一种利用钛石膏作为防渗衬层修复废弃矿山的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用钛石膏作为防渗衬层修复废弃矿山的方法，废弃矿山修复整体结构自下而上依次由防渗衬层、渗滤液导排层、填充物料层和封场覆土层构成，其中所述的防渗衬层由钛石膏制成。其施工方法为：首先敷设防渗层，其次敷设渗滤液导排层，然后填充物料层，最终为封场覆土层。利用钛石膏作为防渗衬层原料来源丰富，且充分利用固体废物资源，不仅为钛白粉行业节约了大量的处置成本，而且节约了大量原料和资源，并具有较好的经济和社会效益。并具有较好的经济和社会效益。并具有较好的经济和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
一种利用钛石膏作为防渗衬层修复废弃矿山的方法


[0001]本专利技术涉及废弃矿山修复和固体废物污染防治领域，具体涉及一种利用钛石膏作为防渗衬层修复废弃矿山的方法。

技术介绍

[0002]对于废弃矿山修复，我国正处于探索和实践阶段，各类金属或非金属矿山的性质不同导致废弃矿山修复的难度不同。目前，我们有大量的废弃矿山亟待修复。
[0003]目前钛白粉的市场需求量大，但是钛石膏作为该行业企业生产过程中产生的主要固体废物，具有产生量极大，规模企业年产生量达到100万吨以上。钛石膏具有处置去向有限，一般采用填埋处置的成本高，利用率低等特点，不符合我国固体废物资源化的原则。
[0004]2020年，我国修订《一般工业固体废物贮存和填埋污染控制标准》，从固体废物资源利用的角度出发，允许符合I类一般工业固体废物进行废弃矿山回填处置。
[0005]2020年，我国出台《固体废物再生利用污染防治技术导则》，明确固体废物的建材化、土地利用等污染防治技术要求。

技术实现思路

[0006]针对行业存在的技术问题，本专利技术提出一种利用钛石膏作为防渗衬层修复废弃矿山的方法，能够在政策条件的允许下克服钛白粉行业现有的固体废物处置问题，以及协同恢复废弃矿山。
[0007]为实现上述技术目标，本专利技术的技术方案的实施步骤如下：
[0008]一种利用钛石膏作为防渗衬层修复废弃矿山的方法，废弃矿山修复整体结构自下而上依次由防渗衬层、渗滤液导排层、填充物料层和封场覆土层构成，其中所述的防渗衬层由钛石膏制成。
[0009]其施工方法为：
[0010]a)首先敷设防渗层，坑底防渗系统采用钛石膏作为防渗结构，首先填埋不小于500mm钛石膏并压实作为保护层和防渗层，在防渗层以下设置两口泄压井，以控制初期地下水压力，泄压井由钢筋混凝土井身和辐射状的排渗盲沟管组成；
[0011]b)其次敷设渗滤液导排层，包括辐射井和排渗盲管，渗滤液导排系统沿西部边界布设纵向盲管，主盲管的末端沿顺坡布置渗滤液收集沟，渗滤液收集后由渗滤液收集沟排送进入渗滤液收集池；辐射井井身由钢筋混凝土作为材料；
[0012]c)然后填充物料层，采用I类一般工业固体废物进行填充；
[0013]d)最终为封场覆土层，先以200mm厚以上粘土覆盖整个最后修复的表面，再以300mm以上厚耕植土的表土层覆盖整个最后修复的表面。
[0014]所述的防渗衬层的钛石膏的有机质含量小于2％，可溶性盐含量小于2％。
[0015]所述的防渗衬层的钛石膏压实后的饱和渗透系数不大于1.0
×
10
‑
5cm/s，厚度不小于0.75m。
[0016]步骤a)中，钛石膏的压实度大于93％，其防渗性能经检测优于渗透系数为10
‑5cm/s，采用RTK测量厚度大于0.75m。
[0017]步骤b)中，辐射井深度20m，每层搭接10m，+20m高程以下每层设置2个，+20m以上每层设置1个，最终井顶高程+50m。
[0018]步骤c)中，填充至设计标高+50～+75m。
[0019]封场后顶面坡度为2％，由中间向两侧方向坡度逐渐降低。
[0020]本专利技术的有益效果：
[0021]本专利技术的利用钛石膏作为防渗衬层修复废弃矿山的方法的技术效益表现为：I类一般工业固体废物填埋场的防渗衬层一般需要消耗大量粘土资源，或者具有同等效力的其他防渗材料，浪费粘土资源以及经济成本高昂。而利用钛石膏作为防渗衬层原料来源丰富，且充分利用固体废物资源，不仅为钛白粉行业节约了大量的处置成本，而且节约了大量原料和资源。
[0022]本专利技术的利用钛石膏作为防渗衬层修复废弃矿山的方法的经济和社会效益表现为：通过利用钛石膏作为防渗衬层修复废弃矿山，不仅实现了固体废物资源化的绿色理念，而且为实现绿色矿山建设和生态文明建设提升当地生态环境质量，进而促进行业和地方经济的发展和社会绿色理念的提升。
附图说明
[0023]为了更清楚的说明本专利技术实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍。附图是本专利技术的实施例，用于展现利用钛石膏作为防渗衬层修复废弃矿山的方法。
[0024]图1是利用钛石膏作为防渗衬层的结构示意图。
[0025]图中，1是防渗衬层，2是渗滤液导排层，3是填充物料层，4是封场覆土层。
具体实施方式
[0026]以下通过实施例的形式对本专利技术的上述内容再作进一步的详细说明，但不应将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本专利技术上述内容所实现的技术均属于本专利技术的范围。
[0027]如图1所示，根据本专利技术实施例所述的一种利用钛石膏作为防渗衬层修复废弃矿山的方法，由下而上依次为防渗衬层1、渗滤液导排层2、填充物料层3、封场覆土层4。所述的防渗衬层1中的钛石膏，来自于安徽某钛白粉生产企业，具有行业代表性。钛石膏的由钛精矿(主要成分TiO2≥46％)经过“磨矿、酸解、沉降、洗渣、亚铁分离、浓缩、水解、一次水洗、漂白、二次水洗、盐处理、煅烧、粉碎”等生产工段产生的废水，经“中和+板框压滤+辐流沉淀+絮凝沉降”处理工艺产生，主要成分为CaSO4·
2H2O，具有高粘性的特性。
[0028]废弃矿山位于安徽省某地级市，以某个符合地方规划的铁矿废弃矿山修复项目为例，废弃矿坑坑底最低标高为
‑
10m，矿坑南侧封场设计标高为+50m，北侧封场设计标高为+75m，采坑深度约为30
‑
70m，上口面积16hm2，下口面积8.48hm2，总库容为约792万m3，有效利用率约0.9。
[0029]表1为钛石膏的有机质含量分析结果表。选取100份钛石膏样品进行检测分析，有机质含量介于0.01％～1.88％之间。
[0030][0031]表2为钛石膏的可溶性盐含量分析结果表。选取100份钛石膏样品进行检测分析，可溶性盐含量介于0.01％～0.78％之间。
[0032][0033]表3为特征污染物检测分析结果表。选取100份钛石膏样品进行检测分析，筛查铅、汞、铬、六价铬、镉、砷、铊、锑、镍、铜、锌、银、钒、锰、钴等重金属指标，以及VOCs和SVOCs有机物指标，确定的特征污染物，经检测均符合《一般工业固体废物贮存和填埋污染控制标准》中I类一般工业固体废物的污染物浓度限值要求。
[0034][0035][0036]表4为预处理后钛石膏的饱和渗透系数测试结果表。选取100份钛石膏样品进行检测分析，饱和渗透系数介于5.6
×
10
‑7～1.3
×
10
‑6cm/s之间。
[0037][0038]利用钛石膏作为替代性防渗衬层修复废弃矿山的具体施工方法为：
[0039]首先敷设防渗层1，坑底防渗系统设计采用钛石膏的防渗结构方案，首先填埋不小
于500mm钛石膏并压实作为保护层和防渗层，压实度大于93％，其防渗性能经检测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用钛石膏作为防渗衬层修复废弃矿山的方法，其特征在于：废弃矿山修复整体结构自下而上依次由防渗衬层(1)、渗滤液导排层(2)、填充物料层(3)和封场覆土层(4)构成，其中所述的防渗衬层(1)由钛石膏制成。2.根据权利要求1所述的利用钛石膏作为防渗衬层修复废弃矿山的方法，其特征在于，施工方法为：a)首先敷设防渗层(1)，坑底防渗系统采用钛石膏作为防渗结构，首先填埋不小于500mm钛石膏并压实作为保护层和防渗层，在防渗层以下设置两口泄压井，以控制初期地下水压力，泄压井由钢筋混凝土井身和辐射状的排渗盲沟管组成；b)其次敷设渗滤液导排层(2)，包括辐射井和排渗盲管，渗滤液导排系统沿西部边界布设纵向盲管，主盲管的末端沿顺坡布置渗滤液收集沟，渗滤液收集后由渗滤液收集沟排送进入渗滤液收集池；辐射井井身由钢筋混凝土作为材料；c)然后填充物料层(3)，采用I类一般工业固体废物进行填充；d)最终为封场覆土层(4)，先以200mm厚以上粘土覆盖整个最后修复的表面，再以300mm以上厚耕植土的表土层覆盖整个最后修复的表面。3.根据权利要求1所述的利用钛石膏作为防渗衬层修复废弃矿山的方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王俊杰，张俊，方正，焦少俊，
申请(专利权)人：生态环境部南京环境科学研究所，
类型：发明
国别省市：