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近十年来我国硫酸生产的原料结构发生了重大调整,而冶金工业硫酸生产工艺中所产生的砷渣含有大量的As、Cd、Cu、Pb、Zn、Cr、Hg、F等重金属类有毒有害物质。由于其化学成分复杂且含有多种有毒有害物质,长期堆放不仅侵占土地,而且会严重污染地下水、土壤和农田,影响人体的健康和生态环境。本论文所研究的砷渣含有多种有毒有害物质,同时其含有大量的化学石膏等具有胶凝性的物质,可与粉煤灰和矿渣等配料化合,以及在添加剂的作用下实现对其稳定化固化处理,从而达到砷渣安全填埋、防治污染的目的。本论文充分分析砷渣、水泥、粉煤灰、矿渣和碎石在组成和潜在活性方面的特性,探索其稳定化固化途径,具有重要的现实意义。以特定的工业废渣粉煤灰和矿渣为主要原材料,以浇注成型、压制成型、煅烧浇注成型三种成型方式,从研究其性质入手,根据胶凝材料学的原理,选择添加剂作为激发剂充分激发活性材料的水化活性,同时,其中含有的化学石膏又是粉煤灰和矿渣活性的强力激发剂。本论文通过实验确定了胶凝材料的组成体系和最佳配合比为砷渣:水泥:粉煤灰:矿渣:碎石=1:0.4:0.2:0.2:0.2,水灰比0.4。早强剂三乙醇胺的用量为水泥总质量的0.05%,801胶用量为5ml/kg,氯化铁用量为总质量的1%。探讨了影响胶凝材料性能的主要工艺参数,借助XRD,SEM等现代测试手段对砷渣固化体的水化过程、水化产物、硬化机理和硬化体的微观结构进行了分析。本论文对砷渣固化体进行了多种预处理方式实验和养护方式实验,其最佳养护条件为固化体成型后先在室温下自然养护24h,待拆模后试体再放入24℃水泥(砼)试体养护箱养护15天,最后取出在室温下自然养护至28天。在最佳配比和最佳养护条件下砷渣与水泥、矿渣、粉煤灰、碎石等作用,形成的固化体在实验室条件下抗压强度可达10Mpa左右,工业化大试体应用可达7Mpa左右,足够达到相关填埋标准。各种重金属离子的浸出率均低于《中华人民共和国国家标准—危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3—1996)中规定的浸出毒性标准值,采用该方法处理砷渣量大,而且几乎不产生二次污染。本课题经济、有效,能真正实现对砷渣等危险固体废物的最终安全处置,并为该法的工业化应用提供可靠的依据和指导,为大冶公司的工艺改进提供参考,其成果具有重大的社会、经济和环境效益。