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实验2有害固体废物的固化处理

实验类型：综合性实验

实验开设属性：必开实验

学时数：4学时

一、实验目的

有害废物的固化处理是固体废物处理的一种常用方法。通过固化实验，了解固化基本原

理，初步掌握用固化法处理有害物的研究方法。

二、基本原理

将有害废物与固化剂或粘结剂，经混合后发生化学反应而形成坚硬的固状物，使有害物

质固定在固状物内，或是用武力方法将有害废物封包装起来的处理方法叫固化或稳定化。有

害废物经固化处理后，其渗透性和溶出性均可降低。所得固化能安全地运输和进行堆存或填

埋，对稳定性和强度适宜的产品可以作为筑路的基材使用。

固化处理划分为包胶固化、自胶固化、玻璃固化和水玻固化。包胶固化根据包胶材料的

不同，分为硅酸盐胶凝材料固化、石灰固化、热塑性固化和有机聚合物固化。包胶固化适用

于多种废物。自胶结固化只适用于含有大量能成为胶结剂的废物。玻璃固化和水玻璃固化一

般只适用于少量毒性特别大的废物处理，如高放射性废物的处理。

一般废物固化都采用包胶固化的方法，包胶固化是采用某种固化基材对废物进行包覆处

理的一种方法。一般分宏观包胶和微囊包胶。宏观包胶是把干燥的未稳定化处理的废物用包

胶材料在外围包上一层，使废物与环境隔离；微囊包胶是用包胶材料包覆废物的微粒。宏观

包胶工艺简单，但包胶一旦破裂，被包覆的有害废物就会进入环境造成污染。微囊包胶有利

于有害废物的安全处置，是目前采用较多的废物处理技术。

本实验采用水泥为基材，固化含铬废渣。

水泥基固化是利用水泥和水化合时产生水硬胶凝作用将废物包覆的一种方法。普通硅酸

盐水泥的主要成分为硅酸三钙、硅酸二钙、铝酸三钙和铁铝四钙，他们与水发生水化作用，

产生一系列反应：

水化后产生的胶体将水泥颗粒相互联结，渐渐变硬而凝结成为水泥石，在变硬凝结过程

中将砂、石子、饹馇等固体废物包裹在水泥石中。

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三、仪器设备和药品

（一）实验仪器设备

搅拌锅、拌和铲，振动台、养护箱、台秤、天平、标准稠度与凝结时间测定仪，压力测

试机、分光光度计、模子。

（二）实验材料及药品

普通硅酸盐水泥、饹渣和分析铬所需药品。

四、实验步骤

（1）制作固化体

称取水泥150g，总铬酸钾（化学纯）0.5g、1g、1.5g和2g。将水泥和总铬酸钾混匀后

缓缓加入50mL左右的水并搅拌，放置于养护箱内硬凝至少24H。

（2）有毒物质的浸出

将固化体浸泡于300mL蒸馏水中过夜，于第二天测定蒸馏水中六价铬的含量（六价铬

的测定方法见附录）。

五、实验记录与数据处理

配比

滤液中有毒物含量mg/L

有毒物溶出率%

m=V=

水泥水

浸出液pH=M=

重铬酸钾

滤液中有毒物质的含量m=

有毒物质的浸出率：m/M=

六、思考题

（1）水泥固化的原理

（2）水泥块为何需要在养护箱中养护一段时间？

（3）进行有毒物溶出率实验堆废渣处理有何意义？

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