[发明专利]一种用于处理硫铁矿渣的固废基胶凝材料及其使用方法

说明书

本发明属于环境修复技术领域，具体提供了一种用于处理硫铁矿渣的固废基胶凝材料，其特征在于，包括：35‑45％的矿渣、25‑35％的脱硫石膏、15‑25％的钢渣、10‑15％的赤泥、5‑10％的锰砂以及3‑5％的沸石。以工业固废为基本原材料，基于硫铁矿渣物化特性，制备出成本低、性能优异的胶凝材料，可取代通用的水泥，专用于胶结固化硫铁矿渣。此外本发明还提供了一种利用该专属固废基胶凝材料处理硫铁矿渣的方法，通过顶层固化加侧边防渗工艺，对硫铁矿渣堆进行原位阻隔，阻断硫铁矿渣与空气、水分的接触，从源头减少甚至阻断污染因子的释放与迁移，同时对硫铁矿渣底部酸性渗滤液进行中和，降低污染物腐蚀破坏防渗结构的风险。

技术领域

本发明属于环境修复技术领域，具体涉及一种用于处理硫铁矿渣的固废基胶凝材料及其使用方法。

背景技术

硫铁矿是指由铁与硫组成的一系列矿物的统称，主要包括黄铁矿(FeS₂)、磁黄铁矿(FeS)等，是自然界中用来制作硫酸的主要矿种。开采过后的硫铁矿渣由于长期暴露在空气中，在氧气与水分的作用下，能够氧化生成大量的含硫酸盐溶液，俗称“酸性矿山废水”，持续侵蚀矿区土壤与水体，导致环境酸化。同时，硫铁矿渣氧化分解过程中也会释放较多的重金属离子(如Fe³⁺、Mn²⁺、Pb²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺)，持续污染矿区土壤与水体，对周边居民的健康安全造成了威胁。为解决上述问题，针对酸性矿山废水提出了一系列治理方法，包括中和处理法、硫化物沉淀法、可渗透反应墙法、微生物净化法等，但上述方法治标不治本，无法从源头上减少或杜绝酸性矿山废水的产生。

硫铁矿渣是酸性矿山废水产生的主要来源，传统处理方式以露天堆存、回填矿坑、就地填埋为主，但上述处理方式较为粗糙，在自然降雨、地表径流、地下水系的侵扰下，仍然会产生较多的酸性矿山废水，危害矿区环境安全。因此，需要对硫铁矿渣进行安全处置，从源头上解决酸性矿山废水的产生，实现环境的高效低成本治理。

发明内容

本发明的目的是克服硫铁矿渣填埋处理或露天堆存时，在氧气与水分作用下容易产生酸性矿山废水，并持续污染矿区环境的问题。

为此，本发明提供了一种用于处理硫铁矿渣的固废基胶凝材料，包括：35-45％的矿渣、25-35％的脱硫石膏、15-25％的钢渣、10-15％的赤泥、5-10％的锰砂以及3-5％的沸石。

本发明还提供了一种硫铁矿渣处理方法，包括以下步骤：

(1)制备上述固废基胶凝材料；

(2)挖出硫铁矿渣堆顶部预设厚度的硫铁矿渣，并在形成的坑底部铺设防渗膜，将挖出的硫铁矿渣与固废基胶凝材料混合，添加水分，翻抛至混合物颜色均匀；

(3)将混合物回填至硫铁矿渣堆顶部的坑中，并压制成固化层；

(4)向固废基胶凝材料中加水配制成固废基胶凝材料浆液，将固废基胶凝材料浆液注入硫铁矿渣堆侧面进行侧边防渗；

(5)对硫铁矿渣堆进行养护至达标。

具体的，上述步骤(2)中将挖出的硫铁矿渣与固废基胶凝材料按照(5-8)：1的比例进行混合，添加35-50％的水分。

具体的，上述步骤(2)中挖出硫铁矿渣堆顶部50-80cm厚的硫铁矿渣。

具体的，上述步骤(3)中利用压机将混合物压制成厚度为30-50cm的固化层。

具体的，上述步骤(4)中侧边防渗结束后还包括向硫铁矿渣堆积液处注入中和剂。

具体的，上述中和剂的制备方法为：将天然石灰石粉磨破碎成粉末后，添加30-40％的水分，制造成中和剂。