[發明專利]一種固定吸附重金屬的鋼渣路基土處治辦法

有效

• 申請號: 201610250930.1
• 申請日: 2016-04-21
• 公開（公告）號: CN105837065B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 顧興宇;張小元;呂俊秀;王天宇
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C04B7/147
• 分類號: C04B7/147
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 陳國強

技術領域

本發明涉及一種鋼渣、凹凸棒土處治路基土的方法，可應用于道路工程的路基。

背景技術

鋼鐵工業曾是世界工業化進程中最具成長性的產業之一，在過去的百十年里，鋼鐵工業得到了快速發展，無論在產值、產品結構，還是在工業技術方面都有了前所未有的提高。

隨著我國經濟建設的迅猛發展及對鋼鐵需求的急劇增加，隨之也產生了大量副產品―鋼渣。我國國內積存鋼渣已有3億噸以上，且每年仍以數百萬噸的排渣量遞增，未經處理的鋼渣無序堆積成渣山，不僅占用大量土地，還會造成土壤微生物群紊亂，影響其微生物環境，此外鋼渣進入到地下水中，也會造成水污染等問題，給環境帶來的污染破壞是不言而喻。近年來，隨著社會整體環境意識的提升和國家可持續發展戰略的實施，這客觀上要求對鋼渣的資源化利用進行深入研究，尤其是在用渣量最大的建筑領域。

鋼渣是一種路用性能較好的材料。將鋼渣作為筑路材料，可降低工程造價、減少環境污染和開山采石帶來的植被破壞，有利于促進我國可持續發展戰略的順利實施，具有重要的技術與經濟意義。但是將鋼渣直接用于道路工程，存在兩個方面的問題：

第一，工業界在煉鋼過程中一般需加入一定量的生石灰，主要用來脫去其中的SiO₂，因此，在造渣過程中不可避免會產生一定的游離氧化鈣f-Cao，這是引起鋼渣膨脹的主要原因。在工程應用中則需按規范嚴格控制f-Cao的含量，如果它在鋼渣顆粒中大量存在，將會產生因鋼渣膨脹導致的各種病害，嚴重影響工程安全。第二，鋼渣中不可避免含有部分金屬成分，直接填筑鋼渣不僅造成金屬微量元素的浪費，同時隨著降雨等因素也會污染道路周邊土壤和水源。因此，需要對鋼渣進行一定處理后用于道路工程，減少對環境的二次污染。

凹凸棒土是一種晶質水合鎂鋁硅酸鹽礦物材料，具有獨特的層鏈狀結構特征，在其結構中存在晶格置換，幫晶體中含有不定量的Na⁺、Ca²⁺、Fe³⁺、Al³⁺，晶體呈針狀，纖維狀或纖維集合狀。與其他粘土礦物相比，凹凸棒土具有較大的比表面積（9.6～36m²/g）、獨特的分散、耐高溫、抗鹽堿等良好的膠體性質和較高的吸附脫色能力，并且吸附下限濃度低、達到吸附平衡時間短以及吸附性能優異等特點。由于凹凸棒土獨特的晶體結構，使之具有許多特殊的物化及工藝性能如：陽離子可交換性、吸水性、吸附脫色性，吸附過程迅速、高效，且對吸附條件無苛刻要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種固定吸附重金屬的鋼渣路基土處治辦法，通過改善土的性質使其適用于路基填筑，變廢為寶降低工程造價并提高路基填筑質量。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種固定吸附重金屬的鋼渣路基土處治辦法，包括以下步驟：

步驟一，環保鋼渣的制備：將鋼渣磨細后進行濕式磁選處理，分離出磁性礦物和非磁性礦物，其中磁性礦物進行回收利用，非磁性礦物則進入尾礦池濾水后，得到次生鋼渣，再將次生鋼渣和凹凸棒土集中拌和，制得改性的環保鋼渣；

步驟二，路基改性土的制備：將步驟一制備的環保鋼渣與消石灰、土拌和，再加水，充分拌和，制備得到路基改性土；

步驟三，路基改性土的攤鋪：將步驟二制備的路基改性土分層攤鋪并碾壓。

進一步的，步驟一中，將鋼渣磨細后進行濕式磁選處理的具體步驟是：先將鋼渣由儲礦料斗通過電磁振動給礦機送入至球磨機，將鋼渣磨細后出料；然后在出口處將大于3mm的粒鋼挑出進行二次回收，小于3mm的鋼渣產品用水沖入接料盤進入磁選機磁選；接著在磁選機內的磁場能夠將磁性礦物捕獲，分離出非磁性礦物與磁性礦物，這樣磁性礦物進行回收利用，而非磁性礦物則進入尾礦池濾水后堆放在尾礦場。

進一步的，步驟一中，次生鋼渣和凹凸棒土按照重量比9：1的比例集中拌和。

進一步的，步驟二中，環保鋼渣與消石灰、土按照重量比50: 7: 43的比例集中拌和。

進一步的，步驟二中，按照含水率13%的比例加水。

進一步的，步驟三中，碾壓過程中，路基土要保持濕潤。

有益效果：本發明根據鋼渣的成分，通過對磁選水洗后的鋼渣加入凹凸棒土，最大限度地固定吸附鋼渣內含有的重金屬物質，利用尾料渣細膩和水渣需要高堿度材料激發的特點，復合配制出一種水硬性膠凝材料，可用于改性路用土，用作路基填料，既能滿足路基填料的強度要求，又能做到環保的功效，是一項綠色發明。

附圖說明

圖1為試驗土的塑性圖；