【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及环境工程，尤其涉及含硫尾矿的钝化方法、用该法制备的地聚物材料及其应用。
技术介绍
1、尾矿是重金属污染的重要来源，含硫尾矿的主要成分为硫化物、sio2和伴生各重金属化合物，通常露天堆放或存储于地下尾矿库中。含硫尾矿经过长期雨水淋滤、地下水接触和空气氧化，产生以强酸性和高溶解性重金属离子浓度为特征的浸出液，被称为酸性矿山废水(acid mine drainage，amd)，其排入水体和土壤，会对人类健康和整个生态系统造成严重的危害。
2、钝化含硫尾矿是从源头上抑制重金属浸出最有效的修复方法。目前，研究较广的钝化材料有石灰石、磷酸盐、硅酸盐水泥等。这些钝化材料具有成本高、钝化效果差、本身会带来污染等缺点；另外，常用的碱性激发剂为氢氧化钠等碱溶液，同样存在成本高的问题；因此，含硫尾矿的钝化成本高、钝化效果差等问题限制了含硫尾矿的进一步清洁治理。
3、针对以上存在的技术问题，需要一种新的含硫尾矿的钝化方法。
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本专利技术提供含硫尾矿的钝化方法、用该法制备的地聚物材料及其应用，其解决了目前含硫尾矿钝化成本高、钝化效果差、钝化反应材料本身会带来污染，限制了含硫尾矿的进一步清洁治理的技术问题。
3、(二)技术方案
4、为了达到上述目的，本专利技术采用的主要技术方案包括：
5、第一方面，本专利技术实施例提供一种含硫尾矿的钝化方法，包括以下步
6、其中，含硫尾矿中主要含有硫化物、sio2和al2o3；含硅工业废弃物是指主要成分含硅酸盐、sio2等硅化合物的工业废弃物；碱性工业废弃物是指主要成分是氢氧化钙，或者主要成分在水参与下能够反应生成氢氧化钙的工业废弃物。利用sio2、al2o3和氢氧化钙在水的作用下发生水化反应，形成c-(a)-s-h凝胶材料，包裹在含硫尾矿表面。
7、根据本专利技术的较佳实施例，所述的含硫尾矿的钝化方法，s1中，含硫尾矿为10份、含硅工业废弃物为3-8份、碱性工业废弃物为4-6份。
8、根据本专利技术的较佳实施例，所述的含硫尾矿的钝化方法，s1中，含硫尾矿中含有硫化物、sio2和al2o3。
9、根据本专利技术的较佳实施例，所述的含硫尾矿的钝化方法，s1中，含硅工业废弃物选自硅灰、高炉矿渣中的一种或几种。
10、其中，硅灰是冶炼硅铁和工业硅的副产品，主要成分是sio2。高炉矿渣冶炼生铁时从高炉中排出的一种废渣，主要成分包括硅酸盐、氧化铁、氧化钙、氧化镁等。
11、根据本专利技术的较佳实施例，所述的含硫尾矿的钝化方法，s1中，碱性工业废弃物选自电石渣、碱渣及皂化废渣中的一种或几种。
12、其中，电石渣通常是氯碱化工生产中的废弃物，主要成分是氢氧化钙；碱渣是碱厂废渣，主要成分包括碳酸钙、硫酸钙、氯化钙等钙盐；皂化废渣主要由除了氢氧化钙以外的石灰乳不溶杂质组成，同时还含有碳酸钙沉淀和少量氯化钙。
13、根据本专利技术的较佳实施例，所述的含硫尾矿的钝化方法，s1中，含硫尾矿过筛孔径2-4mm，含硅工业废弃物和碱性工业废弃物过筛孔径200-300目。
14、根据本专利技术的较佳实施例，所述的含硫尾矿的钝化方法，s2中，水胶比为0.46-0.55，搅拌反应时长3-8min。
15、根据本专利技术的较佳实施例，所述的含硫尾矿的钝化方法，s3中，养护的湿度为92％-100％，养护时长7-14天。
16、第二方面，本专利技术实施例提供一种地聚物材料，其由第一方面提供的含硫尾矿的钝化方法制备得到。
17、根据本专利技术的较佳实施例，所述的地聚物材料在用于矿洞回填中的应用。
18、(三)有益效果
19、本专利技术的有益效果是：本专利技术的含硫尾矿的钝化方法、用该法制备的地聚物材料及其应用，由于利用含硫尾矿中的硅铝化合物等成分与含硅工业废弃物及碱性工业废弃物进行反应，形成c-(a)-s-h凝胶材料，包裹在含硫尾矿表面，形成“微胶囊化”，其可以抑制尾矿氧化，有效减少酸性矿山废水的产生。
20、此外，凝胶材料具备吸附作用和阳离子交换作用，利于减少金属、重金属和硫酸根的浸出，使得浸出液中金属、重金属和硫酸根的浓度大幅降低。其中，金属、重金属浸出浓度能够满足国标中地表水ⅱ类标准和地下水ⅳ类标准中的有关规定限值，具有优异的含硫尾矿的钝化效果。
21、本专利技术中含硫尾矿钝化产生的地聚物材料7d抗压强度达到3.7mpa以上，最高可达到5.12mpa，该强度能够满足矿洞回填工程中对填充体的强度要求，促进了含硫尾矿的循环利用。
22、本专利技术中选用10-12份含硫尾矿、2-8份含硅工业废弃物，以及4-8份碱性工业废弃物，配合水胶比0.3-0.6，能够反应产生金属、重金属和硫酸根浸出浓度低、抗压强度高的地聚物材料，该地聚物材料可以直接用于矿洞回填工程，具有较强的推广价值。
23、本专利技术中含硫尾矿过筛孔径2-4mm，利于活性物质参与反应的同时保证地聚物材料的强度；含硅工业废弃物和碱性工业废弃物过筛孔径200-300目，废弃物颗粒粒径越小反应活性越强，利于反应发生以形成质地类似水泥的胶凝材料。以上处理粒度的选择，综合了反应需求和固体废弃物的处理成本。
24、本专利技术中含硫尾矿的钝化方法中，用料均为固体废弃物，“以废治废”实现了废物资源化利用，有效节约了成本；流程简单，易操作，没有后续。
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1.一种含硫尾矿的钝化方法，其特征在于，包括以下步骤，
2.如权利要求1所述的含硫尾矿的钝化方法，其特征在于，
3.如权利要求1所述的含硫尾矿的钝化方法，其特征在于，
4.如权利要求1所述的含硫尾矿的钝化方法，其特征在于，
5.如权利要求1所述的含硫尾矿的钝化方法，其特征在于，
6.如权利要求1所述的含硫尾矿的钝化方法，其特征在于，
7.如权利要求1所述的含硫尾矿的钝化方法，其特征在于，
8.如权利要求1所述的含硫尾矿的钝化方法，其特征在于，
9.一种地聚物材料，其特征在于，其由权利要求1-9中任一项含硫尾矿的钝化方法制备得到。
10.如权利要求9所述的地聚物材料在用于矿洞回填中的应用。
【技术特征摘要】
1.一种含硫尾矿的钝化方法，其特征在于，包括以下步骤，
2.如权利要求1所述的含硫尾矿的钝化方法，其特征在于，
3.如权利要求1所述的含硫尾矿的钝化方法，其特征在于，
4.如权利要求1所述的含硫尾矿的钝化方法，其特征在于，
5.如权利要求1所述的含硫尾矿的钝化方法，其特征在于，
6.如权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：丁隆真，曾俊，胡博文，胡清，陈珂心，王宏，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：
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