duì)赤泥的再利用主要集中在:(I)生產(chǎn)建筑材料，如使用赤泥制水泥、生產(chǎn)免燒磚和陶瓷釉面磚等多種磚、也可作為建筑裝飾材料和作耐磨耐腐蝕材料(2)環(huán)保材料:赤泥經(jīng)活化后可作為吸附材料，吸附水體中的重金屬，也可作為絮凝劑以及脫硫試劑。但因其產(chǎn)生量較大，含水率高、堿性較強(qiáng)等特點(diǎn)，導(dǎo)致赤泥的綜合利用進(jìn)展不大。
[0004]砷(As)是親S元素，在地殼中以硫砷礦(雌黃As2S3，雄黃As4S4，砷硫鐵礦FeAsS)存在或者伴生于Cu、Pb、Zn等硫化物。由于As在許多行業(yè)的廣為應(yīng)用，通過開采、加工、使用、廢棄等過程使其大量殘留到土壤中，造成世界范圍內(nèi)土壤中As污染普遍存在。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前世界上有19個(gè)國家發(fā)生較大區(qū)域的砷污染。隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展和含砷化學(xué)物質(zhì)的不斷應(yīng)用，砷污染已成為一個(gè)世界性的嚴(yán)重問題。土壤、大氣和水體中的砷污染也正危脅著作物生產(chǎn)和人類的健康。我國遭受工業(yè)固體廢棄物和城市生活垃圾危害的耕地已達(dá)1000萬公頃，至少2000萬公頃土壤面積受到重金屬污染，每年損失糧食超過12000萬噸，直接經(jīng)濟(jì)損失超過200億元，而重金屬污染中又以砷污染作為嚴(yán)重。砷污染土壤治理目前迫在眉睫。而紅壤作為典型土壤類型，在我國分布較為廣泛，由于具有風(fēng)化程度深，質(zhì)地較粘重，紅壤重金屬修復(fù)難度較大，目前沒有適合的土壤修復(fù)技術(shù)。
[0005]目前常用的土壤修復(fù)技術(shù)主要有以下幾種:(I)鈍化技術(shù):重金屬污染土壤的鈍化修復(fù)技術(shù)是通過向污染土壤添加一種或多種活性物質(zhì)，降低重金屬在土壤中可移動(dòng)性和生物有效性，達(dá)到修復(fù)污染物目的。常用的鈍化劑有磷酸鹽化合物、無機(jī)礦物、赤泥、有機(jī)堆肥等。(2)電動(dòng)修復(fù):利用插入土壤中的兩個(gè)電極，在污染區(qū)內(nèi)施加電場(chǎng)，則水溶性的或者吸附在土壤顆粒層的重金屬就將根據(jù)自身所帶電荷的不同，向相應(yīng)電極方向移動(dòng)，通過在電極區(qū)收集重金屬，從而達(dá)到重金屬修復(fù)去除目的。(3)植物修復(fù)技術(shù):植物修復(fù)是利用植物的新陳代謝作用來固定、提取、和揮發(fā)重金屬。由于不會(huì)引起土壤地下水的二次污染，這種修復(fù)技術(shù)被稱為綠色修復(fù)技術(shù)。(4)土壤淋洗:土壤是一種復(fù)雜的有機(jī)一無機(jī)綜合體，重金屬以離子交換、吸附、沉淀和絡(luò)合作用等多種方式與土壤組分發(fā)生各種反應(yīng)，土壤淋洗是通過逆轉(zhuǎn)這些反應(yīng)過程，把土壤固相中的重金屬轉(zhuǎn)移到土壤液相中。
[0006]但目前針對(duì)砷污染紅壤，由于污染范圍較大(特別是農(nóng)田土壤以及礦區(qū)周邊土壤)，一直找不到合適的經(jīng)濟(jì)有效的處理方法，部分地區(qū)采用安全填埋方式，未能從根本上消除環(huán)境安全隱患，本方法考慮利用赤泥的強(qiáng)堿性以及高鐵、高硅、高鋁含量，達(dá)到重金屬的鈍化穩(wěn)定目的，因此方法提出將赤泥與污染土壤混合，利用赤泥特性對(duì)土壤中的重金屬進(jìn)行固定，同時(shí)將赤泥以及污染土壤合理有效利用，一方面達(dá)到廢棄物的再利用，另一方面達(dá)到污染土壤修復(fù)目的，該方法目前還未見報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是目前針對(duì)砷污染紅壤沒有經(jīng)濟(jì)有效的處理方法，未能從根本上消除環(huán)境安全隱患。
[0008]本發(fā)明的目的在于提供一種以赤泥砷污染土壤為主材的免燒磚的配方，在綜合利用赤泥的同時(shí)，將砷污染土壤合理有效利用，解決土壤重金屬污染問題；所述免燒磚以赤泥、砷污染紅壤、骨料為主要原料制備得到，赤泥的質(zhì)量百分比為35%-55%:砷污染紅壤30%-40%:骨料的質(zhì)量百分比為8%-15%。
[0009]所述赤泥為拜耳法、燒結(jié)法和聯(lián)合法之一或混合氧化鋁生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣；砷污染土壤(如砒霜廠場(chǎng)區(qū)內(nèi)污染紅壤)。
[0010]所述骨料為冶金工業(yè)固體廢棄物(有色金屬如銅、鉛、鋅等及黑色金屬冶煉爐渣)及煤渣中的一種或者多種任意混合物。
[0011]本發(fā)明所述免燒磚的制備方法為常規(guī)免燒磚的制備方法:經(jīng)混料、靜壓成型、養(yǎng)護(hù)等工藝過程后得到免燒磚。
[0012]按監(jiān)測(cè)項(xiàng)目取樣，進(jìn)行產(chǎn)品性能監(jiān)測(cè)，同時(shí)進(jìn)行浸出毒性實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，確保重金屬溶出低于國家標(biāo)準(zhǔn)。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下特點(diǎn):
(I)與其他赤泥生產(chǎn)免燒磚相比，可以不需要加任何的有價(jià)原料，原料為廢渣以及污染土壤，做到廢物再利用。
[0014](2)在處理大宗工業(yè)固廢赤泥的同時(shí)，也提出了一條技術(shù)可行的污染土壤的處置方式，充分利用赤泥的物理化學(xué)性質(zhì)，在做到資源化的同時(shí)，也實(shí)施了污染土壤的安全處置，真正做到廢渣資源化以及綠色化。
[0015](3)本方案處置的污染土壤，經(jīng)重金屬浸出毒性檢測(cè)滿足國家相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，工藝簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)可行，可作為一種污染土壤的安全處置方式推廣。
[0016]本方案結(jié)合我國氧化鋁赤泥產(chǎn)量大，利用率低以及重金屬污染土壤難于處理的實(shí)際情況，充分利用赤泥、以及砷的物理化學(xué)特性，在有效解決了污染土壤難于處置的問題的同時(shí)，也做到了赤泥、污染土壤的資源化利用，其產(chǎn)品性能符合建筑用標(biāo)轉(zhuǎn)質(zhì)量要求，也符合相應(yīng)環(huán)保處置相關(guān)要求，為后續(xù)的赤泥以及污染土壤的資源化利用開辟了一條新的途徑。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于所述內(nèi)容。
[0018]實(shí)施例1
本實(shí)施例所述免燒磚以赤泥、砷污染紅壤、骨料為主要原料制備得到，赤泥的質(zhì)量百分比為45%:砷污染紅壤40%:骨料(銅冶煉渣)的質(zhì)量百分比為15%。原料赤泥來自云南文山某氧化鋁廠，砷污染土壤來自文山某礦區(qū)周邊，骨料來自江西某銅冶煉廠。
[0019]本實(shí)施例所述免燒磚的制備方法具體包括以下步驟:
(I)砷污染土壤的預(yù)備處理:將砷污染紅壤經(jīng)自然風(fēng)干并除去草根、石塊等雜物，研磨破碎后，過20目尼龍篩，然后將篩余物再進(jìn)行破碎，使得粒度大于20目的以上砷污染紅壤比例小于15%。
[0020](2)原料混合:將按質(zhì)量混配后的赤泥、砷污染土壤以及相應(yīng)的骨料充分?jǐn)嚢?，混合?水質(zhì)量比為100:20的比例在攪拌的同時(shí)加水，攪拌時(shí)間為10~16分鐘。
[0021](3)混合后的物料經(jīng)強(qiáng)制給料裝模、壓制成型，生坯經(jīng)過自動(dòng)碼垛進(jìn)行碼坯，再由從拖車送入蒸養(yǎng)釜蒸汽養(yǎng)護(hù)，維持正常養(yǎng)護(hù)溫度170°C，養(yǎng)護(hù)5~7小時(shí)得到免燒磚。