水泥固化工藝較為簡(jiǎn)單,通常是把有害固體廢物、水泥和其他添加劑一起與水混合,經(jīng)過(guò)一定的養(yǎng)護(hù)時(shí)間而形成堅(jiān)硬的固化體。固化工藝的配方是根據(jù)水泥的種類(lèi)處理要求以及廢物的處理要求制定的,大多數(shù)情況下需要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的試驗(yàn)。對(duì)于廢物穩(wěn)定化的基本要求是對(duì)關(guān)鍵有害物質(zhì)的穩(wěn)定效果,它基本上是通過(guò)低浸出速率體現(xiàn)的。除此之外,還需要達(dá)到一些特定的要求。影響水泥固化的因素很多,為在各種組分之間得到良好的匹配性能,在固化操作中需要嚴(yán)格控制以下的各種因素:
pH
因?yàn)榇蟛糠纸饘匐x子的溶解度與pH有關(guān),對(duì)于金屬離子的固定,pH有顯著的影響。當(dāng)pH較高時(shí),許多金屬離子將形成氫氧化物沉淀,而且pH高時(shí),水中的碳酸根濃度也高,有利于生成碳酸鹽沉淀。應(yīng)該注意的是,pH過(guò)高,會(huì)形成帶負(fù)電荷的羥基絡(luò)合物,溶解度反而升高。例如:pH
水、水泥和廢物的量比
水分過(guò)小,則無(wú)法保證水泥的充分水合作用,水分過(guò)大,則會(huì)出現(xiàn)泌水現(xiàn)象,影響固化塊的強(qiáng)度。水泥與廢物之間的量比應(yīng)用試驗(yàn)方法確定,主要是因?yàn)樵趶U物中往往存在妨礙水合作用的成分,它們的干擾程度是難以估計(jì)的。
凝固時(shí)間
為確保水泥廢物混合漿料能夠在混合以后有足夠的時(shí)間進(jìn)行輸送、裝桶或者澆注,必須適當(dāng)控制初凝和終凝的時(shí)間。通常設(shè)置初凝時(shí)間大于2 h,終凝時(shí)間在48 h以?xún)?nèi)。凝結(jié)時(shí)間的控制是通過(guò)加入促凝劑(偏鋁酸鈉、氯化鈣、氫氧化鐵等無(wú)機(jī)鹽)、緩凝劑(有機(jī)物、泥沙、硼酸鈉等)來(lái)完成的。
其他添加劑
為使固化體達(dá)到良好的性能,還經(jīng)常加入其他成分。例如,過(guò)多的硫酸鹽會(huì)由于生成水化硫酸鋁鈣而導(dǎo)致固化體的膨脹和破裂。如加入適當(dāng)數(shù)量的沸石或蛭石,即可消耗一定的硫酸或硫酸鹽。為減小有害物質(zhì)的浸出速率,也需要加入某些添加劑,例如,可加入少量非單質(zhì)硫化物以有效地固定重金屬離子等。
固化塊的成型工藝
主要目的是達(dá)到預(yù)定的機(jī)械強(qiáng)度。并非在所有的情況下均要求固化塊達(dá)到一定的強(qiáng)度,例如,對(duì)終的穩(wěn)定化產(chǎn)物進(jìn)行填埋或貯存時(shí),就無(wú)須提出強(qiáng)度要求。但當(dāng)準(zhǔn)備利用廢物處理后的固化塊作為建筑材料時(shí),達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度的要求就變得十分重要,通常需要達(dá)到100 kg/cm2以上的指標(biāo)。