[发明专利]一种尾矿覆盖层的原位构建方法

说明书

本发明公开了一种尾矿覆盖层的原位构建方法，包括将原尾矿、复配剂按一定比例混合均匀，制得覆盖层物质，并将所述产品覆盖尾矿库，客土混合并施加碱液得到固化尾矿覆盖层。本发明的尾矿覆盖层具有固化重金属控制溶出，抗淋溶特性，材料廉价易得，相比于传统尾矿库的覆盖层稳定，节约能源和资源，环境友好。

技术领域

本发明属于矿物加工和环境保护领域，具体涉及一种尾矿覆盖层的原位构建方法。

背景技术

我国土壤污染形势十分严峻，其中尾矿污染土壤占比高达三分之一，每年积存尾矿以3亿多吨的数量在增长，严重土壤污染已危机到食品安全、人体健康、生态安全和农业可持续发展，甚至影响农产品对外贸易和环境外交利益。由于许多矿山矿石品位太低，多组分共生，部分地区选矿技术落后，导致矿物资源浪费严重，且由于尾矿颗粒细碎，导致了堆放过程中出现如下问题：流动和塌漏；风化腐蚀；污染地下水和湖泊。

早在70年代初，美国矿山局已经对尾矿覆盖技术进行了大量的探索，尾矿固化虽然不能作为永久性的恢复措施，但是在粉尘控制，防止流失，风水侵蚀，生态恢复方面起到重大作用，具体方法可分为：

植被覆盖：对碱性尾矿而言，经过施肥处理后可直接在尾矿上种植植被，但与天然土壤相比，由于含有对植物不利的重金属、选矿剂等物质，低有机质、硫化物、粒度过细通气不足等不利条件影响植物生长。

物理覆盖：尾矿表面覆膜或铺设薄层碎石减轻粉尘、隔绝氧化物进入，由于地理、人为、生物等不可控因素极大缩短覆盖层的生命周期，且长期维护成本高昂。

化学固化：现存实施的尾矿固化覆盖技术有水泥覆盖；酸性尾矿石灰注入中和固化；热塑材料，即隔绝尾矿与外界环境，抑制粉尘及风水侵蚀，从而实现污染控制并保持生态。对于部分现有的覆盖层构建方法大量使用了外源材料进行尾矿隔绝覆盖，找到一种具备经济、环境效益的固化技术具有十分重要的意义。目前，有学者关于尾矿污染控制提出了新的处理方法，一种以尾矿混合熟料制备固化尾矿的方法（201010266775.5），该方法使用钢渣、铁尾矿、石膏、激活剂作为原料筑坝，利用残余原料进行表面堆积。在横向上阻止了污染物的迁移扩散，由于其对外源固体废弃物和原料的大量需求限制及运输成本，原料的局限性较大，尾矿纵向淋溶无法避免，且大量钢渣的添加其寿命影响尚不明确。还有学者提出一种利用尾渣回转窑制备地聚物的方法（201811395606.4），通过煅烧尾矿制得活性物质制备胶凝材料具有良好的反应活性，对于尾矿覆盖层有很好的应用前景，但是需要大量能源、以及异地处置、尾渣获取为限制因素、加工过程的成本高不具备经济性。我国矿产资源丰富，且存在时间空间分布，受气象、水文条件影响显著，选矿作业后，残余尾矿多富含重金属且具有高度风化特性，造成向外界环境迁移。寻找一种具有简易应用、低运输及操作成本、原料供应充足的尾矿覆盖层的构建方法具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中对尾矿覆盖层存在的以上不足，提供一种尾矿覆盖层的原位构建方法，采用本发明的技术方案显著提升尾矿表面pH，抑制水、空气进入，从源头减少尾矿化学风化现象；活化生成铁铝氧化物、铝硅酸盐凝胶态物质，化学固化重金属，提升尾矿库的化学稳定性；覆盖层具有高拌合度、高抗压强度，具有维持尾矿库稳定堆积、防止尾矿库水土流失、坍塌的物理稳定性。

为实现上述目的，本发明包括以下步骤：

（1）将复配剂按原料比例混合均匀，得到尾矿固化覆盖层前驱体物质，备用；

（2）将步骤（1）所得的覆盖层前驱体物质均匀施于尾矿库，翻土破碎、混合均匀，并将混合物料压实；

（3）覆盖层固化，向步骤（2）所述压实混合物料施加碱液，制备尾矿固化覆盖层；

（4）维护与持续固化，在步骤（3）形成尾矿固化覆盖层后的7天内需要进行润湿维护。