一种钒钛固废基生态修复材料及其制备方法

文档序号:39282806发布日期:2024-09-06 00:57阅读:9来源:国知局

本发明属于固体废物高附加值资源化和生态修复领域,具体涉及一种钒钛固废基生态修复材料的制备方法。


背景技术:

1、稀有金属钒钛广泛应用于冶金材料、军工核能、石油化工、新能源等战略性产业领域。从钒钛磁铁矿、含钒页岩矿物资源中,采用清洁高效的冶金物化分离技术生产高纯钒钛及系列含钒钛材料,一直是矿冶学科研究的前沿和国际竞争焦点。我国每年不同类型的含钒钛固体废弃物产生量及累积堆存量巨大,其综合利用是亟待解决的问题。

2、为了实现钒钛工业固废的快速处理和资源化利用,攀枝花学院提出了一种利用含钒钛固废和煤矸石制备高温耐火材料的方法及一种高温耐火材料(cn201910192541.1),本发明将含钒钛固废和煤矸石研磨后和含碳物粉混合,将混合料压制成块状,得到初坯,然后将初坯进行还原焙烧,得到高温耐火材料。本发明利用煤矸石中的c在高温下还原含钒钛固废中的tio2、v2o5和sio2等,生成高温物相tic、vc和sic,并通过酸性氧化物与碱性氧化物之间的反应生成ca2sio4、al2sio5等,制备得到性能优异的高温耐火材料;本发明以含钒钛固废及煤矸石为原料,工艺简单、原料价廉易得、生产成本低、有效地利用了固废;本发明制备的高温耐火材料耐高温性能好,耐火度≥2100℃。中铁建设集团有限公司提出了一种含大量冶金渣的全固废基坑回填材料及其制备方法(cn202111584249.8),该回填材料由复合胶凝材料和工程弃土或废浆组成,所述复合胶凝材料与工程弃土或废浆的干料质量比为1:8~9.5;所述复合胶凝材料由精炼渣、钢渣、钒钛矿渣、废弃加气混凝土、脱硫石膏和氟石膏六种成分组成,配比按重量份计为:钢渣20~40份,精炼渣10~50份,钒钛矿渣20~50份,废弃加气混凝土5~15份,脱硫石膏2.5~5.5份,氟石膏2.5~5.5份。本发明的含大量冶金渣的全固废基坑回填材料及其制备方法达到了节能环保的目的,同时也能变废为宝,使固废产生较高的经济价值,实现固体废弃物的绿色可持续发展。

3、目前虽然存在许多有关于钒钛产业产生固废的资源化利用技术,但是对固废消纳量较少,且成本较高。


技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是现有钒钛产业产生固废的处理存在消纳量低、成本高的问题。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种钒钛固废基生态修复材料,制备原料包括钒钛固废;以钒钛固废质量的百分比计,制备原料还包括1%~5%的活性激发剂、1%~5%的絮凝剂、5%~10%的胶凝活性材料、20%~50%的有机质以及0.1%~0.5%的em菌剂。

3、上述钒钛固废为钒冶炼渣、钒尾渣、钒飞灰、钒污泥、钛石膏、钒钛尾矿中至少一种。

4、上述活性激发剂为氧化钙、氨水、氢氧化铝、氢氧化钠、氢氧化铁中任意一种。

5、上述絮凝剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺、硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁中任意一种。

6、上述胶凝活性材料为水泥、矿渣微粉、粉煤灰、石膏、硅灰中至少一种。

7、上述有机质为畜禽粪便、玉米秸秆、枯枝落叶中至少一种。

8、上述em菌剂为光合菌群、乳酸菌群、酵母菌群、革兰氏阳性放线菌群、发酵系的丝状菌群中任意一种微生物菌群。

9、上述钒钛固废基生态修复材料的制备方法,包括如下步骤:

10、a.原料预处理:控制钒钛固废的含水率为5~20%,粒径小于200目;将有机质烘干,粉碎至粒径小于200目;

11、b.将步骤a预处理后的原料按权利要求1-7任一项所述的钒钛固废基生态修复材料的制备原料配料,混合均匀得到混料;

12、c.将步骤b得到的混料在45~60℃厌氧条件下养护,养护期间控制混料含水率为5~20%,养护完成后得到钒钛固废基生态修复材料。

13、上述步骤a中,有机质烘干温度为45℃~60℃;步骤c中,养护时间为1~3d。

14、上述钒钛固废基生态修复材料的应用:用做矿山生态修复、矿坑充填、重金属污染土壤修复以及连作障碍土壤治理。

15、本发明的有益效果是:钒钛固废中存在的有毒有害物质主要有钒、钛、镉、锰、铅等重金属,现有技术在钒钛提取过程中产生的固废中容易释放有毒有害物质。本发明的钒钛固废基生态修复材料制备方法中,空滤到钒钛固废的胶凝活性较低,因此采用碱激发其活性,使其能够附着有毒有害物质,保证其不易释放;本发明添加的絮凝剂可以将已经释放的有毒有害杂质包裹、吸附或者链接;通过添加的胶凝活性材料将容易释放的有毒有害物质包裹固化,形成小的固化体,实现有毒有害物质的固化稳定化;添加有机质和菌剂,使其附着在修复材料中,可以保持其活性,恢复土壤生态功能。

16、采用本发明方法所制备的钒钛固废基生态修复材料浸出毒性地表水环境质量标准的ⅲ类水体要求,材料符合农用使用要求。本发明采用钒钛固废作为主要原料,可以实现固废的大批量处理,成本较低;制得的钒钛固废基生态修复材料可用做矿山生态修复、矿坑充填、重金属污染土壤修复以及连作障碍土壤治理。



技术特征:

1.一种钒钛固废基生态修复材料,其特征在于:制备原料包括钒钛固废;以钒钛固废质量的百分比计,制备原料还包括1%~5%的活性激发剂、1%~5%的絮凝剂、5%~10%的胶凝活性材料、20%~50%的有机质以及0.1%~0.5%的em菌剂。

2.根据权利要求1所述的一种钒钛固废基生态修复材料,其特征在于:所述钒钛固废为钒冶炼渣、钒尾渣、钒飞灰、钒污泥、钛石膏、钒钛尾矿中至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种钒钛固废基生态修复材料,其特征在于:所述活性激发剂为氧化钙、氨水、氢氧化铝、氢氧化钠、氢氧化铁中任意一种。

4.根据权利要求1所述的一种钒钛固废基生态修复材料,其特征在于:所述絮凝剂为聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺、硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁中任意一种。

5.根据权利要求1所述的一种钒钛固废基生态修复材料,其特征在于:所述胶凝活性材料为水泥、矿渣微粉、粉煤灰、石膏、硅灰中至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种钒钛固废基生态修复材料,其特征在于:所述有机质为畜禽粪便、玉米秸秆、枯枝落叶中至少一种。

7.根据权利要求1所述的一种钒钛固废基生态修复材料,其特征在于:所述em菌剂为光合菌群、乳酸菌群、酵母菌群、革兰氏阳性放线菌群、发酵系的丝状菌群中任意一种微生物菌群。

8.钒钛固废基生态修复材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:

9.根据权利要求8所述的钒钛固废基生态修复材料的制备方法,其特征在于:步骤a中,有机质烘干温度为45℃~60℃;步骤c中,养护时间为1~3d。

10.钒钛固废基生态修复材料的应用,其特征在于:将权利要求1~7任一项所述的钒钛固废基生态修复材料或由权利要求8~9任一项所述的制备方法制得的钒钛固废基生态修复材料用做矿山生态修复、矿坑充填、重金属污染土壤修复以及连作障碍土壤治理。


技术总结
本发明公开了一种钒钛固废基生态修复材料及其制备方法,属于固体废物高附加值资源化和生态修复领域。钒钛固废基生态修复材料,制备原料包括钒钛固废;以钒钛固废质量的百分比计,制备原料还包括1%~5%的活性激发剂、1%~5%的絮凝剂、5%~10%的胶凝活性材料、20%~50%的有机质以及0.1%~0.5%的EM菌剂。本发明采用钒钛固废作为主要原料,可以实现固废的大批量处理,成本较低;制得的钒钛固废基生态修复材料可用做矿山生态修复、矿坑充填、重金属污染土壤修复以及连作障碍土壤治理,可有效解决现有钒钛产业产生固废的处理存在消纳量低、成本高的问题。

技术研发人员:夏苡萱,牛强,吴丰辉,黄锦蕊,赵雨桐,陈丹丹
受保护的技术使用者:攀枝花学院
技术研发日:
技术公布日:2024/9/5
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