固化处理(lǐ)就是向防渗废弃泥浆土池中投入适量配比的固化剂,按照一定的技术要求进行 均匀搅拌, 通过一定时间的物(wù)理(lǐ)和化學(xué)变化,使其中的有(yǒu)害成分(fēn)发生转化、封闭、固定作用(yòng),转变成為(wèi)一种无污染的固體(tǐ)。有(yǒu)机固化剂成本高,容易产生二次污染,应用(yòng)较少;无机固化剂具有(yǒu)原料易購(gòu)、价格低廉、使用(yòng)方便、固化效果好等优点,具有(yǒu)良好的市场前景。因此,最好选择无机固化剂。其中使用(yòng)的主要原材料為(wèi)磷酸盐、粉煤灰、生石灰、水泥、石骨粉、氯化物(wù)、絮凝剂。
1、常用(yòng)的无机固化剂
(1)KG 系列固化剂:该固化剂原料易得、价廉无毒,使用(yòng)方便,处理(lǐ)费用(yòng)低,固结、解毒效果好,固结物(wù)的机械强度较高,水溶性及水渗透性较低,抗生物(wù)降解,稳定周期長(cháng)(可(kě)达10 a 以上) ,对固相物(wù)含量较高的废弃泥浆的处理(lǐ)效果特别好。应用(yòng)于川西地區(qū)废弃泥浆处理(lǐ)。 (2)XG 固化剂:XG 固化剂的主要组分(fēn)是水化能(néng)力和活性很(hěn)强的材料,在废弃泥浆中分(fēn)散水化、凝聚、结晶,形成一种水化物(wù)凝聚——— 结晶网状结构,硬化成稳定固體(tǐ)后,把废弃泥浆中的有(yǒu)害物(wù)质封闭在其中,防止其扩散迁移,达到环境保护的效果。 (3)HB‐1 固化剂:其系列组成是SA 型水硬材料+ 石灰、石膏+ 促溶早强外加剂RM 。在使用(yòng)时可(kě)结合大量水分(fēn)子并生成钙矾石矿物(wù)晶體(tǐ),从而达到固化目的。 (4)WH‐858 处理(lǐ)剂:废弃泥浆无害化配套处理(lǐ)剂WH‐858 為(wèi)多(duō)种无机和有(yǒu)机化合物(wù)的复合物(wù),含有(yǒu)脱水剂、中和剂、絮凝剂、吸附剂、固化剂等,故能(néng)用(yòng)其进行无害化处理(lǐ)。应用(yòng)于陕北油气田废弃泥浆处理(lǐ)。 (5)A 、B 、C 、D 固化剂:A 、B 、C 、D 四种固化剂单独使用(yòng)时都具有(yǒu)一定的固化效果,不同的固化剂其加量和固化效果的关系并非完全相同,在此基础上采用(yòng)正交试验方法确定最佳固化配方。
2、粉煤灰固化材料
粉煤灰為(wèi)典型的火山(shān)灰质材料,主要由SiO2 、Al2 O3 等杂质组成。其固化激发机理(lǐ)是:粉煤灰中的SiO2 、Al2 O3 等物(wù)质,在废弃泥浆中水化,受到Ca(OH)2 的碱性激发,分(fēn)别生成C‐S‐H 凝胶和水化铝酸钙类物(wù)质,水化铝酸钙又(yòu)会受到硫酸盐的激发,生成单硫型的水化硫铝酸钙(AF)等产物(wù),进一步提高废弃泥浆體(tǐ)系的胶凝组分(fēn)和硬化质量。粉煤灰在钻井废弃泥浆固化中的基本作用(yòng):① 活性效应:可(kě)用(yòng)做混凝土的胶凝组分(fēn),与氢氧化钙发生二次反应生成类似水泥C‐H‐S 凝胶的产物(wù),但其属于低活性混合材料;② 形态效应:是泛指粉煤灰颗粒形貌、粗细、表面粗糙度、级配、内外结构等几何特征,以及色度、密度等特征在固结土或混凝土中产生的效应。其主要属于物(wù)理(lǐ)效应;③ 微集料效应:犹如微细的骨料,使新(xīn)拌的水泥浆體(tǐ)结构发生“解絮”作用(yòng),粉煤灰细小(xiǎo)微珠起填充作用(yòng),使泥浆體(tǐ)结构中毛细空隙“细化”[1 ] 。以粉煤灰為(wèi)原料的固化剂體(tǐ)系有(yǒu)MS 型固结材、粉煤灰复合剂固化體(tǐ)系和粉煤灰与磷石膏固化體(tǐ)系,其中都添加了大量的粉煤灰在激发剂和促凝剂的辅助作用(yòng)下,使得废弃泥浆凝结、硬化,达到工程所需的力學(xué)强度。