本發(fā)明涉及環(huán)境巖土工程領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑及制備與使用方法。
背景技術(shù)：
：隨著我國城市功能及城市布局的調(diào)整，原位于城市中心區(qū)、郊區(qū)的企業(yè)，例如化工廠、金屬冶煉廠、電鍍廠等都逐步關(guān)?；蛘咄顺沁M(jìn)園，但工業(yè)、企業(yè)多年的生產(chǎn)過程，在其搬遷后遺留的土地中累積了大量污染物，不僅為遺留土地的高效利用帶來了阻力，也為周圍環(huán)境帶來嚴(yán)重的安全隱患。工業(yè)污染場(chǎng)地土壤重金屬污染呈現(xiàn)為重金屬物種類多、含量高及酸度大等特點(diǎn)。在重金屬污染場(chǎng)地的修復(fù)中，固化穩(wěn)定技術(shù)被廣泛采用。常用的固化劑主要包括水泥、石灰及磷酸鹽等材料，對(duì)重金屬固化穩(wěn)定化具有良好的效果，但也存在大量的缺點(diǎn)，例如生產(chǎn)水泥能耗大、溫室氣體排放多等；石灰、磷酸鹽為不可再生天然礦物、成本高等；而且磷酸鹽的大量施入，會(huì)嚴(yán)重改變土壤結(jié)構(gòu)及進(jìn)一步引發(fā)地下水、地表水的磷污染。綜上所述，傳統(tǒng)固化劑存在諸多缺陷，需要減少水泥及磷酸鹽材料的使用，尋找一種能固化穩(wěn)定重金屬，同時(shí)固化穩(wěn)定效率高、成本低廉、性能穩(wěn)定、材料來源廣泛且環(huán)境友好的新型固化劑成為環(huán)保科技工作者關(guān)注的焦點(diǎn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：發(fā)明目的：本發(fā)明的第一目的是提供一種能夠顯著降低重金屬污染土中的重金屬遷移性及毒性浸出量的強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑；本發(fā)明的第二目的是提供該重金屬污染土固化劑的制備方法；本發(fā)明的第三目的是提供該重金屬污染土固化劑的使用方法。技術(shù)方案：本發(fā)明所述適用于強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑，由以下質(zhì)量百分比的物料組成：鋼渣粉40-65％；過磷酸鈣粉20-50％；石膏粉3-21％。該固化劑的組成物料優(yōu)選為：鋼渣粉45-60％；過磷酸鈣粉25-45％；石膏粉8-16％。所述鋼渣粉為由以下方法制備而成的活化鋼渣粉：(1)將經(jīng)過磁選后的轉(zhuǎn)爐渣、平爐渣和電爐氧化渣等高活性鋼渣中的一種或多種經(jīng)過破碎過篩；得到的產(chǎn)物中取粒徑小于2mm的物料烘干至其含水率小于2％，優(yōu)選采用100-105℃的氣流烘干；得到的產(chǎn)物進(jìn)行研磨并過150-200目的篩后(例如可采用球磨)，再經(jīng)500℃-700℃煅燒1-2h(例如可以優(yōu)選采用電爐煅燒，節(jié)能實(shí)用)，得到鋼渣粉。(2)制備濃度為0.01-0.05mol/l的磷酸鹽溶液(該磷酸鹽優(yōu)選采用磷酸二氫鉀，其水溶液為酸性，對(duì)鋼渣活化效果更好)；(3)將鋼渣粉和硫酸鋁按照質(zhì)量比20-30:1混合，得到鋼渣粉混合料；(4)將所得鋼渣粉混合料與磷酸鹽溶液按照1：10-15的比例混合，在20-30℃下振蕩攪拌10-15h后靜置36-48h，得到凝膠狀沉淀物；(5)將凝膠狀沉淀物采用100-250℃的氣流烘干至其含水率小于2％，所得產(chǎn)物磨細(xì)過200目篩，得到活化鋼渣粉，其中，采用氣流烘干快速，藥劑不易結(jié)塊，方便后續(xù)藥劑生產(chǎn)。所述過磷酸鈣粉由以下方法制備而成：將p2o5含量為14-20％的過磷酸鈣采用100-250℃的氣流烘干至其含水率小于2％，研磨過150-200目篩。所述石膏粉為熟化脫硫石膏粉，由以下方法制備而成：將工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的脫硫石膏以60-80℃烘干至其質(zhì)量恒定，再在140-160℃下煅燒0.5-1h后冷卻(優(yōu)選電爐煅燒)，研磨過150-200目篩，得熟化脫硫石膏粉。所述適用于強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑的制備方法包括如下步驟：按重量百分比將鋼渣粉、過磷酸鈣粉以及石膏粉進(jìn)行混合，采用干法攪拌0.5-1h至混合均勻后過150-200目篩，得到固化劑。所述適用于強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑的使用方法為：將所述固化劑與重金屬污染土混合攪拌，其中，該固化劑用量為重金屬污染土干重質(zhì)量的5-15％，且該重金屬污染土的含水率為16-30％。所述重金屬污染土中粒徑小于0.075mm的顆粒含量為65-100％，其中重金屬鉛含量大于2000mg/kg，重金屬鋅含量大于2000mg/kg，重金屬銅含量大于2000mg/kg，重金屬鎳含量大于2000mg/kg。有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的顯著的優(yōu)點(diǎn)為：(1)重金屬固化效果佳。首先，本發(fā)明中涉及到的鋼渣活化過程能改善鋼渣的表面形態(tài)特征，有效增加其對(duì)重金屬離子的吸附效果；其次，鋼渣在石膏的激發(fā)作用下，其潛在的膠凝特性得以展現(xiàn)，對(duì)重金屬的磷酸鹽沉淀及氫氧化物沉淀進(jìn)行了有效的包裹作用，大大增強(qiáng)了單純使用過磷酸鈣的對(duì)重金屬的固化效果；再次，鋼渣中溶解出來的氧化鈣水化生成ca(oh)2，而過磷酸鈣的主要成分為ca(h2po4)2，兩者在水溶液環(huán)境下發(fā)生酸堿反應(yīng)生成大量羥基磷灰石晶體。羥基磷灰石能夠高效吸附絡(luò)合pb、zn、cu及ni等重金屬，其與重金屬生成的羥基磷灰石重金屬鹽溶解度較重金屬氫氧化物低幾十個(gè)數(shù)量級(jí)，同時(shí)其在酸性及堿性條件下溶解較低，固化效果更佳穩(wěn)定。(2)耐久性能好。傳統(tǒng)固化劑易受二氧化碳侵蝕及酸雨侵蝕的影響，產(chǎn)生固化污染土環(huán)境安全性及工程特性劣化衰減現(xiàn)象。本發(fā)明中涉及的固化劑能夠有效克服上述缺點(diǎn)，由于生成的重金屬磷酸鹽類沉淀團(tuán)聚在腐植酸粉粒周圍，其在多種ph環(huán)境下溶解度均較低，并且在鋼渣的水化產(chǎn)物c-s-h凝膠的包裹作用下，可以有效減小重金屬沉淀與酸性溶液的接觸；同時(shí)鋼渣本身具有極強(qiáng)的酸緩沖能力及吸收二氧化碳的能力，二氧化碳侵蝕作用下，生成caco3晶體進(jìn)一步填充固化體的孔隙，有效降低酸性溶液入滲量，進(jìn)一步增加固化體在惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定性。(3)有效利用廢物原料，環(huán)境友好型固化劑。首先，鋼渣作為一種工業(yè)廢渣，大面積堆積，已經(jīng)造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，通過對(duì)鋼渣的活化，有效提高了鋼渣的利用價(jià)值，變廢為寶。其次，鋼渣作為一種高堿性材料，直接用于重金屬污染土的固化穩(wěn)定化中，固化土ph較高，會(huì)給土地的后期開發(fā)利用帶來很多問題，通過活化改性，在有效增加了鋼渣對(duì)重金屬的固化效果的同時(shí)，也有效降低了固化土的ph，并且通過過磷酸鈣的添加，使其對(duì)重金屬的固化穩(wěn)定化效果達(dá)到最佳。再次，脫硫石膏也是一種工業(yè)廢渣，通過煅燒處理后能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)鋼渣的激發(fā)，增加鋼渣的水化活性及對(duì)重金屬的固化穩(wěn)定化效果。具體實(shí)施方式實(shí)施例1本發(fā)明適用于強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑，由以下質(zhì)量份的物料組成：鋼渣粉50％；過磷酸鈣粉35％；石膏粉15％。所述鋼渣粉為由以下方法制備而成的活化鋼渣粉：(1)將經(jīng)過磁選后的轉(zhuǎn)爐渣經(jīng)過破碎過篩；得到的產(chǎn)物中取粒徑小于2mm的物料烘干至其含水率為0.5％；得到的產(chǎn)物進(jìn)行研磨并過150目的篩后，再經(jīng)600℃煅燒1.5h，得到鋼渣粉；(2)制備濃度為0.05mol/l的磷酸二氫鉀溶液；(3)將鋼渣粉和硫酸鋁按照質(zhì)量比25:1混合，得到鋼渣粉混合料；(4)將所得鋼渣粉混合料與磷酸二氫鉀溶液按照固液比為1：12的比例混合，在30℃下振蕩攪拌15h后靜置48h，得到凝膠狀沉淀物；(5)將凝膠狀沉淀物采用200℃的氣流烘干至其含水率為0.5％，所得產(chǎn)物磨細(xì)過200目篩，得到活化鋼渣粉。該鋼渣粉堿度值為2.07。該鋼渣的主要成分及含量見表1，值得說明的是，適用于本發(fā)明的鋼渣并不局限于表1中的數(shù)據(jù)，其僅為本實(shí)施例所采用的鋼渣：表1鋼渣主要成分及含量主要化學(xué)成分caosio2al2o3fe2o3mgop2o5含量(％)36.3016.263.3218.668.351.26所述過磷酸鈣粉由以下方法制備而成：將p2o5含量為18％過磷酸鈣采用200℃的氣流烘干至其含水率為0.5％，研磨過200目篩。所述石膏粉為熟化脫硫石膏粉，由以下方法制備而成：將工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的脫硫石膏以70℃烘干至其質(zhì)量恒定，再在150℃下煅燒1h后冷卻，研磨過200目篩。所述適用于強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑包括以下步驟制備而成：將上述質(zhì)量份的活化鋼渣粉、過磷酸鈣粉以及石膏粉進(jìn)行混合，采用干法攪拌1h至混合均勻后過200目篩，得到固化劑。所述適用于強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑的使用方法具體為：將固化劑與重金屬污染土進(jìn)行原地混合攪拌，其中，該固化劑用量為重金屬污染土干重質(zhì)量的5％(占復(fù)合金屬污染土干重)。重金屬污染物有兩種：污染土a，取自某一工業(yè)污染場(chǎng)地的鉛、鋅復(fù)合污染土；污染土b，取自某二工業(yè)污染場(chǎng)地的銅、鎳復(fù)合污染土。其它主要理化特性如表2所示。表2污染土主要物理化學(xué)性質(zhì)實(shí)施例2與實(shí)施例1的制備過程和養(yǎng)護(hù)過程相同，所不同的是，固化劑的摻量為10％(固化劑占重金屬及有機(jī)物復(fù)合污染土干重)。實(shí)施例3與實(shí)施例1的制備過程和養(yǎng)護(hù)過程相同，所不同的是，固化劑的摻量為15％(固化劑占重金屬及有機(jī)物復(fù)合污染土干重)。對(duì)比例1不添加任何固化劑，僅取實(shí)施例1中的強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土樣。對(duì)比例2采用實(shí)施例1中的鋼渣不經(jīng)過活化制備固化劑，其他制備步驟不變，摻量與實(shí)施例3相同為15％。實(shí)施例4本發(fā)明適用于強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑，由以下質(zhì)量份的物料組成：鋼渣粉45％；過磷酸鈣粉45％；石膏粉10％。所述鋼渣粉為由以下方法制備而成的活化鋼渣粉：(1)將經(jīng)過磁選后的平爐渣經(jīng)過破碎過篩；得到的產(chǎn)物中取粒徑小于2mm的物料烘干至其含水率為1％；得到的產(chǎn)物進(jìn)行研磨并過200目的篩后，再經(jīng)700℃煅燒2h，得到鋼渣粉；(2)制備濃度為0.01mol/l的磷酸二氫鉀溶液；(3)將鋼渣粉和硫酸鋁按照質(zhì)量比20:1混合，得到鋼渣粉混合料；(4)將所得鋼渣粉混合料與磷酸二氫鉀溶液按照固液比為1：10的比例混合，在20℃下振蕩攪拌10h后靜置36h，得到凝膠狀沉淀物；(5)將凝膠狀沉淀物采用250℃的氣流烘干至其含水率為1％，所得產(chǎn)物磨細(xì)過200目篩，得到活化鋼渣粉。該鋼渣粉堿度值為1.8。所述過磷酸鈣粉由以下方法制備而成：將p2o5含量為14％過磷酸鈣采用250℃的氣流烘干至其含水率為1％，研磨過150目篩。所述石膏粉為熟化脫硫石膏粉，由以下方法制備而成：將工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的脫硫石膏以60℃烘干至其質(zhì)量恒定，再在140℃下煅燒0.5h后冷卻，研磨150目篩。所述適用于強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑包括以下步驟制備而成：將上述質(zhì)量份的鋼渣粉、過磷酸鈣粉以及石膏粉進(jìn)行混合，采用干法攪拌0.5h至混合均勻后過150目篩，得到固化劑。所述適用于強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑的使用方法具體為：將固化劑與重金屬污染土進(jìn)行原地混合攪拌，其中，該固化劑用量為重金屬污染土干重質(zhì)量的5％(占復(fù)合金屬污染土干重)，且該重金屬污染土的含水率為16％，重金屬污染土與實(shí)施例1中選用的污染土相同，其中該重金屬污染土中粒徑小于0.075mm的顆粒含量為65％。實(shí)施例5本發(fā)明適用于強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑，由以下質(zhì)量份的物料組成：鋼渣粉40％；過磷酸鈣粉50％；石膏粉10％。所述鋼渣粉為由以下方法制備而成的活化鋼渣粉：(1)將經(jīng)過磁選后的電爐氧化渣經(jīng)過破碎過篩；得到的產(chǎn)物中取粒徑小于2mm的物料烘干至其含水率為1.5％；得到的產(chǎn)物進(jìn)行研磨并過170目的篩后，再經(jīng)500℃煅燒1h，得到鋼渣粉；(2)制備濃度為0.03mol/l的磷酸二氫鉀溶液；(3)將鋼渣粉和硫酸鋁按照質(zhì)量比30:1混合，得到鋼渣粉混合料；(4)將所得鋼渣粉混合料與磷酸二氫鉀溶液按照固液比為1：15的比例混合，在25℃下振蕩攪拌12h后靜置42h，得到凝膠狀沉淀物；(5)將凝膠狀沉淀物采用100℃的氣流烘干至其含水率為1.5％，所得產(chǎn)物磨細(xì)過200目篩，得到活化鋼渣粉。該鋼渣粉堿度值為2.6。所述過磷酸鈣粉由以下方法制備而成：將p2o5含量為20％的過磷酸鈣采用225℃的氣流烘干至其含水率為1.5％，研磨過160目篩。所述石膏粉為熟化脫硫石膏粉，由以下方法制備而成：將工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的脫硫石膏以80℃烘干至其質(zhì)量恒定，再在160℃下煅燒0.75h后冷卻，研磨過160目篩。所述適用于強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑包括以下步驟制備而成：將上述質(zhì)量份的鋼渣粉、過磷酸鈣粉以及石膏粉進(jìn)行混合，采用干法攪拌0.75h至混合均勻后過160目篩，得到固化劑。所述適用于強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑的使用方法具體為：將固化劑與重金屬污染土進(jìn)行原地混合攪拌，其中，該固化劑用量為重金屬污染土干重質(zhì)量的10％(占復(fù)合金屬污染土干重)，且該重金屬污染土的含水率為30％，重金屬污染土與實(shí)施例1中選用的污染土相同，其中，該重金屬污染土中粒徑小于0.075mm的顆粒含量為82.5％。實(shí)施例6本發(fā)明適用于強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑，由以下質(zhì)量份的物料組成：鋼渣粉65％；過磷酸鈣粉27％；石膏粉8％。所述鋼渣粉為由以下方法制備而成的活化鋼渣粉：(1)將經(jīng)過磁選后的轉(zhuǎn)爐渣和平爐渣混合經(jīng)過破碎過篩；得到的產(chǎn)物中取粒徑小于2mm的物料烘干至其含水率為0.5％；得到的產(chǎn)物進(jìn)行研磨并過180目的篩后，再經(jīng)650℃煅燒1.75h，得到鋼渣粉；(2)制備濃度為0.04mol/l的磷酸二氫鉀溶液；(3)將鋼渣粉和硫酸鋁按照質(zhì)量比22:1混合，得到鋼渣粉混合料；(4)將所得鋼渣粉混合料與磷酸二氫鉀溶液按照固液比為1：13的比例混合，在22℃下振蕩攪拌13h后靜置40h，得到凝膠狀沉淀物；(5)將凝膠狀沉淀物采用150℃的氣流烘干至其含水率為0.5％，所得產(chǎn)物磨細(xì)過200目篩，得到活化鋼渣粉。該鋼渣粉堿度值為2.0。所述過磷酸鈣粉由以下方法制備而成：將p2o5含量為16％過磷酸鈣采用230℃的氣流烘干至其含水率為0.5％，研磨過180目篩。所述石膏粉為熟化脫硫石膏粉，由以下方法制備而成：將工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的脫硫石膏以75℃烘干至其質(zhì)量恒定，再在150℃下煅燒0.6h后冷卻，研磨過180目篩。所述適用于強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑包括以下步驟制備而成：將上述質(zhì)量份的鋼渣粉、過磷酸鈣粉以及石膏粉進(jìn)行混合，采用干法攪拌0.6h至混合均勻后過180目篩，得到固化劑。所述適用于強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑的使用方法具體為：將固化劑與重金屬污染土進(jìn)行原地混合攪拌。其中，該固化劑用量為重金屬污染土干重質(zhì)量的15％(占復(fù)合金屬污染土干重)，且該重金屬污染土的含水率為25％。所用重金屬污染土中粒徑小于0.075mm的顆粒含量為83％，重金屬污染土與實(shí)施例1中選用的污染土相同，其中，所述重金屬污染土中粒徑小于0.075mm的顆粒含量為100％。實(shí)施例7本發(fā)明適用于強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑，由以下質(zhì)量份的物料組成：鋼渣粉60％；過磷酸鈣粉25％；石膏粉15％。所述鋼渣粉為由以下方法制備而成的活化鋼渣粉：(1)將經(jīng)過磁選后的轉(zhuǎn)爐渣和電爐氧化渣混合經(jīng)過破碎過篩；得到的產(chǎn)物中取粒徑小于2mm的物料烘干至其含水率為0.5％；得到的產(chǎn)物進(jìn)行研磨并過150目的篩后，再經(jīng)600℃煅燒1.5h，得到鋼渣粉；(2)制備濃度為0.05mol/l的磷酸二氫鉀溶液；(3)將鋼渣粉和硫酸鋁按照質(zhì)量比25:1混合，得到鋼渣粉混合料；(4)將所得鋼渣粉混合料與磷酸二氫鉀溶液按照固液比為1：12的比例混合，在30℃下振蕩攪拌15h后靜置48h，得到凝膠狀沉淀物；(5)將凝膠狀沉淀物采用200℃的氣流烘干至其含水率為0.5％，所得產(chǎn)物磨細(xì)過200目篩，得到活化鋼渣粉。該鋼渣粉堿度值為2.2。所述過磷酸鈣粉由以下方法制備而成：將p2o5含量為18％過磷酸鈣采用200℃的氣流烘干至其含水率為0.5％，研磨過200目篩。所述石膏粉為熟化脫硫石膏粉，由以下方法制備而成：將工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的脫硫石膏以70℃烘干至其質(zhì)量恒定，再在150℃下煅燒1h后冷卻，研磨過200目篩。所述適用于強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑包括以下步驟制備而成：將上述質(zhì)量份的鋼渣粉、過磷酸鈣粉以及石膏粉進(jìn)行混合，采用干法攪拌1h至混合均勻后過200目篩，得到固化劑。所述適用于強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑的使用方法具體為：將固化劑與重金屬污染土進(jìn)行原地混合攪拌，其中，該固化劑用量為重金屬污染土干重質(zhì)量的5％(占復(fù)合金屬污染土干重)，且該重金屬污染土的含水率為25％，重金屬污染土與實(shí)施例1中選用的污染土相同，其中，該重金屬污染土中粒徑小于0.075mm的顆粒含量為90％。實(shí)施例8本發(fā)明適用于強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑，由以下質(zhì)量份的物料組成：鋼渣粉59％；過磷酸鈣粉20％；石膏粉21％。所述鋼渣粉為由以下方法制備而成的活化鋼渣粉：(1)將經(jīng)過磁選后的平爐渣和電爐氧化渣混合經(jīng)過破碎過篩；得到的產(chǎn)物中取粒徑小于2mm的物料烘干至其含水率為0.5％；得到的產(chǎn)物進(jìn)行研磨并過150目的篩后，再經(jīng)600℃煅燒1.5h，得到鋼渣粉；(2)制備濃度為0.05mol/l的磷酸二氫鉀溶液；(3)將鋼渣粉和硫酸鋁按照質(zhì)量比25:1混合，得到鋼渣粉混合料；(4)將所得鋼渣粉混合料與磷酸二氫鉀溶液按照固液比為1：12的比例混合，在30℃下振蕩攪拌15h后靜置48h，得到凝膠狀沉淀物；(5)將凝膠狀沉淀物采用200℃的氣流烘干至其含水率為0.5％，所得產(chǎn)物磨細(xì)過200目篩，得到活化鋼渣粉。該鋼渣粉堿度值為2.1。所述過磷酸鈣粉由以下方法制備而成：將p2o5含量為18％過磷酸鈣采用200℃的氣流烘干至其含水率為0.5％，研磨過200目篩。所述石膏粉為熟化脫硫石膏粉，由以下方法制備而成：將工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的脫硫石膏以70℃烘干至其質(zhì)量恒定，再在150℃下煅燒1h后冷卻，研磨過200目篩。所述適用于強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑包括以下步驟制備而成：將上述質(zhì)量份的鋼渣粉、過磷酸鈣粉以及石膏粉進(jìn)行混合，采用干法攪拌1h至混合均勻后過200目篩，得到固化劑。所述適用于強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑的使用方法具體為：將固化劑與重金屬污染土進(jìn)行原地混合攪拌，其中，該固化劑用量為重金屬污染土干重質(zhì)量的10％(占復(fù)合金屬污染土干重)，且該重金屬污染土的含水率為23％，重金屬污染土與實(shí)施例1中選用的污染土相同，其中，該重金屬污染土中粒徑小于0.075mm的顆粒含量為75％。實(shí)施例9本發(fā)明適用于強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑，由以下質(zhì)量份的物料組成：鋼渣粉60％；過磷酸鈣粉24％；石膏粉16％。所述鋼渣粉為由以下方法制備而成的活化鋼渣粉：(1)將經(jīng)過磁選后的轉(zhuǎn)爐渣經(jīng)過破碎過篩；得到的產(chǎn)物中取粒徑小于2mm的物料烘干至其含水率為0.5％；得到的產(chǎn)物進(jìn)行研磨并過150目的篩后，再經(jīng)600℃煅燒1.5h，得到鋼渣粉；(2)制備濃度為0.05mol/l的磷酸二氫鉀溶液；(3)將鋼渣粉和硫酸鋁按照質(zhì)量比25:1混合，得到鋼渣粉混合料；(4)將所得鋼渣粉混合料與磷酸二氫鉀溶液按照固液比為1：12的比例混合，在30℃下振蕩攪拌15h后靜置48h，得到凝膠狀沉淀物；(5)將凝膠狀沉淀物采用200℃的氣流烘干至其含水率為0.5％，所得產(chǎn)物磨細(xì)過200目篩，得到活化鋼渣粉。該鋼渣粉堿度值為2.4。所述過磷酸鈣粉由以下方法制備而成：將p2o5含量為18％過磷酸鈣采用200℃的氣流烘干至其含水率為0.5％，研磨過200目篩。所述石膏粉為熟化脫硫石膏粉，由以下方法制備而成：將工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的脫硫石膏以70℃烘干至其質(zhì)量恒定，再在150℃下煅燒1h后冷卻，研磨過200目篩。所述適用于強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑包括以下步驟制備而成：將上述質(zhì)量份的鋼渣粉、過磷酸鈣粉以及石膏粉進(jìn)行混合，采用干法攪拌1h至混合均勻后過200目篩，得到固化劑。所述適用于強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑的使用方法具體為：將固化劑與重金屬污染土進(jìn)行原地混合攪拌，其中，該固化劑用量為重金屬污染土干重質(zhì)量的15％(占復(fù)合金屬污染土干重)，且該重金屬污染土的含水率為23％，重金屬污染土與實(shí)施例1中選用的污染土相同，其中，該重金屬污染土中粒徑小于0.075mm的顆粒含量為82.5％。實(shí)施例10本發(fā)明適用于強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑，由以下質(zhì)量份的物料組成：鋼渣粉60％；過磷酸鈣粉37％；石膏粉3％。所述鋼渣粉為由以下方法制備而成的活化鋼渣粉：(1)將經(jīng)過磁選后的轉(zhuǎn)爐渣經(jīng)過破碎過篩；得到的產(chǎn)物中取粒徑小于2mm的物料烘干至其含水率為0.5％；得到的產(chǎn)物進(jìn)行研磨并過150目的篩后，再經(jīng)600℃煅燒1.5h，得到鋼渣粉；(2)制備濃度為0.05mol/l的磷酸二氫鉀溶液；(3)將鋼渣粉和硫酸鋁按照質(zhì)量比25:1混合，得到鋼渣粉混合料；(4)將所得鋼渣粉混合料與磷酸二氫鉀溶液按照固液比為1：12的比例混合，在30℃下振蕩攪拌15h后靜置48h，得到凝膠狀沉淀物；(5)將凝膠狀沉淀物采用200℃的氣流烘干至其含水率為0.5％，所得產(chǎn)物磨細(xì)過200目篩，得到活化鋼渣粉。該鋼渣粉堿度值為2.5。所述過磷酸鈣粉由以下方法制備而成：將p2o5含量為18％過磷酸鈣采用200℃的氣流烘干至其含水率為0.5％，研磨過200目篩。所述石膏粉為熟化脫硫石膏粉，由以下方法制備而成：將工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的脫硫石膏以70℃烘干至其質(zhì)量恒定，再在150℃下煅燒1h后冷卻，研磨過200目篩。所述適用于強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑包括以下步驟制備而成：將上述質(zhì)量份的鋼渣粉、過磷酸鈣粉以及石膏粉進(jìn)行混合，采用干法攪拌1h至混合均勻后過200目篩，得到固化劑。所述適用于強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑的使用方法具體為：將固化劑與重金屬污染土進(jìn)行原地混合攪拌，其中，該固化劑用量為重金屬污染土干重質(zhì)量的15％(占復(fù)合金屬污染土干重)，且該重金屬污染土的含水率為23％，重金屬污染土與實(shí)施例1中選用的污染土相同，其中，該重金屬污染土中粒徑小于0.075mm的顆粒含量為82.5％。實(shí)施例11對(duì)實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3、對(duì)比例1、對(duì)比例2、實(shí)施例4、實(shí)施例5、實(shí)施例6、實(shí)施例7、實(shí)施例8、實(shí)施例9和實(shí)施例10中實(shí)施后的樣土用保鮮袋裹緊密封，在20℃、濕度大于95％條件下養(yǎng)護(hù)28天后的固化污染土做毒性浸出試驗(yàn)：試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：國家環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《固體廢物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(hj/t299-2007)。試驗(yàn)過程：將養(yǎng)護(hù)后的固化污染土，稱取其中50g樣品置于105℃下烘干，恒重至兩次稱量值的誤差小于±1％，計(jì)算得到樣品含水率。按照含水率計(jì)算修復(fù)土干重，稱取干基質(zhì)量為10g的修復(fù)土樣，并按照《固體廢物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(hj/t299-2007)規(guī)定的方法及步驟進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。表3毒性浸出試驗(yàn)結(jié)果(mg/l)硫酸硝酸法浸出方法被用來評(píng)價(jià)固體廢物是否為危險(xiǎn)廢物的標(biāo)準(zhǔn)，也是分析固體廢物在酸性降雨作用下的污染物浸出毒性特征的常用方法。從表4的毒性浸出試驗(yàn)結(jié)果，通過比較實(shí)施例1-10可以看出：摻有本發(fā)明固化劑的修復(fù)土，其浸出液中zn、pb、ni及cu的浸出濃度均隨著固化劑的摻加量增加而減小，通過對(duì)比例1可知，未處理的源污染土中的重金屬遷移性極強(qiáng)，重金屬zn、pb、ni及cu的浸出量遠(yuǎn)高于《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》(gb5085.3-2007)中的界限值，結(jié)合實(shí)施例1-10可以發(fā)現(xiàn)固化劑的添加能夠顯著降低重金屬的溶出量，增加環(huán)境安全性。從實(shí)施例3和對(duì)比例2對(duì)比可知，添加本發(fā)明中的固化劑并養(yǎng)護(hù)28天后，重金屬的穩(wěn)定性都有所提高，實(shí)施例3中的穩(wěn)定效果更為明顯，其浸出量遠(yuǎn)低于《危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出毒性鑒別》(gb5085.3-2007)中的界限值，而對(duì)比例2中的固化劑內(nèi)的鋼渣粉未經(jīng)活化僅僅由負(fù)載磷酸鹽的生物炭配制，其能夠在一地程度上降低重金屬zn、pb、ni及cu在土壤中的遷移特性，降低其對(duì)環(huán)境安全性的危害，仍可以滿足本發(fā)明的基本要求，由此可知，對(duì)所用鋼渣進(jìn)行活化改性處理，可有效增強(qiáng)對(duì)固化劑對(duì)重金屬的固化穩(wěn)定效果，如果鋼渣不經(jīng)過活化處理，也能在一定程度上實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)效果。實(shí)施例12對(duì)實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3、對(duì)比例1、對(duì)比例2、實(shí)施例4、實(shí)施例5、實(shí)施例6、實(shí)施例7、實(shí)施例8、實(shí)施例9和實(shí)施例10按實(shí)施例11的方法養(yǎng)護(hù)后的固化污染土做修復(fù)土酸堿度試驗(yàn)：試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：土壤的ph值的測(cè)試方法4972-01。試驗(yàn)過程：將養(yǎng)護(hù)后的固化污染土，稱取其中50g樣品置于105℃下烘干，恒重至兩次稱量值的誤差小于±1％，計(jì)算得到樣品含水率。按照含水率計(jì)算修復(fù)土干重，過1mm篩并稱取干基質(zhì)量為10g的修復(fù)土樣，與10g蒸餾水?dāng)嚢杌旌?，靜置1h后測(cè)試溶液ph值。試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。表4酸堿度試驗(yàn)結(jié)果固化土體的酸堿度是評(píng)價(jià)固化劑固化重金屬效果的一項(xiàng)重要指標(biāo)，其對(duì)修復(fù)場(chǎng)地的二次利用的開發(fā)方式和程度的影響重大。由表5酸堿度試驗(yàn)結(jié)果，通過實(shí)施例1-3和對(duì)比例1的比較可知，添加固化劑后，固化土體的ph顯著提高，養(yǎng)護(hù)28天后，對(duì)于污染土的ph值均在6～9之間，接近中性，有利于修復(fù)場(chǎng)地的利用，同時(shí)實(shí)施例4-10中固化土體的ph也顯著提高，養(yǎng)護(hù)28天后，對(duì)于污染土的ph值也均在6～9之間，接近中性；對(duì)比例2相對(duì)于實(shí)施例3由于沒有對(duì)鋼渣進(jìn)行活化處理，導(dǎo)致ph值略高，但也能基本實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案，如果ph持續(xù)升高會(huì)給土地后期開發(fā)利用帶來很多問題。實(shí)施例13無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：《公路土工試驗(yàn)規(guī)程jtge40-2007》。試驗(yàn)過程：采用ysh-2型應(yīng)變控制式無側(cè)限抗壓強(qiáng)度儀進(jìn)行，軸向應(yīng)變速率1％/min。相應(yīng)養(yǎng)護(hù)齡期下，測(cè)試固化土的無側(cè)限抗壓強(qiáng)度，取3個(gè)平行樣再取平均值。試驗(yàn)結(jié)果如表5所示。表5無側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果(kpa)土樣實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3對(duì)比例1對(duì)比例2實(shí)施例4a152.3252.7325.287.2173.5154.3b202.6268.5399.492.5246.3199.4土樣實(shí)施例5實(shí)施例6實(shí)施例7實(shí)施例8實(shí)施例9實(shí)施例10a253.5333.2156.1256.1321.7319.2b266.3398.3201.1270.3400.5398.5由表5可知：與素土(對(duì)比例1)的強(qiáng)度相比，上述實(shí)施例1-10和對(duì)比例2的強(qiáng)度均明顯增加，且隨著固化劑摻量增加而增加。由實(shí)施例3和對(duì)比例2比較可知，活化后的鋼渣制備的藥劑強(qiáng)度方面優(yōu)勢(shì)明顯，強(qiáng)度方面的優(yōu)勢(shì)也是影響重金屬毒性浸出量的重要因素。實(shí)施例14對(duì)實(shí)施例1、實(shí)施例2、實(shí)施例3、對(duì)比例1、對(duì)比例2、實(shí)施例4、實(shí)施例5、實(shí)施例6、實(shí)施例7、實(shí)施例8、實(shí)施例9和實(shí)施例10按實(shí)施例11的方法實(shí)施的污染土進(jìn)行植物毒性試驗(yàn)(種子發(fā)芽率試驗(yàn))：試驗(yàn)過程：種子發(fā)芽率試驗(yàn)采用對(duì)土壤中重金屬污染物含量較為敏感的黃豆，以其發(fā)芽率作為生態(tài)指標(biāo)對(duì)重金屬及有機(jī)物復(fù)合污染土壤進(jìn)行毒性分析，是較為常用的從生態(tài)毒理學(xué)角度衡量土壤環(huán)境質(zhì)量和土壤污染的重要方法。首先應(yīng)將養(yǎng)護(hù)28天后的素土及修復(fù)土，自然風(fēng)干并過2mm篩備用。每個(gè)樣品取4kg的土壤(素土或各修復(fù)土)裝盆(上口直徑為25cm，底部直徑為20cm，高為20cm)，培土高度為18cm；用蒸餾水將盆中土壤澆透至持水率為60％，其后保持持水率不變并在室內(nèi)浸潤放置2天；最后播種黃豆，黃豆播種在深度0.3cm左右，每盆播種100粒；播種后定期采用噴灑方式保持適宜的土壤濕度，使種子在室內(nèi)向陽處、室溫18-22℃、自然采光條件下發(fā)芽。發(fā)芽率＝(發(fā)芽種子粒數(shù)/供試種子粒數(shù))×100％。試驗(yàn)結(jié)果如表6所示。表6種子發(fā)芽率(％)種子發(fā)芽率試驗(yàn)可以反映出土壤對(duì)植物的毒害作用。從表6可以看出：素土(對(duì)比例1，即未添加固化劑的污染土)中重金屬含量很高，嚴(yán)重影響種子的發(fā)芽率，污染土中的黃豆種子發(fā)芽率僅為8％和12％。而對(duì)比例2中的固化劑則一定程度上提高了發(fā)芽率，但是提升幅度有限，僅能達(dá)到45％和53％的發(fā)芽率，說明本發(fā)明采用未經(jīng)活化的鋼渣粉制得的固化劑中對(duì)污染土內(nèi)的重金屬有一定的穩(wěn)定作用，當(dāng)時(shí)作用有限；相反，本發(fā)明實(shí)施例1-10中的固化劑修復(fù)土的種子發(fā)芽率在多種摻量的情況下均大于85％，最高甚至能達(dá)到100％(實(shí)施例3)。實(shí)施例1、2、3和對(duì)比例1的差異表明，本發(fā)明固化劑修復(fù)強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土生態(tài)友好，有利于修復(fù)后場(chǎng)地周邊的植物及微生物發(fā)育生長，實(shí)施例3和對(duì)比例2對(duì)比說明對(duì)鋼渣的活化處理也可以有效的減少土壤對(duì)植物的毒害作用，從側(cè)面反映出其對(duì)重金屬的固化穩(wěn)定能力。當(dāng)前第1頁12