[發明專利]一種協同處置礦山重金屬廢水的礦山充填材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201810761230.8
• 申請日: 2018-07-12
• 公開（公告）號: CN108947435A
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 李彬;王枝平;吳恒;何力為
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C04B28/14
• 分類號: C04B28/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種協同處置礦山重金屬廢水的礦山充填材料及其制備方法，屬于廢水、工業固體廢棄物處置技術領域。本方法先將磷石膏在110?180℃下煅燒2?12h，得到半水石膏，后將赤泥、磷石膏、半水石膏、粉煤灰、石灰、激發劑、礦山重金屬廢水放入水泥攪拌機中攪拌5~40min，即得到充填礦井礦坑的充填材料；本發明制備的礦山充填材料成本低廉，操作簡單，達到礦山充填要求，能夠較好的利用工業大宗固體廢棄物赤泥和磷石膏并且處置礦山重金屬廢水，廢水中的重金屬被固化穩定化。該礦山充填材料制備方法具有較好的經濟效益和環保效益。

技術領域

本發明公開一種協同處置礦山重金屬廢水的礦山充填材料及其制備方法，屬于廢水、工業固體廢棄物處置技術領域。

背景技術

赤泥是制鋁冶金提取氧化鋁時排出的堿性固體廢棄物，磷石膏是磷礦生產磷酸時產生的副產物酸性石膏。目前，我國赤泥年排放量超過3000萬t，磷石膏的年排放量超過5000萬t，赤泥主要用于建材、回收鐵等，磷石膏則主要用于制取硫酸聯產水泥、建材等。但目前赤泥和磷石膏的綜合利用率較低，主要的處理方式主要采用筑壩堆存，但是都存在潰壩風險，易污染堆場周邊水體、空氣、土壤，而且占地多、堆渣費用高等問題。隨著鋁冶金和磷化工的發展，赤泥和磷石膏堆存量越來越多，利用并減少赤泥、磷石膏已經是鋁冶金、磷化工發展和環境保護迫切需要解決的難題之一。

礦山中蘊含著大量資源，如煤炭和各種金屬礦物，因生活和經濟高速發展的需求，各種礦物資源從礦山中開采出來。礦山開采在帶來各種礦產資源的同時，留下了許多礦井礦坑并帶來了地表沉陷和環境污染等問題，礦山廢水就是一個需要解決的污染問題。

礦山廢水的主要危害物質是廢水中的重金屬離子，重金屬廢水具有毒效長、生物不可降解的特點，若直接排放則會造成嚴重的土壤、水體污染。重金屬離子進入水體和土壤后會被生物吸附、積累，并且通過食物鏈進入人體從而導致人體疾病。如日本水俁病、湖南兒童血鉛超標等。低成本、高效的重金屬廢水處理方法一直是環境工作者研究的重點。

礦山重金屬廢水的主要處理方法有中和法、混凝沉降法、生物法以及人工濕地法等，但存在產生大量污泥或處理緩慢問題。針對礦山生產活動產生的坑內排水, 選礦廠尾礦排水, 廢石場淋浸水等重金屬廢水，可利用大宗固體廢棄物赤泥和磷石膏協同處置礦山重金屬廢水，即能解決赤泥、磷石膏堆存帶來的環境污染、堆存占地和礦山重金屬廢水處理的問題，又能充填礦山，減少地表沉陷。

發明內容

本發明的目的在于為赤泥、磷石膏資源化、減量化和礦山開采產生的重金屬廢水處理提供一種綜合利用的方法，具體采用以下技術方案實現：

一種協同處置礦山重金屬廢水的礦山充填材料，該礦山充填材料由以下原料制備得到，各原料及其質量百分比為：赤泥20~50%、磷石膏15~40 %、半水石膏4~15%、粉煤灰5~18%、石灰0~10%、激發劑1~10%、重金屬廢水：20-40%。

優選的，本發明所述礦山充填材料由以下原料制備得到，各原料及其質量百分比為：赤泥25-40%、磷石膏20-35%、半水石膏5~13%、粉煤灰6~15%、石灰2~10%、激發劑2~5%、礦山重金屬廢水22~30%。

本發明所述赤泥為拜耳法赤泥、燒結法赤泥、聯合法赤泥中的一種或多種混合組成。

本發明所述激發劑為Na₂SiO₃、木質素磺酸鈉、三乙醇胺中的一種或多種混合組成。

本發明的另一目的在于提供所述協同處置礦山重金屬廢水的礦山充填材料的制備方法，具體包括以下步驟：

（1）將固體材料研磨至200目以上。

（2）制備半水石膏：取研磨后的磷石膏在110-180℃下煅燒2-12h，冷卻，研磨至200目以上；經過煅燒處理后CaSO₄·0.5H₂O含量達到了70%以上。