CN108793838A - 一种以尾矿砂为基础的新型矿物阻隔防渗材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种以尾矿砂为基础的新型矿物阻隔防渗材料，所述矿物阻隔防渗材料是由原料混合搅拌、摊铺和碾压得到，原料按质量配比的组分组成：尾矿砂70‑90％，膨润土5‑10％，聚合物0.1‑1％，水10‑20％。本发明是以尾矿砂为主要材料的防渗材料，解决了尾矿砂的综合利用问题，防渗材料制作简单，成本低；具有渗透性极低的特点，70‑90mm的防渗材料即可替代高达5m的黏土防渗层，自身修复能力强；高度的挠性，可应对不均匀沉降；形成凝胶防止被冲走；物理和化学稳定性高；保水能力强，抗干裂；与各类构筑物(管道、混凝土柱、钢管等)无缝衔接；其摩擦角高和黏聚力强，可应用于各种坡度，边坡坡度可达1:1；易于铺设，碾压要求低；填筑体积小；耐久性好，使用寿命长。

Description

一种以尾矿砂为基础的新型矿物阻隔防渗材料
技术领域
本发明涉及防渗材料技术领域，尤其涉及一种以尾矿砂为基础的新型矿物阻隔防渗材料。
背景技术
目前，防渗技术已经广泛应用于工业渣库、含重金属尾矿库、工业厂区、罐区、受污染场地、河道及池塘、水库及水坝等工业及民用构筑物中，为地下水、空气和土壤提供可靠的长久保护。
防渗材料主要有天然黏土和HDPE防渗膜。但是大部分黏土在渗透系数(低于10-7cm/s)和压实度(>95％)方面都达不到国家规范要求，此外，天然黏土衬层常因为不均匀沉降或干燥而产生裂缝，显著削弱其防渗效果。HDPE防渗膜虽然防渗性能很好，但其也有明显的缺点：a.厚度较薄，一般为1.0-2.0mm，其抗穿刺能力很低，因此其对于基础垫层的要求非常高，石块、硬物和树根都可能刺穿防渗膜；b.由于一般HDPE防渗膜基础垫层材料的摩擦角小和黏聚力弱，因此防渗边坡的坡度一般要求低于1：2，很多工程现场坡度陡峭，需要进行削坡工程，工程量大，成本高；c.HDPE防渗膜一般采用焊接工艺，但在防渗膜与管道、混凝土构筑物衔接处焊接困难，且在外力作用下容易发生撕裂，最终破坏整体的防渗效果。
专利号为CN1443719A，专利名称为硅石粉砂粒合成防渗材料，该发明专利配方：2％硅石粉、92％天然硅砂、2％干桔皮灰、4％石腊等。该发明专利主要是利用了石腊的疏水性，但石腊会47℃-64°C熔化，且溶于非极性溶剂，面对复杂的防渗环境，容易失去防渗效果。
专利号为CN105174276A，专利名称为一种高效防渗的聚合物膨润土纳米复合材料及其制备方法,该发明中聚合物膨润土纳米复合材料包括膨润土和聚阴离子纤维素,其中,聚阴离子纤维素质量是膨润土质量的1～30％。该发明专利防渗材料，主要针对的是污染场地的防渗，膨润土和聚合物用量很大，相对的防渗成本高，实际难以推广。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种以尾矿砂为基础的新型矿物阻隔防渗材料。
一种以尾矿砂为基础的新型矿物阻隔防渗材料，所述矿物阻隔防渗材料是由原料混合搅拌、摊铺和碾压得到，所述原料按质量配比的组分组成：尾矿砂70-90％，膨润土5-10％，聚合物0.1-1％，水10-20％。
优选的，所述原料混合搅拌后以70-90mm的厚度摊铺在需要防渗的场地，然后采用人工或机械碾压，压实度为80％以上。
优选的，所述尾矿砂的颗粒粒径小于等于10mm，尾矿砂的颗粒粒径小于等于0.065mm部分的干重含量小于15％，尾矿砂的颗粒粒径位于0.15-0.7mm之间部分的干重含量为50％，尾矿砂中有机物质干重含量小于1.5％，尾矿砂中氯化物干重含量小于0.06％，尾矿砂的含水率小于12％，尾矿砂的PH为4.5-10，尾矿砂的电导率小于1000u S/cm。
优选的，所述尾矿砂为铜矿尾矿砂、铁矿尾矿砂或者钨矿尾矿砂。
优选的，所述膨润土为以蒙脱石为主的含水粘土矿，蒙脱石的干重含量大于等于70％，蒙脱石的颗粒粒径大于等于0.125mm的干重含量小于等于5％，膨润土的含水率小于等于13％膨润度大于等于25ml/2g。
优选的，所述原料中的水为自来水或山泉水，PH为4.0-11.0，电导率小于1500u S/cm。
1、本发明是以尾矿砂为主要材料的防渗材料，解决了尾矿砂的综合利用问题，防渗材料制作简单，成本低；
2、本发明与天然黏土、HDPE防渗膜相比，具有渗透性极低的特点，70-90mm的防渗材料即可替代高达5m的黏土防渗层(等效防渗效果)；
3、本发明自身修复能力强；高度的挠性，可应对不均匀沉降；形成凝胶防止被冲走；物理和化学稳定性高；保水能力强，抗干裂；与各类构筑物(管道、混凝土柱、钢管等)无缝衔接；其摩擦角高和黏聚力强，可应用于各种坡度，边坡坡度可达1:1；易于铺设，碾压要求低；填筑体积小；耐久性好，使用寿命长。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
实施例一
一种以尾矿砂为基础的新型矿物阻隔防渗材料，所述矿物阻隔防渗材料是由原料混合搅拌、摊铺和碾压得到，所述原料按质量配比的组分组成：尾矿砂70％，膨润土10％，聚合物1％，水19％。
原料混合搅拌后以70-90mm的厚度摊铺在需要防渗的场地，然后采用人工或机械碾压，压实度为80％以上。
尾矿砂的颗粒粒径小于等于10mm，尾矿砂的颗粒粒径小于等于0.065mm部分的干重含量小于15％，尾矿砂的颗粒粒径位于0.15-0.7mm之间部分的干重含量为50％，尾矿砂中有机物质干重含量小于1.5％，尾矿砂中氯化物干重含量小于0.06％，尾矿砂的含水率小于12％，尾矿砂的PH为4.5-10，尾矿砂的电导率小于1000uS/cm。
尾矿砂为铜矿尾矿砂。
膨润土为以蒙脱石为主的含水粘土矿，蒙脱石的干重含量大于等于70％，蒙脱石的颗粒粒径大于等于0.125mm的干重含量小于等于5％，膨润土的含水率小于等于13％膨润度大于等于25ml/2g。
原料中的水为自来水或山泉水，PH为4.0-11.0，电导率小于1500uS/cm。
实施例二
一种以尾矿砂为基础的新型矿物阻隔防渗材料，所述矿物阻隔防渗材料是由原料混合搅拌、摊铺和碾压得到，所述原料按质量配比的组分组成：尾矿砂75％，膨润土5％，聚合物1％，水19％。
原料混合搅拌后以70-90mm的厚度摊铺在需要防渗的场地，然后采用人工或机械碾压，压实度为80％以上。
尾矿砂的颗粒粒径小于等于10mm，尾矿砂的颗粒粒径小于等于0.065mm部分的干重含量小于15％，尾矿砂的颗粒粒径位于0.15-0.7mm之间部分的干重含量为50％，尾矿砂中有机物质干重含量小于1.5％，尾矿砂中氯化物干重含量小于0.06％，尾矿砂的含水率小于12％，尾矿砂的PH为4.5-10，尾矿砂的电导率小于1000uS/cm。
尾矿砂为铜矿尾矿砂。
膨润土为以蒙脱石为主的含水粘土矿，蒙脱石的干重含量大于等于70％，蒙脱石的颗粒粒径大于等于0.125mm的干重含量小于等于5％，膨润土的含水率小于等于13％膨润度大于等于25ml/2g。
原料中的水为自来水或山泉水，PH为4.0-11.0，电导率小于1500uS/cm。
实施例三
一种以尾矿砂为基础的新型矿物阻隔防渗材料，所述矿物阻隔防渗材料是由原料混合搅拌、摊铺和碾压得到，所述原料按质量配比的组分组成：尾矿砂70％，膨润土10％，聚合物0.1％，水19.9％。
原料混合搅拌后以70-90mm的厚度摊铺在需要防渗的场地，然后采用人工或机械碾压，压实度为80％以上。
尾矿砂的颗粒粒径小于等于10mm，尾矿砂的颗粒粒径小于等于0.065mm部分的干重含量小于15％，尾矿砂的颗粒粒径位于0.15-0.7mm之间部分的干重含量为50％，尾矿砂中有机物质干重含量小于1.5％，尾矿砂中氯化物干重含量小于0.06％，尾矿砂的含水率小于12％，尾矿砂的PH为4.5-10，尾矿砂的电导率小于1000uS/cm。
尾矿砂为铜矿尾矿砂。
膨润土为以蒙脱石为主的含水粘土矿，蒙脱石的干重含量大于等于70％，蒙脱石的颗粒粒径大于等于0.125mm的干重含量小于等于5％，膨润土的含水率小于等于13％膨润度大于等于25ml/2g。
原料中的水为自来水或山泉水，PH为4.0-11.0，电导率小于1500uS/cm。
本发明是以尾矿砂为主要材料的防渗材料，解决了尾矿砂的综合利用问题，防渗材料制作简单，成本低；本发明与天然黏土、HDPE防渗膜相比，具有渗透性极低的特点，70-90mm的防渗材料即可替代高达5m的黏土防渗层(等效防渗效果)；本发明自身修复能力强；高度的挠性，可应对不均匀沉降；形成凝胶防止被冲走；物理和化学稳定性高；保水能力强，抗干裂；与各类构筑物(管道、混凝土柱、钢管等)无缝衔接；其摩擦角高和黏聚力强，可应用于各种坡度，边坡坡度可达1:1；易于铺设，碾压要求低；填筑体积小；耐久性好，使用寿命长。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种以尾矿砂为基础的新型矿物阻隔防渗材料，其特征在于，所述矿物阻隔防渗材料是由原料混合搅拌、摊铺和碾压得到，所述原料按质量配比的组分组成：尾矿砂70-90％，膨润土5-10％，聚合物0.1-1％，水10-20％。
2.根据权利要求1所述的一种以尾矿砂为基础的新型矿物阻隔防渗材料，其特征在于，所述原料混合搅拌后以70-90mm的厚度摊铺在需要防渗的场地，然后采用人工或机械碾压，压实度为80％以上。
3.根据权利要求1所述的一种以尾矿砂为基础的新型矿物阻隔防渗材料，其特征在于，所述尾矿砂的颗粒粒径小于等于10mm，尾矿砂的颗粒粒径小于等于0.065mm部分的干重含量小于15％，尾矿砂的颗粒粒径位于0.15-0.7mm之间部分的干重含量为50％，尾矿砂中有机物质干重含量小于1.5％，尾矿砂中氯化物干重含量小于0.06％，尾矿砂的含水率小于12％，尾矿砂的PH为4.5-10，尾矿砂的电导率小于1000u S/cm。
4.根据权利要求1所述的一种以尾矿砂为基础的新型矿物阻隔防渗材料，其特征在于，所述尾矿砂为铜矿尾矿砂、铁矿尾矿砂或者钨矿尾矿砂。
5.根据权利要求1所述的一种以尾矿砂为基础的新型矿物阻隔防渗材料，其特征在于，所述膨润土为以蒙脱石为主的含水粘土矿，蒙脱石的干重含量大于等于70％，蒙脱石的颗粒粒径大于等于0.125mm的干重含量小于等于5％，膨润土的含水率小于等于13％膨润度大于等于25ml/2g。
6.根据权利要求1所述的一种以尾矿砂为基础的新型矿物阻隔防渗材料，其特征在于，所述原料中的水为自来水或山泉水，PH为4.0-11.0，电导率小于1500u S/cm。
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