岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (10): 3143-3156.doi: 10.16285/j.rsm.2024.1598CSTR: 32223.14.j.rsm.2024.1598
杜常博1,张程玮1,梁冰2,易富1,张相国3, 李江山4, 5, 6,孙琦1,黄惠杰1
DU Chang-bo1, ZHANG Cheng-wei1, LIANG Bing2, YI Fu1, ZHANG Xiang-guo3, LI Jiang-shan4, 5, 6, SUN Qi1, HUANG Hui-jie1
摘要: 酶诱导碳酸盐沉淀(enzyme-induced calcite precipitation,简称EICP)技术是用于土体力学性质改善与重金属污染物控制的新兴技术。然而,不同粒径尺寸石墨尾矿渗透特性的差异导致矿化稳定性和修复效果显著不同。利用生物聚合物协同EICP技术对石墨尾矿进行固化/稳定化,基于力学强度和环境效应双重角度探讨壳聚糖(chitosan,简称CTS)在不同粒径尾矿生物矿化中的应用潜力,结合扫描电镜、红外光谱及X射线衍射分析揭示影响尾矿固化/稳定化的内在机制。结果表明:CTS-EICP有效克服了传统EICP技术在尾矿固化/稳定化中因粒径减小而效果显著降低的局限性;当CTS掺量为1.5%时,粒径小于75 μm尾矿试样的抗压强度和CaCO3含量分别较EICP处理提升了210.29%和150.1%;处理后尾矿浸出液pH值稳定在7.81~8.36,重金属离子浓度降低率在89.59%~100%。CTS通过脲酶稳定机制促进碳酸盐晶体形成,晶体嵌入CTS分子交联形成的三维网络,构建了“尾矿-CTS-碳酸盐-CTS-尾矿”复合屏障结构。研究成果有望为EICP作用于不同粒径石墨尾矿固化/稳定化提供有益借鉴。
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