[0001] 本发明公开了一种印染污泥地质聚合物材料的制备方法，属于无机胶凝材料的技术领域。

[0002] 印染污泥是印染废水治理过程中产生的残留物。其产量大、成分复杂、有毒污染物含量高，是一种危险废弃物。因此，印染污泥的治理是一个非常棘手又亟待解决的环境问题。目前较多采用卫生填埋的传统方法，但填埋一方面会占用大量土地，另一方面污泥渗滤液仍会扩散从而污染土壤和地下水。焚烧是较为彻底的污泥处置方法，可以消灭病毒和致病菌，使有机物碳化，使重金属富集在灰渣中，最终使污泥体积减少95%左右，但如何合理处置焚烧过程中产生的二次污染物仍是有待解决的问题。资源化利用是印染污泥处置的可持续方法，如烧制轻质节能砖、制备混凝土轻质骨粒、生产水泥制品、制备废水处理中的吸附剂、混凝剂等。现有的生产水泥制品的步骤如下：干化印染污泥和水泥混合→加水搅拌→成型→脱模养护。在生产水泥制品的方法中，干化印染污泥直接加入水泥中生产水泥制品的方法，其不利条件是印染污泥本身含有有机物，在水泥的碱性条件下更会释放氨气、硫化氢等气体，造成制品强度偏低，且印染污泥含有大量氯离子和硫酸根离子等对水泥有腐蚀作用的组分，造成制品耐久性不佳。地质聚合物是较硅酸盐水泥更低碳环保的的胶凝材料，具有优良的力学性能、抗酸碱、耐热和阻燃特性。同时，地质聚合物因具有类沸石笼型结构，对重金属等有毒物质具有良好的吸附作用，被用于核废料的保护固定。因此，亟待寻找一种用印染污泥制备出强度高，腐蚀率低的地质聚合物。

[0003] 本发明所要解决的技术问题：针对目前利用印染污泥生产的地质聚合物强度低，且印染污泥中的大量氯离子和硫酸根离子对地质聚合物有腐蚀作用，造成水泥耐久性不佳的缺陷，提供了一种印染污泥地质聚合物材料的制备方法。

[0004] 为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：（1）取1～2kgpH为9.5～10.0重度盐碱土，干燥粉碎过60目筛，得过筛盐碱土粉末，按质量比1:10，将过筛盐碱土粉末与去离子水混合，静置过滤得滤液，即得盐碱土浸出液，取2～
3kg玉米秸秆，粉碎并过50目筛得玉米秸秆粉末，分别称量500～600mL去离子水、300～500g印染污泥和450～500g玉米秸秆粉末混合，密封发酵后过滤得滤饼，按质量比1:5，将滤饼置于盐碱土浸出液中，搅拌混合后超声分散，静置沉淀并过滤得滤渣；
（2）将滤渣煅烧后静置冷却至室温，碾磨并过80目筛，收集得改性印染污泥颗粒，取滩涂淤泥，干燥并碾磨过50目筛，得过筛淤泥并按质量比1:15，将过筛淤泥与去离子水混合，离心分离并收集最下层滩涂砂石，干燥得干燥滩涂砂石；
（3）按重量份数计，分别称量45～50份干燥滩涂砂石、35～40份盐碱土浸出液、35～40份改性印染污泥颗粒和15～20份粉煤灰混合球磨过100目筛，得混合球磨浆料，将混合球磨浆料浇注至模具中，静置固化干燥，脱模并自然养护3～5天，即可制备得一种印染污泥地质聚合物材料。

[0005] 步骤（1）所述的发酵温度为30～35℃。

[0006] 步骤（2）所述的煅烧温度为450～500℃。

[0007] 本发明与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本发明通过发酵与煅烧去除印染污泥中含有的有机质和微生物，再由重度盐碱土浸出液激发，通过浸出的盐碱液对印染污泥中含有的硫酸根离子和氯离子反应并沉淀析出，改善材料耐腐蚀性能的同时，对复合地质聚合物进行沉淀交联，改善材料的复合强度；
（2）本发明通过碱浸液与滩涂砂石和粉煤灰复合制备地质聚合物，由于盐碱土浸出液具有强碱性，使得粉煤灰中的硅相和铝相迅速溶出，并随Na2O浓度提高而增加，溶出的硅铝相再聚合生成凝胶物质，有效增加混合地质聚合物体系中胶体物质的产生，使得钙系化合物胶体凝胶增加，形成弥散并有效扩大，增强材料的致密性能，有效提高材料使用耐久强度。

[0008] 选取1～2kgpH为9.5～10.0重度盐碱土，在100～110℃下干燥6～8h后，对其粉碎并过60目筛，收集过筛盐碱土粉末，随后按质量比1:10，将过筛盐碱土粉末与去离子水混合，在室温下静置6～8h，待静置完成后，过滤并收集上层清液，制备得盐碱土浸出液；选取2～3kg玉米秸秆，对其粉碎并过50目筛，收集得玉米秸秆粉末，分别称量500～600mL去离子水、300～500g印染污泥和450～500g玉米秸秆粉末混合，在30～35℃下密封发酵5～7天；待密封发酵完成后，过滤并收集滤饼，随后按质量比1:5，将滤饼置于的盐碱土浸出液中，搅拌混合并在200～300W下超声分散10～15min，随后静置沉淀并过滤，得滤渣；将滤渣置于120～150℃马弗炉中，保温预热25～30min后，再按5℃/min升温至450～500℃，保温煅烧2～3h后，停止加热并静置冷却至室温，碾磨并过80目筛，得改性印染污泥颗粒；选取滩涂淤泥，将其自然干燥并碾磨过50目筛，过筛淤泥并按质量比1:15，将过筛淤泥与去离子水混合，在3800～4500r/min下离心分离10～15min，收集最下层滩涂砂石，在75～80℃下干燥6～8h，制备得干燥滩涂砂石；按重量份数计，分别称量45～50份干燥滩涂砂石、35～40份制备的盐碱土浸出液、35～40份改性印染污泥颗粒和15～20份粉煤灰置于球磨罐中，在350～400r/min下球磨3～5h；待球磨完成后，过100目筛，得混合球磨浆料，将浆料浇注至模具中，在室温下静置固化20～24h，待静置固化完成后，将模具与静置固化后的浆料共同置于75～80℃下干燥20～24h，随后静置冷却至室温，脱模并自然养护7～28天，即可制备得一种印染污泥地质聚合物材料。

[0009] 实例1选取1kgpH为9.7重度盐碱土，在105℃下干燥7h后，对其粉碎并过60目筛，收集过筛盐碱土粉末，随后按质量比1:10，将过筛盐碱土粉末与去离子水混合，在室温下静置7h，待静置完成后，过滤并收集上层清液，制备得盐碱土浸出液；选取3kg玉米秸秆，对其粉碎并过50目筛，收集得玉米秸秆粉末，分别称量550mL去离子水、400g印染污泥和470g玉米秸秆粉末混合，在32℃下密封发酵6天；待密封发酵完成后，过滤并收集滤饼，随后按质量比1:5，将滤饼置于的盐碱土浸出液中，搅拌混合并在250W下超声分散12min，随后静置沉淀并过滤，得滤渣；将滤渣置于130℃马弗炉中，保温预热27min后，再按5℃/min升温至470℃，保温煅烧
3h后，停止加热并静置冷却至室温，碾磨并过80目筛，得改性印染污泥颗粒；选取滩涂淤泥，将其自然干燥并碾磨过50目筛，过筛淤泥并按质量比1:15，将过筛淤泥与去离子水混合，在
4000r/min下离心分离12min，收集最下层滩涂砂石，在77℃下干燥7h，制备得干燥滩涂砂石；按重量份数计，分别称量47份干燥滩涂砂石、37份制备的盐碱土浸出液、37份改性印染污泥颗粒和17份粉煤灰置于球磨罐中，在370r/min下球磨4h；待球磨完成后，过100目筛，得混合球磨浆料，将浆料浇注至模具中，在室温下静置固化22h，待静置固化完成后，将模具与静置固化后的浆料共同置于77℃下干燥22h，随后静置冷却至室温，脱模并自然养护7天，即可制备得一种印染污泥地质聚合物材料。

[0010] 实例2选取1kgpH为9.5重度盐碱土，在100℃下干燥6h后，对其粉碎并过60目筛，收集过筛盐碱土粉末，随后按质量比1:10，将过筛盐碱土粉末与去离子水混合，在室温下静置6h，待静置完成后，过滤并收集上层清液，制备得盐碱土浸出液；选取2kg玉米秸秆，对其粉碎并过50目筛，收集得玉米秸秆粉末，分别称量500mL去离子水、300g印染污泥和450g玉米秸秆粉末混合，在30℃下密封发酵5天；待密封发酵完成后，过滤并收集滤饼，随后按质量比1:5，将滤饼置于的盐碱土浸出液中，搅拌混合并在200W下超声分散10min，随后静置沉淀并过滤，得滤渣；将滤渣置于120℃马弗炉中，保温预热25min后，再按5℃/min升温至450℃，保温煅烧
2h后，停止加热并静置冷却至室温，碾磨并过80目筛，得改性印染污泥颗粒；选取滩涂淤泥，将其自然干燥并碾磨过50目筛，过筛淤泥并按质量比1:15，将过筛淤泥与去离子水混合，在
3800r/min下离心分离10min，收集最下层滩涂砂石，在75℃下干燥6h，制备得干燥滩涂砂石；按重量份数计，分别称量45份干燥滩涂砂石、35份制备的盐碱土浸出液、35份改性印染污泥颗粒和15份粉煤灰置于球磨罐中，在350r/min下球磨3h；待球磨完成后，过100目筛，得混合球磨浆料，将浆料浇注至模具中，在室温下静置固化20h，待静置固化完成后，将模具与静置固化后的浆料共同置于75℃下干燥20h，随后静置冷却至室温，脱模并自然养护15天，即可制备得一种印染污泥地质聚合物材料。

[0011] 实例3选取2kgpH为10.0重度盐碱土，在110℃下干燥8h后，对其粉碎并过60目筛，收集过筛盐碱土粉末，随后按质量比1:10，将过筛盐碱土粉末与去离子水混合，在室温下静置8h，待静置完成后，过滤并收集上层清液，制备得盐碱土浸出液；选取3kg玉米秸秆，对其粉碎并过50目筛，收集得玉米秸秆粉末，分别称量600mL去离子水、500g印染污泥和500g玉米秸秆粉末混合，在35℃下密封发酵7天；待密封发酵完成后，过滤并收集滤饼，随后按质量比1:5，将滤饼置于的盐碱土浸出液中，搅拌混合并在300W下超声分散15min，随后静置沉淀并过滤，得滤渣；将滤渣置于150℃马弗炉中，保温预热30min后，再按5℃/min升温至500℃，保温煅烧
3h后，停止加热并静置冷却至室温，碾磨并过80目筛，得改性印染污泥颗粒；选取滩涂淤泥，将其自然干燥并碾磨过50目筛，过筛淤泥并按质量比1:15，将过筛淤泥与去离子水混合，在
4500r/min下离心分离15min，收集最下层滩涂砂石，在80℃下干燥8h，制备得干燥滩涂砂石；按重量份数计，分别称量50份干燥滩涂砂石、40份制备的盐碱土浸出液、40份改性印染污泥颗粒和20份粉煤灰置于球磨罐中，在400r/min下球磨5h；待球磨完成后，过100目筛，得混合球磨浆料，将浆料浇注至模具中，在室温下静置固化24h，待静置固化完成后，将模具与静置固化后的浆料共同置于80℃下干燥24h，随后静置冷却至室温，脱模并自然养护28天，即可制备得一种印染污泥地质聚合物材料。

[0012] 对照例：将印染污泥干化后直接加入至水泥中，加入水搅拌混合，经成型、脱模养护制备得到地质聚合物。

[0013] 将实例1至实例3及对照例制备得到的地质聚合物进行检测，检测数据如表1。检测项目 对照例 实例1 实例2 实例3
抗压强度（MPa） 30 35 37 36
吸水率（%） 9.5 7.8 7.6 8.0

[0014] 本发明制备的地质聚合物抗压强度高，吸水率低。