一种协同处理含汞固废的矿山用胶结充填料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种协同处理含汞固废的矿山用胶结充填料及其制备方法，属于矿山胶结充填技术领域。具体公开了胶结充填料的原料包括：钢渣、矿渣、石膏、氧化锆、集料、菌剂、含汞固废及减水剂；制备方法为：将含汞固废粉碎后与菌剂混合，得到混合物A；将矿渣、钢渣、减水剂与石膏混合，加入混合物A、氧化锆与集料，得到混合物B，加入水进行混合搅拌，得到矿山用胶结充填料。本发明专利技术的矿用胶结充填料力学性能优异，克服了矿渣、钢渣作为胶凝材料力学性能不佳的缺陷，同时还可协同处理含汞固废，实现重金属汞的零渗出，在矿山充填领域及含汞固废处理领域具有重要的应用价值。域具有重要的应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种协同处理含汞固废的矿山用胶结充填料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及矿山胶结充填
，特别是涉及一种协同处理含汞固废的矿山用胶结充填料及其制备方法。

技术介绍

[0002]充填对提高矿石回采率、改善岩层控制状况和减少废石在地面堆存都是有利的，充填可用作区域支护和局部支护，用作区域支护时，充填可减少采空区沉陷。而且，由于充填减小了能量释放速度和剪切应力，因此还可降低工作面高应力。
[0003]胶结充填具体是指，将凝胶材料和细砂、尾矿等惰性集料加水混合搅拌制备成胶结充填浆料，然后沿钻孔、管、槽等向地下采空区输送和堆放浆体，浆体在采空区中逐渐形成具有一定强度的整体填充体。水泥是目前使用最为广泛的胶结剂，但其具有能耗高、污染严重的特点；随着矿山充填采矿技术的推广，充填材料的胶结剂也在不断更新、发展。
[0004]工业固体废弃物浸出的毒性物质会在自然环境中迁移，影响人体健康。重金属汞及其化合物具有极强的毒性，在生物体内不易代谢，随生物链具有富集作用，具有长期危害性和潜伏性，因此，对含汞固废的安全处理十分必要。
[0005]目前，针对固废有多种处理方式，其中安全填埋处理是其中风险比较高的技术，该项技术对于有毒物质防渗有较高要求。因此，在固废填埋之前，通常需要进行固化/稳定化处理。
[0006]矿渣、钢渣作为冶金工业的主要废渣，是固体废弃资源化研究的主要对象，以矿渣、钢渣等代替水泥可制备成胶结充填料的凝胶材料。但以矿渣、钢渣作为凝胶材料的胶结充填料，在抗压强度方面取得的效果并不理想，并且，用于固化
‑
稳定含重金属废弃物时，防重金属渗漏效果也有待加强。
[0007]针对上述现状，提供一种抗压强度高、对含汞固废具有极强防渗效果的矿山用胶结填充料具有极其重要的意义。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种协同处理含汞固废的矿山用胶结充填料及其制备方法，以解决上述现有技术存在的问题，使矿山用胶结填充料具有强度高、固化汞效果优异的特点。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0010]本专利技术的目的之一是提供一种协同处理含汞固废的矿山用胶结充填料，原料包括以下重量份的组分：
[0011]钢渣15
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18份、矿渣60
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70份、石膏10
‑
25份、氧化锆1
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3份、集料450
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550份、菌剂4
‑
6份、含汞固废1
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10份及减水剂0.5
‑
1份；
[0012]所述菌剂为芽孢杆菌与高岭土质量比1
‑
1.2:1的混合物；所述芽孢杆菌为嗜碱芽孢杆菌NTT33C6D2。
[0013]进一步地，所述集料为尾矿、煤矸石、废石的一种或多种。
[0014]进一步地，所述减水剂为木质素磺酸盐或萘磺酸盐。
[0015]本专利技术的目的之二是提供上述矿山用胶结充填料的制备方法，包括以下步骤：
[0016]将含汞固废粉碎后与菌剂混合，得到混合物A；
[0017]将矿渣、钢渣、减水剂与石膏混合，加入所述混合物A，然后加入氧化锆与集料，得到混合物B，向所述混合物B中加入水进行混合搅拌，得到矿山用胶结充填料。
[0018]进一步地，加入水后的体系固含量为70
‑
75％。
[0019]本专利技术的目的之三是提供上述矿山用胶结充填料在含汞固废处理领域中的应用。
[0020]本专利技术公开了以下技术效果：
[0021]本专利技术采用菌剂对含汞固废进行稳定，细菌细胞表面电荷能够吸附汞离子，将汞离子进行生物富集，同时，嗜碱芽孢杆菌NTT33C6D2还能通过氧化还原作用及甲基化作用迅速、稳定的产生硫离子，从而与汞离子结合形成稳定的硫化汞，避免重金属汞的渗出。
[0022]充填料中的氧化锆成分能够与矿渣、钢渣中的CaO作用，形成稳定的复合体，一方面加强矿渣、钢渣的力学强度，另一方面对重金属汞形成进一步的稳定包覆，避免重金属汞的渗出。
[0023]本专利技术的矿用胶结充填料力学性能优异，克服了矿渣、钢渣作为胶凝材料力学性能不佳的缺陷，同时还可协同处理含汞固废，实现重金属汞的零渗出，在矿山充填领域及含汞固废处理领域具有重要的应用价值。
具体实施方式
[0024]现详细说明本专利技术的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本专利技术的限制，而应理解为是对本专利技术的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
[0025]应理解本专利技术中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本专利技术。另外，对于本专利技术中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本专利技术内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
[0026]除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本专利技术所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本专利技术仅描述了优选的方法和材料，但是在本专利技术的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
[0027]在不背离本专利技术的范围或精神的情况下，可对本专利技术说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本专利技术的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本专利技术说明书和实施例仅是示例性的。
[0028]关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
[0029]本专利技术中所述的“份”如无特别说明，均按质量份计。
[0030]本专利技术实施例中，含汞固废按《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/
T299)规定的浸出程序，对固体废物进行浸出实验，浸出液中汞浓度超过0.1mg/L，来源为汞矿采选过程中产生尾砂。
[0031]本专利技术实施例中，矿渣研磨后的比表面积为480m2/kg，主要化学成分分析见表1。
[0032]表1
[0033]成分SiO2CaOAl2O3Fe2O3MgOSO3Pb含量(％)32.7138.6315.440.428.340.250
[0034]本专利技术实施例中钢渣为转炉钢渣经闷热法预处理并选铁后的尾渣，粉末后的表面积为475m2/kg，主要化学成分分析见表2。
[0035]表2
[0036][0037]本专利技术实施例中，嗜碱芽孢杆菌NTT33C6D2购自中国典型培养物保藏中心，保藏编号为CCTCC NO：M2016317。
[0038]实施例1
[0039]一种矿山用胶结充填料，原料包括以下组份：
[0040]钢渣15份、矿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种协同处理含汞固废的矿山用胶结充填料，其特征在于，原料包括以下重量份的组分：钢渣15
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18份、矿渣60
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70份、石膏10
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25份、氧化锆1
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3份、集料450
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550份、菌剂4
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6份、含汞固废1
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10份及减水剂0.5
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1份；所述菌剂为芽孢杆菌与高岭土质量比1
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1.2:1的混合物；所述芽孢杆菌为嗜碱芽孢杆菌NTT33C6D2。2.根据权利要求1所述的矿山用胶结充填料，其特征在于，所述集料为尾...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宁，黄晓燕，张静文，
申请(专利权)人：北科蕴宏环保科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：