[发明专利]一种固定吸附重金属的钢渣路基土处治办法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢渣、凹凸棒土处治路基土的方法，可应用于道路工程的路基。

背景技术

钢铁工业曾是世界工业化进程中最具成长性的产业之一，在过去的百十年里，钢铁工业得到了快速发展，无论在产值、产品结构，还是在工业技术方面都有了前所未有的提高。

随着我国经济建设的迅猛发展及对钢铁需求的急剧增加，随之也产生了大量副产品―钢渣。我国国内积存钢渣已有3亿吨以上，且每年仍以数百万吨的排渣量递增，未经处理的钢渣无序堆积成渣山，不仅占用大量土地，还会造成土壤微生物群紊乱，影响其微生物环境，此外钢渣进入到地下水中，也会造成水污染等问题，给环境带来的污染破坏是不言而喻。近年来，随着社会整体环境意识的提升和国家可持续发展战略的实施，这客观上要求对钢渣的资源化利用进行深入研究，尤其是在用渣量最大的建筑领域。

钢渣是一种路用性能较好的材料。将钢渣作为筑路材料，可降低工程造价、减少环境污染和开山采石带来的植被破坏，有利于促进我国可持续发展战略的顺利实施，具有重要的技术与经济意义。但是将钢渣直接用于道路工程，存在两个方面的问题：

第一，工业界在炼钢过程中一般需加入一定量的生石灰，主要用来脱去其中的SiO₂，因此，在造渣过程中不可避免会产生一定的游离氧化钙f-Cao，这是引起钢渣膨胀的主要原因。在工程应用中则需按规范严格控制f-Cao的含量，如果它在钢渣颗粒中大量存在，将会产生因钢渣膨胀导致的各种病害，严重影响工程安全。第二，钢渣中不可避免含有部分金属成分，直接填筑钢渣不仅造成金属微量元素的浪费，同时随着降雨等因素也会污染道路周边土壤和水源。因此，需要对钢渣进行一定处理后用于道路工程，减少对环境的二次污染。

凹凸棒土是一种晶质水合镁铝硅酸盐矿物材料，具有独特的层链状结构特征，在其结构中存在晶格置换，帮晶体中含有不定量的Na⁺、Ca²⁺、Fe³⁺、Al³⁺，晶体呈针状，纤维状或纤维集合状。与其他粘土矿物相比，凹凸棒土具有较大的比表面积（9.6～36m²/g）、独特的分散、耐高温、抗盐碱等良好的胶体性质和较高的吸附脱色能力，并且吸附下限浓度低、达到吸附平衡时间短以及吸附性能优异等特点。由于凹凸棒土独特的晶体结构，使之具有许多特殊的物化及工艺性能如：阳离子可交换性、吸水性、吸附脱色性，吸附过程迅速、高效，且对吸附条件无苛刻要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种固定吸附重金属的钢渣路基土处治办法，通过改善土的性质使其适用于路基填筑，变废为宝降低工程造价并提高路基填筑质量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种固定吸附重金属的钢渣路基土处治办法，包括以下步骤：

步骤一，环保钢渣的制备：将钢渣磨细后进行湿式磁选处理，分离出磁性矿物和非磁性矿物，其中磁性矿物进行回收利用，非磁性矿物则进入尾矿池滤水后，得到次生钢渣，再将次生钢渣和凹凸棒土集中拌和，制得改性的环保钢渣；

步骤二，路基改性土的制备：将步骤一制备的环保钢渣与消石灰、土拌和，再加水，充分拌和，制备得到路基改性土；

步骤三，路基改性土的摊铺：将步骤二制备的路基改性土分层摊铺并碾压。

进一步的，步骤一中，将钢渣磨细后进行湿式磁选处理的具体步骤是：先将钢渣由储矿料斗通过电磁振动给矿机送入至球磨机，将钢渣磨细后出料；然后在出口处将大于3mm的粒钢挑出进行二次回收，小于3mm的钢渣产品用水冲入接料盘进入磁选机磁选；接着在磁选机内的磁场能够将磁性矿物捕获，分离出非磁性矿物与磁性矿物，这样磁性矿物进行回收利用，而非磁性矿物则进入尾矿池滤水后堆放在尾矿场。

进一步的，步骤一中，次生钢渣和凹凸棒土按照重量比9：1的比例集中拌和。

进一步的，步骤二中，环保钢渣与消石灰、土按照重量比50: 7: 43的比例集中拌和。

进一步的，步骤二中，按照含水率13%的比例加水。

进一步的，步骤三中，碾压过程中，路基土要保持湿润。

有益效果：本发明根据钢渣的成分，通过对磁选水洗后的钢渣加入凹凸棒土，最大限度地固定吸附钢渣内含有的重金属物质，利用尾料渣细腻和水渣需要高碱度材料激发的特点，复合配制出一种水硬性胶凝材料，可用于改性路用土，用作路基填料，既能满足路基填料的强度要求，又能做到环保的功效，是一项绿色发明。

附图说明

图1为试验土的塑性图；