赤泥-磷石膏复合材料中重金属浸出研究

为实现赤泥和磷石膏两大工业固废的资源化利用,采用未经改性处理的赤泥与磷石膏为原料,通过复合助剂的改性固化作用制备达到充填要求的复合材料。当赤泥用量为总原料质量的85%、磷石膏为5%时,复合材料养护28 d的抗压强度为4.34 MPa,达到了矿山充填力学性能要求。参照《固体废物浸出毒性浸出方法水平振荡法》（HJ 557—2010）和《块状废物或建材中无机组分扩散浸出行为测试容器实验》（EA NEN 7375—2004）对颗粒状和块状样品对比进行浸出实验,研究了赤泥-磷石膏复合材料中重金属元素（镉、铬、镍、钡）的浸出行为。结果表明,重金属浸出浓度由大到小依次为铬、钡、镍、镉;磷石膏掺量在5%以内时重金属元素浸出浓度及扩散系数变化较小,超过5%后重金属元素浸出率增加。对两种浸出方法复合材料中重金属元素的浸出行为进行动力学分析,发现重金属元素的浸出行为主要受扩散作用控制,在长期浸出过程中还受到耗竭作用和延滞作用控制。     

磷石膏添加量对赤泥基复合材料性能影响研究

为促进赤泥和磷石膏两大工业固废的资源化利用,以赤泥、磷石膏和胶凝材料(包括水泥、钢渣、矿渣)为原料制备复合材料砂浆,研究了磷石膏添加量对复合材料物化性质的影响。试验结果表明,当赤泥添加量为70%,磷石膏添加量为10%时,复合材料7 d抗压强度和28 d抗压强度分别为14.97 MPa和15.2 MPa。采用XRD、SEM-EDS、TG和FTIR对复合材料矿物结构和微观形貌进行表征和分析,结果表明加入适量磷石膏可有效填充复合材料的内部结构,提高机械性能;加入过量磷石膏会形成大量的钙矾石,增大复合材料内部孔径,同时磷石膏中磷、氟成分大量富集会降低复合材料机械性能;复合材料合理配比,可固定赤泥中的钠元素,有效缓解赤泥基建筑材料的泛霜行为。对复合材料进行浸出试验,ICP-OES检测表明复合材料浸出液中重金属元素浓度满足Ⅲ类地下水排放标准,可用于工程应用。