1. 实验目的
有害固体废物的固化处理是固体废物处理的一种常用方法。通过固化实验,了解固化的基本原理,初步掌握用固化法处理有害物的研究方法。
2. 基本原理
将有害废物与固化剂或黏结剂,经混合后发生化学反应而形成坚硬的固状物,使有害物质固定在固状物内,或是用物理方法将有害固体废物密封包装起来的处理方法叫固化或稳定化。有害固体废物经固化处理后,其渗透性和溶出性均可降低。所得固化产品能安全地运输和进行堆存或填埋,对稳定性和强度适宜的固化产品可以作为筑路的基材使用。
固化处理划分为包胶固化、自胶固化、玻璃固化和水玻固化。包胶固化根据包胶材料的不同,分为硅酸盐胶凝材料固化、石灰固化、热塑性固化和有机聚合物固化。包胶固化适用于多种固体废物。自胶固化只适用于含有大量能成为胶结剂的固体废物。玻璃固化和水玻璃固化一般只适用于少量毒性特别大的固体废物处理,如高放射性固体废物的处理。
一般固体废物固化都采用包胶固化的方法,包胶固化是采用某种固化基材对固体废物进行包覆处理的一种方法。一般分宏观包胶和微囊包胶。宏观包胶是把干燥的、未稳定化处理的固体废物用包胶材料在外围包上一层,使固体废物与环境隔离;微囊包胶是用包胶材料包覆固体废物的微粒。宏观包胶工艺简单,但包胶一旦破裂,被包覆的有害固体废物就会进入环境造成污染。微囊包胶有利于有害固体废物的安全处置,是目前采用较多的固体废物处理技术。
本实验采用水泥为基材,固化含铬废渣。
水泥基固化是利用水泥和水化合时产生水硬胶凝作用将固体废物包覆的一种方法。普通硅酸盐水泥的主要成分为硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝四钙,它们与水发生水化作用,产生一系列反应:
水化后产生的胶体将水泥颗粒相互连接,渐渐变硬而凝结成为水泥石,在变硬凝结过程中将砂、石子、含铬废馇等固体废物包裹在水泥石中。
3. 实验设备和药品
(1) 实验仪器设备。
搅拌锅、拌和铲,振动台、养护箱、台秤、天平、标准稠度与凝结时间测定仪,压力测试机、分光光度计、模子。
(2) 实验材料及药品。
普通硅酸盐水泥、含铬废渣和分析铬所需的药品。
4. 实验步骤
(1) 制作固化体。
称取水泥150 g,重铬酸钾(化学纯)0.5 g、1 g、1.5 g和2 g。将水泥和重铬酸钾混匀后缓缓加入50 mL左右的水并搅拌,放置于养护箱内硬凝至少24 h。
(2) 有毒物质的浸出。
将固化体浸泡于300 mL蒸馏水中过夜,于第二天测定蒸馏水中六价铬的含量。
5. 实验记录与数据处理
(1) 实验记录如表5-4所示。
表5-4 实验记录
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