[发明专利]一种基于矿渣和酸性矿山废水协同修复的飞灰稳定化处理方法

说明书

本发明公开了一种基于矿渣和酸性矿山废水协同修复的飞灰稳定化处理方法，该方法包括：将矿渣浆料灌入到飞灰堆体中，或直接将矿渣浆料与飞灰混合并回填，采用酸性矿山废水对堆体进行淋洗，完成对飞灰的稳定化处理。本发明中，将矿渣浆料与飞灰混合，可利用飞灰的碱性物质与矿渣浆料中的二氧化硅等物质发生碱性激发反应，生成具有重金属捕捉能力的硅酸盐类化合物，进而利用酸性矿山废水进行淋洗，逐渐实现堆体内部酸碱平衡分布、微生物灭活、重金属固化和堆体稳定性强化。本发明方法，不需投加化学稳定药剂及生物菌剂，成本低廉，无需外部供水、供气，能耗低，且能有效控制坝体含水率、保障安全，工艺适用性强，受环境影响小，处理效果稳定。

技术领域

本发明属于固废、污水处理及环境修复技术领域，涉及一种飞灰稳定化处理方法，具体涉及一种基于矿渣和酸性矿山废水协同修复的飞灰稳定化处理方法。

背景技术

当前，城市固体废物焚烧处置已超过填埋处置规模，这其中生活垃圾焚烧无害化处理量以及由此产生的生活垃圾焚烧飞灰总量均非常巨量，同时，飞灰因含有Cd、As、Cr、Pb、Hg、Zn、Cu、Sb等重金属以及二噁英等有机污染物，已被被列为HW18类危险废物，因此急需对飞灰进行有效处置。

飞灰处理处置技术是固废处理领域的热点，也是难点。受飞灰中重金属和盐分含量高且组成复杂限制，经固化稳定化的飞灰固化体中，重金属迁移性仍然较高，二次溶出风险大；氯化物盐分含量高，碱性极强，破坏固化体强度，加剧二次溶出风险并极易造成固化堆体稳定性问题。与此同时，近年开发的水洗分盐回收部分钾盐可实现飞灰部分资源化，但后端-水泥窑协同处理仍无法解决能耗高问题，固化填埋工艺污染物稳定性，固化体强度及堆体稳定性难以保持，且占用土地资源。

矿山的开采过程中会产生大量的矿渣(包括尾矿和尾矿脉石)浆料，这些矿渣浆料由于暂时没有经济价值，因而通常处置方式是就地堆放，这容易造成资源浪费和二次污染。与此同时，金属矿(如金属硫化矿)及其尾矿在破碎、分选、堆放等过程中在微生物和空气作用下氧化、分解产生酸性矿山废水(AMD)，其中该酸性矿山废水中硫酸盐的质量浓度较高，pH值可低至2.0左右，并含有Al、Mn、Ni、Fe、Cu、Zn、Pb、Cr、As等(重)金属，极易腐蚀矿井设备、管道，影响坝体安全，引发大面积的酸污染和重金属污染，甚至危害人体健康。目前，国内外对AMD的处理主要是利用石灰等中和剂中和，在去除AMD中的氢离子和铁铝等金属离子的同时也形成了含水率高、难处理的固体废渣。此外，硫化沉淀法，微生物法、人工湿地技术等处理方法，分别存在药剂投加成本高、适用条件苛刻和处理效果易受环境条件制约等缺点。

另外，现有将矿山尾矿协同飞灰的处置方法或酸性矿山废水协同飞灰的处置方法，主要通过水热/熔融/超临界处理等工艺进行无害化处理，能耗较高，不符合双碳政策需求，或是将飞灰作为基材及辅料通过固化反应实现飞灰稳定化，操作复杂，固化体存在重金属二次溶出风险。因此，获得一种协同处理矿山矿渣、酸性矿山废水和飞灰的方法，具有重要意义。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种操作简单、成本低廉、能耗低、稳定化效果好、二次溶出风险小的基于矿渣和酸性矿山废水协同修复的飞灰稳定化处理方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种基于矿渣和酸性矿山废水协同修复的飞灰稳定化处理方法，包括以下步骤：

S1、将矿渣浆料灌入到飞灰堆体中；

S2、采用酸性矿山废水对飞灰堆体进行淋洗，完成对飞灰的稳定化处理。

上述的飞灰稳定化处理方法，进一步改进的，所述S1中，采用分层灌入的方式，由下而上将矿渣浆料灌入到飞灰堆体中；所述矿渣浆料的灌入初始位置与飞灰堆体底部的距离≥200cm，所述矿渣浆料的灌入位置之间的高度差不小于2m；所述飞灰堆体的总质量不少于飞灰堆体中酸性矿山废水产量的两倍。