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格控制以下的各種因素:
pH
因為大部分金屬離子的溶解度與pH有關,對于金屬離子的固定,pH有顯著的影響。當pH較高時,許多金屬離子將形成氫氧化物沉淀,而且pH高時,水中的碳酸根濃度也高,有利于生成碳酸鹽沉淀。應該注意的是,pH過高,會形成帶負電荷的羥基絡合物,溶解度反而升高。例如:pH<9時,銅主要以Cu(OH)2沉淀的形式存在,當pH>9時,則形成Cu(OH)3-絡合物,溶解度增加。許多金屬離子都有這種性質(zhì),如Pb當pH>9.3時,Zn當pH>9.2時Cd當pH>11.1時,Ni當pH>10.2時,都會形成金屬絡合物,造成溶解度增加。
水、水泥和廢物的量比
水分過小,則無法保證水泥的充分水合作用,水分過大,則會出現(xiàn)泌水現(xiàn)象,影響固化塊的強度。水泥與廢物之間的量比應用試驗方法確定,主要是因為在廢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的。
凝固時間
為確保水泥廢物混合漿料能夠在混合以后有足夠的時間進行輸送、裝桶或者澆注,必須適當控制初凝和終凝的時間。通常設置初凝時間大于2 h,終凝時間在48 h以內(nèi)。凝結(jié)時間的控制是通過加入促凝劑(偏鋁酸鈉、氯化鈣、氫氧化鐵等無機鹽)、緩凝劑(有機物、泥沙、硼酸鈉等)來完成的。
其他添加劑
為使固化體達到良好的性能,還經(jīng)常加入其他成分。例如,過多的硫酸鹽會由于生成水化硫酸鋁鈣而導致固化體的膨脹和破裂。如加入適當數(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
主要目的是達到預定的機械強度。并非在所有的情況下均要求固化塊達到一定的強度,例如,對終的穩(wěn)定化產(chǎn)物進行填埋或貯存時,就無須提出強度要求。但當準備利用廢物處理后的固化塊作為建筑材料時,達到預定強度的要求就變得十分重要,通常需要達到100 kg/cm2以上的指標。