[发明专利]矿井水净化系统

说明书

本发明提供一种矿井水净化系统。本发明的矿井水净化系统包括煤矿地下水库，其中，煤矿地下水库包含破碎岩体和附着在破碎岩体表面上的吸附材料，该吸附材料由吸附组合物凝固形成，该吸附组合物包括干料和水，该干料包括粉煤灰、水泥和骨料。本发明的矿井水净化系统能够实现对煤矿地下水库中的矿井水的高效除氟。

技术领域

本发明涉及矿井水净化领域，尤其涉及一种矿井水净化系统。

背景技术

在煤炭开采过程中，地下水和部分地表水通过岩石裂隙渗入巷道，形成矿井水。目前，我国吨煤开采产生的矿井水量约为1.87m³，年产生矿井水约为6.88×109m³。我国作为一个贫水国家，煤矿矿井水将是我国长期的一个稳定水源，尤其对解决我国西部地区严重缺水的问题有重要的作用。

在矿井水复用过程中，一些地方政府要求矿井水水质需满足《地表水环境质量标准》中规定的Ⅲ类限值要求。该Ⅲ类限值中规定氟化物含量不得超过1mg/L。我国西部部分矿井的矿井水氟化物含量大于1mg/L，需要进行除氟处理。目前的矿井水除氟工艺主要有化学沉淀法、混凝沉淀法、离子交换—吸附法、电凝聚法、电渗析法和膜法等。这些工艺普遍存在处理成本高、处理过程复杂的问题，且需要在地面建厂，无法实现井下直接复用。

煤矿地下水库实现了矿井水井下低成本储存与净化，煤矿地下水库中的破碎岩体可以有效去除矿井水中的悬浮物，为矿井水井下直接复用提供了技术支撑。但是，煤矿地下水库并不能有效去除矿井水中的氟化物。

粉煤灰作为煤燃烧的副产物，占燃煤发电厂总固体废弃物的60～88％。据估计，全世界每年产生约7.5亿吨的粉煤灰。粉煤灰作为固体废弃物，如果处理不当，可能会造成水土污染、破坏生态环境、危害人体健康。目前，粉煤灰主要应用在路基建设、土壤改良、陶瓷制造、工业催化、废水处理等方面。据估算，全球的粉煤灰的利用率低于30％。因此加强粉煤灰的开发和利用，对回收资源、保护环境至关重要。

因此，需要提供一种矿井水净化系统，以解决现有技术中煤矿地下水库不能有效去除矿井水中氟化物的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种矿井水净化系统，以解决现有技术中煤矿地下水库不能有效去除矿井水中氟化物的技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种矿井水净化系统，该系统包括煤矿地下水库，其中，该煤矿地下水库包含破碎岩体和附着在该破碎岩体表面上的吸附材料，该吸附材料由吸附组合物凝固形成，该吸附组合物包括干料和水，该干料包括粉煤灰、水泥和骨料。

优选地，以重量百分比计，该粉煤灰占该干料的30％～90％，优选40％～80％，更优选60～70％；优选该粉煤灰的粒度为0.01～1mm。

优选地，该吸附组合物中水和干料的重量比为0.2～1，优选0.3～0.7，更优选0.4～0.5，水优选为矿井水。

优选地，以重量百分比计，该水泥占该干料的5％～40％，优选5％～30％，更优选15％～20％。

优选地，该骨料为细骨料或粗骨料，优选为细骨料，优选细骨料的粒径为0.01～2mm，更优选地，以重量百分比计，该细骨料占该干料的1％～20％，优选5％～15％，更优选5％～10％。

优选地，该干料还包括速凝剂，以重量百分比计，该速凝剂占该干料的1％～15％，优选4％～10％，更优选5％～8％；该速凝剂包括无碱粉末状速凝剂、铝酸钠速凝剂、硅酸碱速凝剂、碱金属碳酸钠速凝剂、碱金属氢氧化物速凝剂中的一种或多种，优选包括无碱粉末状速凝剂。

优选地，附着在该破碎岩体表面上的该吸附材料的总厚度为0.1～10mm，优选为0.1～5mm，更优选为0.5～2mm。