碱渣基本性质及工程应用研究进展

摘要

碱渣是氨碱法生产纯碱过程中产生的废渣，具有含水率、孔隙率高和粒度小等特征，因其产量高、利用率低，导致碱渣大量堆积，严重制约了制碱工业的发展，亟需推进碱渣的大规模应用.本文全面总结了碱渣的基本性质及在工程应用方面的研究成果和最新进展.结果表明，碱渣成分复杂，主要矿物成分为CaCO₃，质量占比高达32.52%～64.00%.碱渣为一般工业固废，其重金属含量符合环保要求，可用来改良生物脱毒底泥、淤泥、淤泥质土、膨胀土、污染土、盾构渣土、风化泥岩、煤矸石和充填体，或用于制备碱渣土和复合胶凝材料.现有的碱渣应用方法存在碱渣消耗量低、应用场景受限、无法固化Cl^-、锈蚀钢筋、可能造成二次污染等弊端.本文系统探究了连云港碱渣的基本性质，提出利用碱渣、水泥和粒化高炉矿渣（GGBS）制备碱渣轻质土（A-LS）,A-LS具有强度高、密度低、耐久性优良、生产工艺简单、生产效率高和造价低等优势；28 d抗压强度为0.96～4.27 MPa，可用作路基填料；碱渣用量高达87.01～164.35 kg·m^-3，可大规模消纳碱渣，实现碱渣的高值化利用.

关键词

碱渣 / 工业固废 / 碱渣土 / 复合胶凝材料 / 碱渣轻质土

基金资助

国家自然科学基金资助项目(42277146,52369021); “天山英才”培养计划资助项目(2024TSYCCX0027)