工业矿渣-氧化镁碳化/稳定化重金属Pb/Zn污染土的试验研究开题报告

1. 研究目的与意义

早期的对于重金属污染土固化/稳定化修复处理的固化剂主要是水泥，但是由于水泥生产成本高，消耗大，反应时间长，因此寻找新型固化剂是现在发展主流。

本项研究主要是通过利用不同比例的工业矿渣、氧化镁来和重金属污染土反应，以此来确定工业矿渣-氧化镁是否对重金属污染土的固化反应有效果以及在哪种比例下固化效果最好。

如果实验研究结果证明工业矿渣、氧化镁固化碳化作用效果好，因其相较于水泥生产成本低，固化时间短，投入使用后可以大大降低治理成本，缩短固化时间。

2. 国内外研究现状分析

刘松玉，李晨通过对mgo的活性的控制来进行研究，最后发现氧化镁的活性对碳化固化效果有显著影响，氧化镁活性含量越高，试样碳化后碳化速度快，试样更为密实，而且氧化镁相较于水泥在较短时间内就可达到特定强度，且ph值远低于水泥固化后的ph值。

蔡光华等通过初始含水率对氧化镁的碳化粉土强度和电阻率的影响方面来进行研究，实验证明，随着初始含水率增加，试样近似地由脆性向塑性发展；无侧限抗压强度大体上随初始含水率增加而减小，随碳化时间增加而增加；氧化镁固化土碳化前后的电阻率均随含水率呈幂函数递减，且碳化后的电阻率明显高于碳化前的电阻率；氧化镁碳化土ph值和电导率均随初始含水率增加呈先减小后增加趋势，且碳化时间越长，ph值和电导率越小。

邵艳等通过将cao和石膏作为激发剂掺入粒化高炉矿渣微粉(ggbs)中，制备ggbs cao 石膏固化黏土，通过无线侧限抗压强度试验研究固化黏土的强度变化规律。

3. 研究的基本内容与计划

试验对象：粉土和淤泥质土试验所用材料：工业矿渣粉、活性氧化镁、co2气体、重金属pb/zn主要试验内容：不同重金属浓度污染土处理前后土的液塑限、容重、含水率、颗粒分析、ph值、电导率、无侧限抗压强度等。

试验方案：固化剂的总掺量设计为15%；矿渣：mgo的质量比为75:25、50:50和25:75，重金属pb/zn的浓度为0.5%、1.0%和2.0%养护时间为28 d，在co2通气压力为200kpa时，碳化时间为12h。

试验中在研究一种影响因素时，固定其他因素不变。

4. 研究创新点

相较于目前使用的主流固化剂水泥，由于其成本高，耗费大，固化时间长，工业矿渣-氧化镁生产成本较低，耗费少，固化时间可以缩短。

而且工业矿渣本来就是工业生产中的废渣，现在用来修复固化土相当于是一种废物再利用。

而现在大多数研究人员主要是针对mgo对于重金属土壤固化修复的研究，针对工业矿渣或者工业矿渣和mgo混合后作为固化剂对重金属土壤的固化效果研究较少，因此本次实验是一次创新性实验研究，实验结果也可作为研究新型固化剂的一种参照。