[发明专利]一种基于煤基固废的双重防渗方法

说明书

本发明涉及矿山生态修复治理技术领域，具体涉及一种采用煤基固废用于露天矿坑、沟壑等填充的双重防渗方法，粉煤灰基胶凝材料中粉煤灰在与其他组分协同反应中使粉煤灰中的少量重金属、Hg、As及S等有害物质以“参与成键、固化封存”的形式得到稳定固定，胶凝材料内部结构密实防渗，为坑底形成一层硬质保护壳；在胶凝材料表面的聚合物防水涂料中粉煤灰添加量占粉料的60％‑90％，是一种柔性的保护膜，根据胶体界面化学原理，水泥水化反应时释放出Ca²⁺，水解后的乳液在Ca²⁺为桥联作用下，与粉煤灰表面基团进行反应生成以[R‑COO^‑]Ca²⁺[‑Si‑O^‑]为单元结构的有机‑无机胶凝产物，形成界面相容、均匀致密的防水涂层，对底层胶凝材料的细小裂缝修护，渗透系数小，防止渗滤液下渗。

技术领域

本发明涉及矿山生态修复治理技术领域，具体涉及一种采用煤基固废用于露天矿坑、沟壑等填充的双重防渗方法。

背景技术

目前，采矿废弃物煤矸石、矿渣尾渣、建筑垃圾等常被用作填充物回填天然沟壑、采矿矿坑等。但煤矸石中含有微量重金属，如Cd、Pb、Ni、Zn、Cr、Cu等，不同采矿矿渣尾渣中也有不同的重金属。随着长期雨水淋溶，其中的重金属会随着雨水迁移、累积，对地下水及周边土地造成污染。

国外有的矿坑在废渣填充前对坑沟底部进行平整，预先铺设土工膜防止渗滤淋溶液渗漏。但土工膜成本较高，且机械强度有限，在后续回填过程中较大废渣块易将土工膜破损，造成渗漏点，另外土工膜易老化而失效，从而使污染物向地下环境扩散。

因此，急需开发一种高效廉价的防渗的方法，为废渣安全用于回填露天矿坑或沟壑提供有力的技术支撑。

发明内容

为了克服现有防渗技术的不足，本发明提出一种基于固废材料的双重防渗方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种基于煤基固废的双重防渗方法，具体包括以下步骤：将矿坑或沟壑平整，铺设粉煤灰基胶凝材料，压实；待固化后在其表面喷涂一层聚合物防水涂料，待完全固化后形成双重防渗的保护结构。

进一步地，所述粉煤灰基胶凝材料厚度5-10cm。

进一步地，所述粉煤灰基胶凝材料由粉煤灰、超细灰、水泥、水例混合制备；所述的粉煤灰：超细灰：水泥质量比为(6-8):(1-2):1，水灰比为(2-3):10。

进一步地，所述粉煤灰为煤粉炉粉煤灰或循环流化床锅炉粉煤灰；所述超细灰为经超细粉碎后的粉煤灰，粒径为5-10μm；所述水泥是普通硅酸盐或矿渣硅酸盐。

进一步地，所述聚合物防水涂料厚度2-3mm。

进一步地，所述聚合物防水涂料由粉煤灰、水泥、乳液混合制成有机无机复合涂料；所述的粉煤灰掺量占粉体填料的60％-90％；乳液与粉体填料的比例为0.1-0.3。

进一步地，所述的乳液为苯丙乳液和/或丙烯酸乳液。

进一步地，所述聚合物防水涂料具体制备方法如下：将粉煤灰和水泥混匀即为粉料，将乳液加水低速搅匀，加入粉料，匀速搅拌15min后即得聚合物防水涂料。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果为：