一种针对机制砂的无害化处理溶液及其配制方法和应用与流程

本发明涉及建筑材料，尤其是涉及一种针对水洗机制砂残留絮凝剂的无害化处理溶液及其配制方法和应用。

背景技术：

1、随着天然砂石资源限制开采有关政策的发布，天然砂开采量下降且价格上涨，同时建设工程中用砂石持续维持高需求量，机制砂已成混凝土生产的主要原材料。

2、机制砂是通过破碎石材获得，生产过程中产生大量粉尘，为降低粉尘污染及机制砂中存在的泥浆等杂质，大多采取循环水洗方式处理，为降低生产成本并满足环保要求，多使用絮凝剂加速洗砂水中杂质的沉淀净化。制砂企业选用的絮凝剂一般为阴离子型聚丙烯酰胺，成本较低且絮凝效果较好，但导致机制砂中普遍存在残留絮凝剂?；粕爸胁辛舻木郾０坊嵩斐删埕人嵬饧蛹敛袅肯灾黾?，同时影响混凝土流动性和经时损失，降低混凝土抗压强度，延缓水泥凝结时间。

3、cn113336462a提出了先使用紫外可见分光光度计测定水洗后机制砂中残留絮凝剂的含量，在残留量低于0.01‰时采用低压汞灯对传送带上的机制砂进行照射，达到辐射降解的目的，但紫外可见分光光度计操作复杂且在搅拌站不易维护，同时传送带上的砂厚薄不均，中间砂经常堆积，汞灯发射的紫外线难以穿透到砂内部降解絮凝剂，因而实施效果难以达到预期。cn114920509a通过加入含氯或含溴化合物作为降解剂，可显著消除絮凝剂对混凝土工作性负面作用。但由于氯离子达到阈值后，会腐蚀钢筋，此法只适用于絮凝剂的残留量低于0.01％的机制砂混凝土的配制。综上所述，开发一种溶液既可以无害化处理水洗机制砂中残留的絮凝剂，同时也能提升混凝土的强度和抗冻性，对建筑材料行业未来的可持续发展十分重要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种针对水洗机制砂残留絮凝剂的无害化处理溶液及其配制方法和应用，以解决现有技术中存在的处理液对环境不友好，而且降低混凝土强度及抗冻性等技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种针对水洗机制砂残留絮凝剂的无害化处理溶液，包含氧化剂、催化剂、包裹剂和/或稳定剂；

3、所述氧化剂选自对苯二酚、邻苯三酚和/或高铁酸盐中的一种或多种混合物；

4、所述催化剂为掺杂改性t?io2；

5、所述包裹剂选自熟石灰和/或生石灰；

6、聚丙烯酰胺的极性基团(酰胺基和羰基)与钙离子形成配位，可减少聚丙烯酰胺在机制砂表面的吸附，同时石灰在溶解过程中发生结晶反应，与机制砂中水泥结合形成共晶体，把泥胶结成整体，降低了水泥对聚羧酸减水剂的吸附。石灰与空气中的二氧化碳发生碳酸化反应，生成的碳酸物质(caco3)通过静电作用、范德华作用持续包裹在聚丙烯酰胺表面，不断消耗二氧化碳的同时，处理后的机制砂加入混凝土体系后发生火山灰反应，在后期水泥浆体中起到“补钙”作用，提升混凝土抗压强度。另外，石灰本身对环境友好，降碳节本，应用广泛。

7、优选地，所述高铁酸盐选自高铁酸钠、高铁酸钾和/或高铁酸钙中的一种或多种混合物。

8、高铁酸盐是一种高效的强氧化剂，对聚丙烯酰胺有显著的降解和降粘效果，在反应过程中产生的feo42-、hfeo43-以及o˙是关键中间产物，均具有氧化性。同时降解后产物三价铁离子(fe3+)具有典型的絮凝作用，在碱性条件下，生成的fe(oh)3絮状沉淀可夹带未降解的聚丙烯酰胺和中间体共同聚集沉淀，fe3+能够通过“架桥”方式与聚丙烯酰胺互相交织在一起聚集成团，同时fe3+可促进混凝土的晚期强度发展，提高混凝土的耐久性和抗冻性。

9、进一步，所述掺杂改性tio2选自硫掺杂tio2、硅掺杂tio2和/或磷掺杂tio2中的一种或多种混合物。

10、优选地，所述掺杂改性tio2为硫掺杂tio2，掺杂离子硫的半径比o2-大，晶格畸变产生氧缺陷，导致tio2的吸收带边移更低的能级范围，从而提升tio2可见光催化活性，使在可见光范围内实现对聚丙烯酰胺的降解，聚丙烯酰胺被分解为羰基碎片以及少量小分子丙烯酰胺，羧基可吸附在水泥颗粒的表面，起到分散作用，提高混凝土保坍性能。且硫掺杂tio2化学稳定性高、无毒、价廉。

11、同时，高铁酸盐与硫掺杂tio2联用，通过产生活性自由基等活性物种协同降解聚丙烯酰胺。

12、进一步地，所述稳定剂选自醋酸钠或次氯酸钠。

13、进一步地，各组份的质量比如下：

14、所述氧化剂2.0-5.0％、催化剂1.0-2.0％、包裹剂1.0-5.0％、稳定剂0.5-1.0％、余量为水88-94％。

15、本发明提供了一种上述无害化处理液的配制方法，包括具体步骤如下：

16、步骤一，按照质量百分比称重，氧化剂2.0-5.0％、催化剂tio21.0-2.0％、包裹剂1.0-5.0％、稳定剂0.5-1.0％、余量为水88-94％；

17、步骤二，将1.0-5.0％的包裹剂溶解到水中并持续搅拌；

18、步骤三，当反应温度为35-40℃时，加入2.0-5.0％的氧化剂并持续搅拌；

19、步骤四，当反应温度为环境温度时，依次加入0.5-1.0％的稳定剂、1.0-2.0％的催化剂，既得到所述无害化处理溶液。

20、本发明还提供了一种使用上述的无害化处理溶液对水洗机制砂进行处理的方法，处理步骤如下：

21、步骤s1，在运往料堆的输送皮带上方，沿着输送皮带的方向安装自动喷雾器；

22、步骤s2，将所述无害化处理溶液加入到所述自动喷雾器中；

23、步骤s3，将破碎的水洗机制砂转运至步骤s1所述输送皮带上，同步开启所述自动喷雾器，喷洒无害化处理溶液；

24、步骤s4，将覆有无害化处理溶液的水洗机制砂暴露在自然光下进行降解。

25、进一步地，所述自动喷雾器设置数量应不少于2台，距离运输皮带高度为1.0-1.5m；

26、所述自动喷雾器之间的距离为2-3m，。

27、进一步地，所述自动喷雾器的单吨喷洒量为5-10kg。

28、进一步地，步骤s4中所述降解时间应不少于24小时。

29、采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

30、本发明提供的一种水洗机制砂残留絮凝剂的无害化处理溶液，通过在溶液中加入适量的氧化剂、催化剂、包裹剂，不仅达到了在可见光范围内实现对絮凝剂聚丙烯酰胺的有效降解和包裹，同时还起到了提高混凝土耐久性、抗冻性的作用，有效提升了混凝土的强度。本发明还提供了处理液的配制及使用方法，简便且易操作，对环境友好，降碳节本效果显著。

技术特征：

1.一种针对水洗机制砂残留絮凝剂的无害化处理溶液，其特征在于，包含氧化剂、催化剂、包裹剂和/或稳定剂；

2.根据权利要求1所述的无害化处理液，其特征在于，所述高铁酸盐选自高铁酸钠、高铁酸钾和/或高铁酸钙中的一种或多种混合物。

3.根据权利要求1所述的无害化处理液，其特征在于，所述掺杂改性tio2选自硫掺杂tio2、硅掺杂tio2和/或磷掺杂tio2中的一种或多种混合物。

4.根据权利要求1所述的无害化处理液，其特征在于，所述稳定剂选自醋酸钠或次氯酸钠。

5.根据权利要求1所述的无害化处理液，其特征在于，各组份的质量比如下：

6.一种根据权利要求1-5任一项所述的无害化处理溶液的配制方法，其特征在于，包括具体步骤如下：

7.一种使用根据权利要求1所述的无害化处理溶液对水洗机制砂进行处理的方法，其特征在于，处理步骤如下：

8.根据权利要求7所述的处理方法，其特征在于，所述自动喷雾器设置数量应不少于2台，距离运输皮带高度为1.0-1.5m，所述自动喷雾器之间的距离为2-3m。

9.根据权利要求8所述的处理方法，其特征在于，所述自动喷雾器的单吨喷洒量为5-10kg。

10.根据权利要求7所述的处理方法，其特征在于，步骤s4中所述降解时间应不少于24小时。

技术总结
本发明提供了一种水洗机制砂残留絮凝剂的无害化处理溶液，包含按质量百分比计的组份：2.0?5.0％的氧化剂、1.0?2.0％的催化剂、1.0?5.0％的包裹剂和/或0.5?1.0％的稳定剂，余量为水。本发明提供的无害化处理液及其应用不仅实现了在可见光范围内对絮凝剂聚丙烯酰胺的有效降解，同时还起到了提高混凝土耐久性、抗冻性的作用，有效提升了混凝土的强度。本发明还提供了处理液的配制及使用方法，简便且易操作，对环境友好，降碳节本效果显著。

技术研发人员：王军,刘明,王琴,杨文,张书国,曾超,高阳,王福涛,赵鹏鹏,彭?；?br/>受?；さ募际跏褂谜撸?/b>中建西部建设建材科学研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/8