[发明专利]作为高pH或离子液体阻挡层的粘土/聚合物共混物

说明书

一种组合物，它能增加不可渗透性防止离子液体穿过其中，它可包括与阴离子和阳离子聚合物混合的粘土。可在土工合成衬里中提供这种组合物，在侵蚀性渗滤液环境中提供液压阻挡。

相关申请的交叉参考

本申请要求2013年7月12日提交的标题为Blended Polymer System的美国临时申请No.61/845,791的权益，其全部公开内容在本文中通过参考引入。

发明领域

本发明的公开内容涉及粘土与阳离子和阴离子聚合物的组合，和/或一种或多种具有阳离子和阴离子这两种电荷点的单体的混合物，和当粘土用作液压阻挡层防止具有高离子强度(高度酸性和/或高度碱性)的侵蚀性液体，例如来自于加工矿石，例如铝土矿矿石的采矿渗滤液流动时，改进粘土的液压性能(不可渗透性或阻挡性能)的方法。粘土/聚合物混合物在置于两种土工合成织物之间的土工合成粘土衬里(GCL)中优选用作阻挡层。在最优选的实施方案中，粘土/聚合物混合物置于两种土工合成织物之间，其中的至少一种是非织造织物，和该织物被针刺在一起以在织物之间锁定粘土/聚合物混合物。

本发明的背景技术和现有技术

在化学处理材料，和作为该处理工艺的副产物，生产需要容纳在容器内的侵蚀性液体的许多工业中，工业上明显需要改进的废液容纳。这些侵蚀性(高度酸性或高度碱性)液体或液体/固体废物材料不可能通过埋葬处置，因为它们可能渗透经过土壤并污染地下水源，和因此必须通过在废物下方放置液体阻挡层，防止废物渗透阻挡层而容纳它们。特别麻烦的是强碱性液体的废物材料，例如来自于加工矿石，尤其铝土矿矿石的那些。

已发现，尤其在矿石加工工业中，对于大多数部件来说，土工合成的粘土衬里对含有高浓度离子盐的高pH(碱性)废液的阻挡(液压性能)不那么充足。

提供具有改进的液压性能防止高离子废液渗透的粘土的在先尝试包括添加含有游离氧化硅或含硅材料的氧化硅组分，以保护粘土避免溶解(WO2009/023915)；添加阴离子聚合物溶液到粘土中，接着干燥(WO2012/025564和US 7,026,385；US 2012/0219566 Al和2012/0219367 Al)；和在GCL的区域内，使用粘土与单体的共混物原位聚合聚合物(US 6,737,472 B2)。

发明概述

已发现，根据本文描述且要求保护的组合物、制造制品和方法的优选实施方案，粘土与阳离子和阴离子聚合物的组合，和一种或多种具有阳离子和阴离子这两种电荷点的单体混合，导致一种组合物，它具有令人惊奇的液压性能(不可渗透性)防止高离子废液，例如铝土矿矿石渗滤液和其他矿石加工渗滤液水力传导(hydraulic conductivity)。在优选的实施方案中，粘土/阳离子聚合物/阴离子聚合物混合物被包含在土工合成的粘土衬里(GCL)内。令人惊奇地，当粘土/聚合物混合物置于两种织物之间，其中的至少一种织物是非织造织物且织物被针刺在一起时，该聚合物组合借助两种聚合物之间或者聚合物和粘土之间的相互作用将阻挡液体渗透织物，和甚至阻挡液体渗透通过织物内的针刺孔。这是尤其令人惊奇的，因为粘土部分本身将实质上不会溶胀，当与高离子的侵蚀性废液接触时。可按照任何方式，优选通过干混，研磨，和/或挤出，均匀地混合聚合物和/或单体与粘土。