公布日：2023.04.18
申請(qǐng)日：2022.12.30
分類號(hào)：B09B3/70(2022.01)I;C02F1/66(2023.01)I;C02F1/62(2023.01)I;A62D3/33(2007.01)I;B09B101/30(2022.01)N;C02F103/10(2006.01)N;C02F101/20(2006.01)N;
A62D101/43(2007.01)N;A62D101/08(2007.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種基于礦渣和酸性礦山廢水協(xié)同修復(fù)的飛灰穩(wěn)定化處理方法，該方法包括：將礦渣漿料灌入到飛灰堆體中，或直接將礦渣漿料與飛灰混合并回填，采用酸性礦山廢水對(duì)堆體進(jìn)行淋洗，完成對(duì)飛灰的穩(wěn)定化處理。本發(fā)明中，將礦渣漿料與飛灰混合，可利用飛灰的堿性物質(zhì)與礦渣漿料中的二氧化硅等物質(zhì)發(fā)生堿性激發(fā)反應(yīng)，生成具有重金屬捕捉能力的硅酸鹽類化合物，進(jìn)而利用酸性礦山廢水進(jìn)行淋洗，逐漸實(shí)現(xiàn)堆體內(nèi)部酸堿平衡分布、微生物滅活、重金屬固化和堆體穩(wěn)定性強(qiáng)化。本發(fā)明方法，不需投加化學(xué)穩(wěn)定藥劑及生物菌劑，成本低廉，無(wú)需外部供水、供氣，能耗低，且能有效控制壩體含水率、保障安全，工藝適用性強(qiáng)，受環(huán)境影響小，處理效果穩(wěn)定。
權(quán)利要求書
1.一種基于礦渣和酸性礦山廢水協(xié)同修復(fù)的飛灰穩(wěn)定化處理方法，其特征在于，包括以下步驟：S1、將礦渣漿料灌入到飛灰堆體中；S2、采用酸性礦山廢水對(duì)飛灰堆體進(jìn)行淋洗，完成對(duì)飛灰的穩(wěn)定化處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的飛灰穩(wěn)定化處理方法，其特征在于，所述S1中，采用分層灌入的方式，由下而上將礦渣漿料灌入到飛灰堆體中；所述礦渣漿料的灌入初始位置與飛灰堆體底部的距離≥200cm，所述礦渣漿料的灌入位置之間的高度差不小于2m；所述飛灰堆體的總質(zhì)量不少于飛灰堆體中酸性礦山廢水產(chǎn)量的兩倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的飛灰穩(wěn)定化處理方法，其特征在于，所述S2中，所述淋洗過程中產(chǎn)生的淋洗液的pH值為6～9；所述淋洗完成后還包括：在經(jīng)淋洗后的飛灰堆體表面種植植物或進(jìn)行防滲透處理。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的飛灰穩(wěn)定化處理方法，其特征在于，所述方法還包括以下處理：S3、將飛灰與酸性礦山廢水混合進(jìn)行中和反應(yīng)，過濾，得到洗滌渣和洗滌液；S4、在礦渣漿料灌入飛灰堆體中之前，將洗滌渣覆蓋步驟S1中的飛灰堆體表面，或在淋洗之后，將洗滌渣覆蓋在步驟S2中經(jīng)淋洗后的飛灰堆體表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的飛灰穩(wěn)定化處理方法，其特征在于，所述S3中，所述洗滌液的pH值為6～9；所述洗滌液的后續(xù)處理方式為：回收洗滌液中的鉀鹽和有價(jià)金屬；所述鉀鹽和有價(jià)金屬的回收過程中產(chǎn)生的尾渣送回至步驟S1中，與飛灰堆體混合；所述S4中，所述洗滌渣在飛灰堆體表面的覆蓋厚度≥50cm。
6.一種基于礦渣和酸性礦山廢水協(xié)同修復(fù)的飛灰穩(wěn)定化處理方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將礦渣漿料與飛灰混合，得到混合物料；(2)對(duì)混合物料進(jìn)行填埋，形成堆體；(3)采用酸性礦山廢水對(duì)堆體進(jìn)行淋洗，完成對(duì)飛灰的穩(wěn)定化處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的飛灰穩(wěn)定化處理方法，其特征在于，所述(1)中，以質(zhì)量計(jì)，控制飛灰中含堿量不小于礦渣漿料中鋁硅總量的1.5倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的飛灰穩(wěn)定化處理方法，其特征在于，所述S2中，所述淋洗過程中產(chǎn)生的淋洗液的pH值為6～9；所述淋洗完成后還包括：在經(jīng)淋洗后的飛灰堆體表面種植植物或進(jìn)行防滲透處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求6～8中任一項(xiàng)所述的飛灰穩(wěn)定化處理方法，其特征在于，所述方法還包括以下處理：(4)將飛灰與酸性礦山廢水混合進(jìn)行中和反應(yīng)，過濾，得到洗滌渣和洗滌液；(5)將洗滌渣覆蓋步驟(2)中得到的堆體表面，或?qū)⑾礈煸采w在步驟(3)中經(jīng)淋洗后的堆體表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的飛灰穩(wěn)定化處理方法，其特征在于，所述(4)中，所述洗滌液的pH值為6～9；所述洗滌液的后續(xù)處理方式為：回收洗滌液中的鉀鹽和有價(jià)金屬；所述鉀鹽和有價(jià)金屬的回收過程中產(chǎn)生的尾渣送回至步驟(1)中，與飛灰混合；所述(4)中，所述洗滌渣在堆體表面的覆蓋厚度≥50cm。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種操作簡(jiǎn)單、成本低廉、能耗低、穩(wěn)定化效果好、二次溶出風(fēng)險(xiǎn)小的基于礦渣和酸性礦山廢水協(xié)同修復(fù)的飛灰穩(wěn)定化處理方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
一種基于礦渣和酸性礦山廢水協(xié)同修復(fù)的飛灰穩(wěn)定化處理方法，包括以下步驟：
S1、將礦渣漿料灌入到飛灰堆體中；
S2、采用酸性礦山廢水對(duì)飛灰堆體進(jìn)行淋洗，完成對(duì)飛灰的穩(wěn)定化處理。
上述的飛灰穩(wěn)定化處理方法，進(jìn)一步改進(jìn)的，所述S1中，采用分層灌入的方式，由下而上將礦渣漿料灌入到飛灰堆體中；所述礦渣漿料的灌入初始位置與飛灰堆體底部的距離≥200cm，所述礦渣漿料的灌入位置之間的高度差不小于2m；所述飛灰堆體的總質(zhì)量不少于飛灰堆體中酸性礦山廢水產(chǎn)量的兩倍。
上述的飛灰穩(wěn)定化處理方法，進(jìn)一步改進(jìn)的，所述S2中，所述淋洗過程中產(chǎn)生的淋洗液的pH值為6～9；所述淋洗完成后還包括：在經(jīng)淋洗后的飛灰堆體表面種植植物或進(jìn)行防滲透處理。
上述的飛灰穩(wěn)定化處理方法，進(jìn)一步改進(jìn)的，所述方法還包括以下處理：
S3、將飛灰與酸性礦山廢水混合進(jìn)行中和反應(yīng)，過濾，得到洗滌渣和洗滌液；
S4、在礦渣漿料灌入飛灰堆體中之前，將洗滌渣覆蓋步驟S1中的飛灰堆體表面，或在淋洗之后，將洗滌渣覆蓋在步驟S2中經(jīng)淋洗后的飛灰堆體表面。
上述的飛灰穩(wěn)定化處理方法，進(jìn)一步改進(jìn)的，所述S3中，所述洗滌液的pH值為6～9；所述洗滌液的后續(xù)處理方式為：回收洗滌液中的鉀鹽和有價(jià)金屬；所述鉀鹽和有價(jià)金屬的回收過程中產(chǎn)生的尾渣送回至步驟S1中，與飛灰堆體混合。
上述的飛灰穩(wěn)定化處理方法，進(jìn)一步改進(jìn)的，所述S4中，所述洗滌渣在飛灰堆體表面的覆蓋厚度≥50cm。
作為一個(gè)總的技術(shù)構(gòu)思，本發(fā)明還提供了一種基于礦渣和酸性礦山廢水協(xié)同修復(fù)的飛灰穩(wěn)定化處理方法，包括以下步驟：
(1)將礦渣漿料與飛灰混合，得到混合物料；
(2)對(duì)混合物料進(jìn)行填埋，形成堆體；
(3)采用酸性礦山廢水對(duì)堆體進(jìn)行淋洗，完成對(duì)飛灰的穩(wěn)定化處理。
上述的飛灰穩(wěn)定化處理方法，進(jìn)一步改進(jìn)的，所述(1)中，以質(zhì)量計(jì)，控制飛灰中含堿量不小于礦渣漿料中鋁硅總量的1.5倍。
上述的飛灰穩(wěn)定化處理方法，進(jìn)一步改進(jìn)的，所述S2中，所述淋洗過程中產(chǎn)生的淋洗液的pH值為6～9；所述淋洗完成后還包括：在經(jīng)淋洗后的飛灰堆體表面種植植物或進(jìn)行防滲透處理。
上述的飛灰穩(wěn)定化處理方法，進(jìn)一步改進(jìn)的，所述方法還包括以下處理：
(4)將飛灰與酸性礦山廢水混合進(jìn)行中和反應(yīng)，過濾，得到洗滌渣和洗滌液；
(5)將洗滌渣覆蓋步驟(2)中得到的堆體表面，或?qū)⑾礈煸采w在步驟(3)中經(jīng)淋洗后的堆體表面。
上述的飛灰穩(wěn)定化處理方法，進(jìn)一步改進(jìn)的，所述(4)中，所述洗滌液的pH值為6～9；所述洗滌液的后續(xù)處理方式為：回收洗滌液中的鉀鹽和有價(jià)金屬；所述鉀鹽和有價(jià)金屬的回收過程中產(chǎn)生的尾渣送回至步驟(1)中，與飛灰混合。
上述的飛灰穩(wěn)定化處理方法，進(jìn)一步改進(jìn)的，所述(4)中，所述洗滌渣在堆體表面的覆蓋厚度≥50cm。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
(1)本發(fā)明提供了一種基于礦渣和酸性礦山廢水協(xié)同修復(fù)的飛灰穩(wěn)定化處理方法，將礦渣漿料灌入到飛灰堆體中，或直接將礦渣漿料與飛灰混合并回填，可利用礦渣漿料(微生物浸出硫化礦)放熱、飛灰水化反應(yīng)熱以及飛灰中石灰吸水放熱，促進(jìn)飛灰的堿性物質(zhì)與礦渣漿料中的二氧化硅等物質(zhì)發(fā)生堿性激發(fā)反應(yīng)，生成具有重金屬捕捉能力的硅酸鹽類化合物，用于固定重金屬。伴隨著堿性激發(fā)反應(yīng)的發(fā)生，從上至下，堆體內(nèi)部pH呈梯度分布，且體系重金屬根據(jù)其化學(xué)性質(zhì)差異將被堿激發(fā)反應(yīng)產(chǎn)生的硅酸鹽依次固化；在此基礎(chǔ)上，采用酸性礦山廢水對(duì)飛灰堆體進(jìn)行淋洗，在此過程中，輔以酸性礦山廢水作為尾礦的攜帶介質(zhì)持續(xù)促進(jìn)其在堆體中的滲透，在酸性礦山廢水淋洗下逐漸實(shí)現(xiàn)堆體內(nèi)部酸堿平衡分布、微生物滅活、重金屬固化和堆體穩(wěn)定性強(qiáng)化。更為重要的是，由于飛灰和酸性礦山廢水、礦渣漿料的反應(yīng)，環(huán)境條件不再浸礦微生物生存，從根本上抑制了酸性礦山廢水的持續(xù)產(chǎn)生。
(2)本發(fā)明處理方法中，飛灰中含有大量的堿性物質(zhì)(氫氧化鈣)，可以吸附二氧化碳，一方面，淺層或表層的飛灰吸附空氣中的CO2反應(yīng)，生成碳酸鈣等沉淀物，進(jìn)一步促進(jìn)表層飛灰覆蓋層的穩(wěn)定化，同時(shí)為表層復(fù)綠植物提供額外碳源，工藝方法低碳高效，另一方面，采用分層灌入的方式，由下而上將礦渣漿料灌入到飛灰堆體中，可以利用礦渣漿料、飛灰和酸性礦山廢水耦合反應(yīng)，通過分層固化，有效固化飛灰、尾礦及酸性礦山廢水中的重金屬，而且在分層作業(yè)過程中，下層碳酸鈣與酸反應(yīng)釋放的CO2能夠被上一層的飛灰吸附，實(shí)現(xiàn)覆蓋層修復(fù)，保障治理效果。
(3)本發(fā)明處理方法中，將飛灰和酸性礦山廢水混合進(jìn)行中和反應(yīng)，同時(shí)降低二者的強(qiáng)酸/堿性和腐蝕性，并產(chǎn)生硫酸鈣等沉淀物，該沉淀物可覆蓋于飛灰堆體/尾礦壩體表面，形成穩(wěn)定的高鈣覆蓋層，有效阻隔降水對(duì)堆體的滲透，保障其穩(wěn)定性，而且該覆蓋層酸堿適宜，可快速?gòu)?fù)綠，無(wú)需投加任何輔助藥劑。另外，中和反應(yīng)后，飛灰、酸性礦山廢水中有價(jià)金屬和氯化鉀等富集于水相，通過電鍍、濃縮等深度處理后即可獲得高價(jià)值產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)飛灰、酸性礦山廢水的資源化。
（發(fā)明人：劉李柱;潘軒;夏良）
