水泥固化技術(shù)是將廢物和水泥混合，經(jīng)水化反應(yīng)后形成堅(jiān)硬的水泥固化體，從而達(dá)到降低廢物中危險(xiǎn)成分浸出的目的?？梢杂米鞴袒瘎┑乃嗥贩N很多，通常有普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、礬土水泥和沸石水泥。水泥固化過(guò)程中，由于廢物組成的特殊性，常會(huì)遇到混合不均勻、過(guò)早或過(guò)遲凝固、操作難以控制、產(chǎn)品的浸出率高、固化體的強(qiáng)度較低等問(wèn)題。為改善固化條件，提高固化體的性能，固化過(guò)程中需視廢物的性質(zhì)和對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求摻入適量的添加劑。

水泥是一種無(wú)機(jī)膠結(jié)劑，經(jīng)水化反應(yīng)后可形成堅(jiān)硬的水泥塊，能將砂、石等骨料牢固地凝結(jié)在一起。水泥固化有害廢物就是利用水泥的這一特性。常用作固化劑的水泥有硅酸鹽水泥和火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥。

常用的普通硅酸鹽水泥是用石灰石、黏土以及其他硅酸鹽物質(zhì)混合在水泥窯中高溫下煅燒，然后研磨成粉末狀而成。它是硅、鋁及鐵的氧化物的混合物。其主要成分是硅酸二鈣和硅酸三鈣。在用水泥穩(wěn)定化時(shí)，是將廢物和水泥混合起來(lái)，如果在廢物中沒(méi)有足夠的水分，還要加水使之水化。水化以后的水泥形成與巖石性能相近的、整體的鈣鋁硅酸鹽的堅(jiān)硬晶體結(jié)構(gòu)。這種水化以后的產(chǎn)物，被稱為混凝土。廢物被摻入水泥的基質(zhì)中，在一定條件下，廢物經(jīng)過(guò)物理、化學(xué)的作用更進(jìn)一步減少它們?cè)趶U物-水泥基質(zhì)中的遷移率，如形成溶解性比金屬離子小得多的金屬氧化物。人們還經(jīng)常把少量的飛灰、硅酸鈉、膨潤(rùn)土或?qū)＠a(chǎn)品等活性劑加入水泥中以增進(jìn)反應(yīng)過(guò)程。終依靠所加藥劑使粒狀的物質(zhì)變成了黏合的塊，從而使大量的廢物穩(wěn)定化/固化。

水、水泥和廢物的量比

水分過(guò)小，則無(wú)法保證水泥的充分水合作用，水分過(guò)大，則會(huì)出現(xiàn)泌水現(xiàn)象，影響固化塊的強(qiáng)度。水泥與廢物之間的量比應(yīng)用試驗(yàn)方法確定，主要是因?yàn)樵趶U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(jì)的。

凝固時(shí)間

為確保水泥廢物混合漿料能夠在混合以后有足夠的時(shí)間進(jìn)行輸送、裝桶或者澆注，必須適當(dāng)控制初凝和終凝的時(shí)間。通常設(shè)置初凝時(shí)間大于2 h，終凝時(shí)間在48 h以內(nèi)。凝結(jié)時(shí)間的控制是通過(guò)加入促凝劑(偏鋁酸鈉、氯化鈣、氫氧化鐵等無(wú)機(jī)鹽)、緩凝劑(有機(jī)物、泥沙、硼酸鈉等)來(lái)完成的。

其他添加劑

為使固化體達(dá)到良好的性能，還經(jīng)常加入其他成分。例如，過(guò)多的硫酸鹽會(huì)由于生成水化硫酸鋁鈣而導(dǎo)致固化體的膨脹和破裂。如加入適當(dāng)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(dá)到預(yù)定的機(jī)械強(qiáng)度。并非在所有的情況下均要求固化塊達(dá)到一定的強(qiáng)度，例如，對(duì)終的穩(wěn)定化產(chǎn)物進(jìn)行填埋或貯存時(shí)，就無(wú)須提出強(qiáng)度要求。但當(dāng)準(zhǔn)備利用廢物處理后的固化塊作為建筑材料時(shí)，達(dá)到預(yù)定強(qiáng)度的要求就變得十分重要，通常需要達(dá)到100 kg/cm2以上的指標(biāo)。