水泥固化基本理论
水泥是最常用的危险废物稳定剂,由于水泥是一种无机胶结材料,经过水化反应后可以生成坚硬的水泥固化体,所以在处理废物时最常用的是水泥固化技术。水泥的品种很多,例如,普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、矾土水泥、沸石水泥等都可以作为废物固化处理的基材。其中最常用的是普通硅酸盐水泥(也称为波特兰水泥),这种材料是用石灰石、粘上以及其他硅酸盐物质混合在水泥窑中的高温下锻烧,然后研磨成粉末状。它是钙、硅、铝及铁的氧化物的混合物。其主要成分是硅酸二钙和硅酸三钙。在用水泥稳定化时,是将废物与水泥混合起来,如果在废物中没有足够的水分,还要加水使之水化。水化以后的水泥形成与岩石性能相近的、整体的钙铝硅酸盐的坚硬晶体结构。这种水化以后的产物,被称为混凝土。废物被掺入水泥的基质中,在一定条件下,废物经过物理的、化学的作用更进一步减少它们在废物一水泥基质中的迁移率。典型的例子,如形成溶解性比金属离子小得多的金属氧化物。人们还经常把少量的飞灰、硅酸钠、膨润土或专利产品这些活性剂加人水泥中以增进反应过程。最终依靠所加药剂使粒状的像土壤的物料变成粘合的块,从而使大量的废物稳定化/固化。
以水泥为基础的稳定化/固化技术已经用来处置电镀污泥,这种污泥包含各种金属,如Cd, Cr, Cu, Pb, Ni, Zn。水泥也用来处理复杂的污泥,如多氯联苯、油和油泥;含有氯乙烯和二氯乙烷的废物;多种树脂;被稳定化/固化的塑?料;石棉;硫化物以及其他物料。实践证明,用水泥进行的稳定化/固化处置对As, Pb, Zn, Cu, Cd, Ni等的稳定化都是有效的。这种处置对有机物的效果目前尚无定论。
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