[發(fā)明專利]一種高硫高鐵矸石污染物釋放的控制方法及其鈍化材料

在審

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• 申請日: 2019-11-06
• 公開（公告）號: CN110860548A
• 公開（公告）日: 2020-03-06
• 發(fā)明（設計）人: 吳興玉;吳永貴;吳宇;徐佳;朱岑;孫航
• 申請（專利權）人: 貴州大學;貴州碧泰環(huán)境生態(tài)科技有限公司
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00;B09B5/00
• 代理公司: 北京聯(lián)創(chuàng)佳為專利事務所(普通合伙) 11362
• 代理人: 石誠

本發(fā)明公開了一種高硫高鐵矸石污染物釋放的控制方法，通過向矸石中將入鈍化材料A和鈍化材料B，對矸石中污染物的釋放進行有效控制。本發(fā)明能有效抑制矸石各種污染物質(zhì)的釋放和產(chǎn)酸能力，降低矸石淋濾液中多種污染物濃度，從而保護矸石堆場周邊環(huán)境，并為后期矸石堆場的生態(tài)修復奠定良好基礎。本發(fā)明所用材料主要為天然礦物，該材料易獲取、易加工，價格低廉，施工工藝簡單，效果顯著，可操作性強。

技術領域

本發(fā)明涉及一種污染物釋放的控制方法，特別是一種高硫高鐵矸石污染物釋放的控制方法。

背景技術

富含硫、鐵的各類矸石在露天堆放后易氧化產(chǎn)酸，而嚴重污染周邊環(huán)境和威脅人體健康。其中，煤矸石的數(shù)量更為龐大、分布更廣、污染也最為突出。煤矸石是煤炭開采和洗選過程中產(chǎn)生的固體廢棄物，目前我國堆積量近50億t，規(guī)模較大的煤矸石山有1600多座，占用土地約1.5萬hm²。在自然環(huán)境中經(jīng)過空氣氧化、雨水淋溶及產(chǎn)酸微生物等綜合作用下，極易風化形成低pH值、高鐵、錳及硫酸根含量并含多種有害重金屬離子的酸性礦山廢水(acid mine drainage，AMD)，嚴重污染周邊水體、土壤等環(huán)境，引起陸生和水生生態(tài)系統(tǒng)的退化。煤矸石的含硫尾礦的風化過程、污染釋放及可能產(chǎn)生的環(huán)境生態(tài)風險，污染防治及生態(tài)修復等方面已引起廣泛關注。

傳統(tǒng)高硫高鐵矸石污染控制，多為污染物的末端治理，如酸性礦山廢水的處理。由于矸石風化氧化產(chǎn)酸及其伴隨污染物的釋放是一個緩慢的、源源不斷的過程，因此，利用傳統(tǒng)的末端治理技術處理酸性礦山廢水將是一個治理周期長、綜合投入高、人力物力耗費大的曠日持久過程。末端治理酸性礦山廢水的技術不易在經(jīng)濟貧困、生態(tài)脆弱的喀斯特煤礦區(qū)推廣應用。因此，如何降低高硫高鐵矸石中污染物的釋放，對從根本上解決AMD污染問題是十分有效的。

當前常用原位處理矸石污染的方法有復墾法、尾礦庫、填充、固結法等尾礦治理方法，但對處理高硫高鐵矸石并不適合，不僅治理成本巨大，而且改善不了生態(tài)環(huán)境。此外，還有利用水系覆蓋(CN107080916A)來減少尾礦中含硫礦物的氧化及AMD的產(chǎn)生，但對已堆存多年的矸石堆場來說整體工藝復雜。也有采用抗菌措施(CN103357641A)來抑制矸石中的微生物氧化，從而達到矸石污染物原位控制的作用，但抗菌劑的采用極易對矸石堆場的生態(tài)產(chǎn)生威脅，不利于后期矸石堆場的生態(tài)重建。。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種高硫高鐵矸石污染物釋放的控制方法。本發(fā)明能有效抑制矸石各種污染物質(zhì)的釋放和產(chǎn)酸能力，降低矸石淋濾液中多種污染物濃度，從而保護矸石堆場周邊環(huán)境，并為后期矸石堆場的生態(tài)修復奠定良好基礎。本發(fā)明所用材料主要為天然礦物，該材料易獲取、易加工，價格低廉，施工工藝簡單，效果顯著，可操作性強。

本發(fā)明的技術方案：一種高硫高鐵矸石污染物釋放的控制方法，通過向矸石中將入鈍化材料A和鈍化材料B，對矸石中污染物的釋放進行有效控制；所述鈍化材料通過以下方法得到：

鈍化材料A：將灰?guī)r粉碎后，添加NaOH對灰?guī)r進行改性，使其pH達9～11；

鈍化材料B：向粉碎后的硅石中加入NaOH進行改性，并加入適量水，使硅石-NaOH體系中的含水率為40％～50％，混勻，使其pH穩(wěn)定至10～11，將穩(wěn)定后的改性硅石烘干至含水率為15％～20％，再向烘干后的改性硅石中加入CaO₂，CaO₂的加入量為烘干后的改性硅石質(zhì)量的5％～12％。

前述的高硫高鐵矸石污染物釋放的控制方法中，具體的控制方法包括以下步驟：

(1)將煤矸石翻松，加入鈍化材料A混勻，反應至pH穩(wěn)定到5～6；

(2)再向經(jīng)鈍化材料A反應后的矸石中加入鈍化材料B，混勻即可。

前述的高硫高鐵矸石污染物釋放的控制方法中，所述鈍化材料B的加入量為矸石干重的3％～12％。