專利名稱：一種煤矸石和赤泥處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明ー種煤矸石和赤泥處理方法屬于煤矸石和赤泥污染處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
煤矸石是采煤過程和洗煤過程中排放的固體廢物，是ー種在成煤過程中與煤層伴生的ー種含碳量較低、含有硫化物且比煤堅(jiān)硬的黑灰色巖石。包括巷道掘進(jìn)過程中的掘進(jìn)矸石、采掘過程中從頂板、底板及夾層里采出的矸石以及洗煤過程中挑出的洗矸石。我國每平均生產(chǎn)I億噸煤炭，排放矸石1400萬噸左右；從煤炭洗選加工來看，每洗選I億噸煉焦煤排放矸石量2000萬噸，每洗I億噸動(dòng)力煤，排放矸石量1500萬噸。因而，全國煤礦現(xiàn)有煤矸石山1500余座，堆積量30億噸以上(占中國エ業(yè)固體廢物排放總量的40%以上)，占地、I.3萬公頃，且以每年約I億噸的速度遞增，形成新增占地400多公頃。已成為我國累計(jì)存量和占地最多的エ業(yè)廢物。全國目前煤矸石的處置方式只有堆存處置的方式。煤矸石的大量堆放，不僅壓占土地，更為嚴(yán)重的是嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境。煤矸石中的硫化物含量的多少和其原煤質(zhì)量密切相關(guān)，煤分為褐煤、煙煤和無煙煤，因此煤矸石中的硫化物含量的多少是因地因煤而異。煤矸石中的硫化物逸出或經(jīng)雨水浸出會(huì)產(chǎn)生酸性水，污染地下水；煤矸石山還會(huì)發(fā)生自燃并有可能引發(fā)火災(zāi)，一座煤矸石山自燃可長達(dá)幾年或幾十年，目前雖有多種滅火方法，不僅耗資大而且難以排除復(fù)燃的可能性，并且排放出ニ氧化硫、氮氧化物、碳氧化物和煙塵等有害氣體污染大氣環(huán)境，使樹木生長緩慢、病蟲害增多，農(nóng)作物減產(chǎn)、至死亡。赤泥亦稱紅泥，是從鋁土礦中提煉氧化鋁后排出的エ業(yè)固體廢物。赤泥因生產(chǎn)エ藝的不同分為拜爾法赤泥、燒結(jié)法赤泥或聯(lián)合法赤泥。一般平均每生產(chǎn)I噸氧化鋁，附帶產(chǎn)生I. O 2. O噸赤泥。中國作為世界第4大氧化鋁生產(chǎn)國，每年排放的赤泥保守估計(jì)在3500萬噸以上，據(jù)中國有色金屬エ業(yè)協(xié)會(huì)最新統(tǒng)計(jì)，截止2011年底全國赤泥累計(jì)存量達(dá)到2億噸，預(yù)計(jì)2015年將達(dá)到3. 5億噸。赤泥的pH值很高，其中浸出液的pH值為12. 1-13. 0，氟化物含量11. 5 mg ·じ1-26. 7 mg ·じ1 ;泥的pH值為10. 29-11. 83，氟化物含量4. 89 mg ·じ1-8. 6 mg ·じ1。按GB 5058-85有色金屬エ業(yè)固體廢物污染控制標(biāo)準(zhǔn)，屬于強(qiáng)堿性土。由于赤泥結(jié)合的化學(xué)堿難以脫除且含量大，又含有氟、鋁及其他多種雜質(zhì)等原因，對于赤泥的無害化利用一直難以進(jìn)行，因此，赤泥廢渣的處理和綜合利用成為ー個(gè)世界性的大難題。中國目前只能采用堆存處置、填充洼地、排入海中的方式處理。其中以堆存處置、填充洼地的方式為主。赤泥在堆放及填充洼地過程中除了占用大量土地外，還由于赤泥中的化學(xué)成分入滲土地易造成土地堿化、地下水污染，人們長期攝取這些物質(zhì)，必然會(huì)影響身體健康。赤泥的主要污染物為堿，其含量較高，超過了中國國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)GB5058-85《有色金屬エ業(yè)固體廢物污染控制標(biāo)準(zhǔn)》。由于赤泥中含有大量的強(qiáng)堿性化學(xué)物質(zhì)，稀釋10倍后其pH值仍為11. 25-11. 50，其原土 pH為12以上，極高的pH值決定了赤泥對生物和金屬、硅質(zhì)材料的強(qiáng)烈腐蝕性。高堿度的污水滲入地下或進(jìn)入地表水，使水體PH值升高，以致超出國家規(guī)定的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)由于PH值的高低常常影響水中化合物的毒性，因此還會(huì)造成更為嚴(yán)重的水污染。隨著鋁エ業(yè)的發(fā)展，生產(chǎn)氧化鋁排出的赤泥量也日益増加，赤泥堆放及填充洼地所造成的越來越嚴(yán)重的對土壤、水源、大氣等污染，已經(jīng)對人類的生產(chǎn)、生活造成多方面的直接和間接的影響，所以最大限度的減少赤泥的危害，已成為ー項(xiàng)急需解決、迫在眉睫的難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種成本低能夠同時(shí)最大限度降低煤矸石和赤泥對環(huán)境的污染的層層堆放方法。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種煤矸石和赤泥處理方法，將煤矸石和赤泥碾壓堆放，底部第一層為煤矸石，底部第二層為赤泥，然后將所述煤矸石和赤泥交替層層碾壓堆放，最后頂層碾壓堆放赤泥； 所述底部第一層煤砰石厚度為60-500cm,底部第二層赤泥厚度為5-100cm,所述頂層赤泥厚度為30-50cm，其余各層厚度為5-15cm。所述底部第一層煤砰石厚度為60-150cm,底部第二層赤泥厚度為5_15cm。所述底部第一層煤矸石厚度為150-500cm，底部第二層赤泥厚度為15-lOOcm。所述頂層赤泥上覆蓋30_50cm的土,用于種植植物。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果為本發(fā)明能夠?qū)⒚喉肥统嗄鄡煞N生產(chǎn)廢棄物同時(shí)進(jìn)行堆放處理，讓兩者相互中和已達(dá)到降低環(huán)境污染的目的；另外采用層層堆放碾壓的方法第一能夠?qū)γ喉肥纬梢粚佑行У谋Ｗo(hù)層，大大減少煤矸石的化學(xué)反應(yīng)，從而也就大大的降低了危害及污染的發(fā)生；第二利用兩者ー個(gè)往下排放ー個(gè)向上排放的特點(diǎn)，在時(shí)間和空間上讓它們充分結(jié)合反應(yīng)，從而使得治理的效果達(dá)到最佳效果；第三無需其它設(shè)備，占用人工少，費(fèi)用低。以下對煤矸石和赤泥的污染過程和降低污染的過程進(jìn)行說明。一、煤矸石自燃和酸化
1、煤矸石中黃鐵礦的氧化過程
4FeS2+1102 — 2Fe203+8S02+34 1 2KJ (氧氣充足)
4FeS2+ 302 — 2Fe203+8S+917KJ (氧氣不充足)
2FeS2+2H02+702 — 2Fe203+2H2S04 (有水解)
2S02+02 — 2S03+189. 2KJ S03+H20 — H2S04+79. 5KJ S+H2 — H2S
2、煤矸石中通常夾帶10% 25%的碳質(zhì)可燃物，燃燒反應(yīng)為
C+02 — C02+4. 09X 105KJ
2C+02 — 2C02+2. 4X 105KJ以上反應(yīng)是ー個(gè)復(fù)合化學(xué)反應(yīng)，其中C0、S02、H2S和H2SO4對大氣及水體污染嚴(yán)重，危害環(huán)境乃至生命安全。ニ、赤泥的成分及物相分析1、赤泥的主要成分
權(quán)利要求
1.一種煤矸石和赤泥處理方法，其特征在于將煤矸石和赤泥碾壓堆放，底部第一層為煤矸石，底部第二層為赤泥，然后將所述煤矸石和赤泥交替層層碾壓堆放，最后頂層碾壓堆放赤泥； 所述底部第一層煤砰石厚度為60-500cm,底部第二層赤泥厚度為5-100cm,所述頂層赤泥厚度為30-50cm，其余各層厚度為5-15cm。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種煤矸石和赤泥處理方法，其特征在于所述底部第一層煤石干石厚度為60-150cm,底部第二層赤泥厚度為5-15cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種煤矸石和赤泥處理方法，其特征在于所述底部第一層煤石干石厚度為150-500cm,底部第二層赤泥厚度為15_100cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種煤矸石和赤泥處理方法，其特征在于所述頂層赤泥上覆蓋30-50cm的土，用于種植植物。
全文摘要
本發(fā)明一種煤矸石和赤泥處理方法屬于煤矸石和赤泥污染處理技術(shù)領(lǐng)域；所要解決的技術(shù)問題為提供一種成本低能夠同時(shí)最大限度降低煤矸石和赤泥對環(huán)境的污染的層層堆放方法；所采用的技術(shù)方案為將煤矸石和赤泥碾壓堆放，底部第一層為煤矸石，底部第二層為赤泥，然后將所述煤矸石和赤泥交替層層碾壓堆放，最后頂層碾壓堆放赤泥；所述底部第一層煤矸石厚度為60-500cm，底部第二層赤泥厚度為5-100cm，所述頂層赤泥厚度為30-50cm，其余各層厚度為5-15cm；本發(fā)明能夠?qū)⒚喉肥统嗄鄡煞N生產(chǎn)廢棄物同時(shí)進(jìn)行堆放處理，讓兩者相互中和已達(dá)到降低環(huán)境污染的目的。
文檔編號B09B1/00GK102671906SQ201210136449
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月5日
發(fā)明者段明豐 申請人:段明豐