CN109482610A - 一种碱渣回填处置工艺 - Google Patents

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彭美凡
阮坚
李治高
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    • B09B—DISPOSAL OF SOLID WASTE NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B09B1/004—Covering of dumping sites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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Abstract

本发明属于碱渣处理技术领域，公开了一种碱渣回填处置工艺，包括：步骤1，回填场选址，并对回填场进行预处理；步骤2，碱渣预处理，得到碱渣土；步骤3，碱渣土回填；步骤4，终场覆盖。本发明的有益效果包括：将碱渣处理为碱渣土，可用作低洼地、地下坑道的回填以及作房屋的地基或道路路基等，一方面可以实现碱渣的资源化利用，减少环境污染；另一方面又可节约宝贵的土地和矿产资源。

Description

一种碱渣回填处置工艺
技术领域
本发明涉及碱渣处理技术领域，尤其是涉及一种碱渣回填处置工艺。
背景技术
由于碱渣后处理、资源化和再利用技术研发及产业化滞后，需要占用相当数量的生态环境和土地资源。而碱渣属高碱性物质，任意堆放，易使其中的有害成分经过风化淋滤、地表径流的侵蚀而渗入地下水和土壤，污染水体和土壤；碱渣还能破坏土壤的结构，使土壤丧失腐解能力。
碱渣的主要化学成分为难溶的盐类，包括碳酸钙、硫酸钙及铝、铁、硅的氧化物，它们都可作为土骨架的组成部分，而碳酸钙可在土颗粒间产生胶结作用因此由化学成分来看，碱渣自身即可成为工程土。
因此，若将碱渣变为工程土再回填，即可变废为宝，具有明显的社会效益和经济效益，前景广阔。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提出一种碱渣回填处置工艺，解决现有技术中碱渣回填容易污染水体和土壤的技术问题。
为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种碱渣回填处置工艺，包括如下步骤：
步骤1，回填场选址，并对回填场进行预处理；
步骤2，碱渣预处理，对碱渣进行复洗，然后与粉煤灰混合，得到碱渣土；此处的粉煤灰还可以用增钙粉、水泥等材料替换。
步骤3，碱渣土回填，将碱渣土向回填场内逐级水平分层式回填，并将渗出污水引流回收；
步骤4，终场覆盖。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：将碱渣处理为碱渣土，可用作低洼地、地下坑道的回填以及作房屋的地基或道路路基等，一方面可以实现碱渣的资源化利用，减少环境污染；另一方面又可节约宝贵的土地和矿产资源；再者可以增加建设用地，扩大厂区范围。对于城市发展循环经济，建设生态城市以及提高城市的积极形象均具有重要意义。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种碱渣回填处置工艺，包括如下步骤：
步骤1，回填场选址，并对回填场进行预处理。
选址原则如下：1.1，充分利用地形，库容量大，尽量少进行土方的开挖和回填，占地少；1.2，要有良好的地质地形条件与水文条件，有利于回填场地的安全有效；1.3，尽量少占或不占耕地，便于建设；1.4，供水、供电和排水条件好，以节约工程投资；1.5，覆盖土源丰富或覆土取土距离近，可减少运行费用；1.6，场区无滑坡和泥石流等地质灾害。
所述碱渣预处理包括：对回填场内实施疏干排水、挖除淤泥。其中，回填场内的低洼处采用填方或挖方，并夯实以和周边地形形成一致的坡度，且坡度突变处修圆。所述回填场整平后的边坡坡度为1:1.5，场底坡度不小于1.5％。回填场库区场地整平既要满足边坡稳定，又要考虑场内土方平衡，尽量减少外购覆土料。
步骤2，碱渣预处理，对碱渣进行复洗，然后与粉煤灰混合，得到碱渣土，此处的粉煤灰还可以用增钙粉、水泥等材料替换。所述碱渣预处理中，对碱渣进行去除杂质及脱氯的复洗，碱渣与粉煤灰按7:3的比例混合。该碱渣土具有一定的抗压强度与防渗性，故本工艺无需设计专门的防渗工程，但需做好碱渣土回填过程中的渗出污水回收处理，最大限度降低对周边环境的影响。
步骤3，碱渣土回填，将碱渣土向回填场内逐级水平分层式回填，并将渗出污水引流回收。所述逐级水平分层式回填过程包括逐级的倾倒、摊铺、压实及覆土。每级所述覆土为粉制粘土，其为黄褐色，稍湿，呈硬塑状态，含铁锰质结核，无摇震反应，有光泽，干强度高，韧性高，切面光滑，fak(地基承载力特征值)360kPa，压缩性13.2MPa。
将粉煤灰与碱渣由挖掘机混合堆放，然后由推土机推平，再由压路机进行压实，回填至设计标高+42m，回填最大高度7m。进行分层压实作业后，逐渐修整坡面，使回填后的坡度为1:3。
可在回填场低洼处修建一集水池，对渗出污水引流回收。回填场内污水经场内排水沟汇集至集水池，再泵送回注溶腔处理。排水沟可为浆砌片石排水沟，沟宽400mm，沟深400mm。集水池尺寸可为：5.5×5.5×3.0m3，C30混凝土，HPB235钢筋浇筑，水泥砂浆抹面，钢筋混凝土壁厚370mm，砂浆抹面厚度130mm，池底为C20砼垫层。
步骤4，终场覆盖，其目的在于：减少雨水的渗入；隔离碱渣，避免对外界环境的污染；美化生态环境。所述终场覆盖包括两层铺设物，第一层铺设物在下，其为渗透系数不大于10-7cm/s的粘土，作为防渗层；第二层铺设物在上，其为粗粒碎石或多孔材料，粒径可选16～32mm，作为排水层。所述第一层铺设物厚400mm，所述第二层铺设物厚200mm。所述终场覆盖后，顶面坡度≥5‰，以利于降雨排除。
终场覆盖后的回填场可进行景观建设，景观建设可结合回填场周边的发展规划实施，以保证最终恢复和覆盖面与周围厂区及自然环境相协调。
碱渣的化学组成如表1所示，碱渣土的化学成分如表2所示，碱渣土有毒有害物质含量如表3所示。
表1
表2
表3
检测项目 单位 检测结果 限值
总汞 mg/L ＜0.00004 0.05
总砷 mg/L ＜0.003 0.5
总镉 mg/L ＜0.01 0.1
总铬 mg/L ＜0.01 1.5
总铅 mg/L ＜0.01 1.0
总镍 mg/L ＜0.01 1.0
总银 mg/L ＜0.01 0.5
总铍 mg/L ＜0.00004 0.005
六价铬 mg/L ＜0.004 0.5
苯并芘 mg/L ＜5.0 0.00003
烷基汞 ng/L 未检出 不得检出
总α放射性 Bq/L 0.44 1.0
总β放射性 Bq/L 0.33 10
PH值 8.75
。
由表1和表2的数据可见，碱渣土的主要成分为碳酸钙和氯化钙，合计占比超过60％，碳酸钙可作为土骨架的组成部分，可溶性的氯化钾等含量较少。与碱渣相比，拌合后的碱渣土成分更加简单，增加了可作为土骨架的不溶物碳酸钙成分。虽然碱渣土SiO2含量比天然土低，有别于天然土体，但碱渣的主要成分是CaCO3，它可以作为土骨架的组成部分，并且可以在土壤间产生胶结作用，一定程度上可提高碱渣土强度。
碱渣土强度测试：在最优含水量(63.5％)土样进行的快剪试验，得出碱渣土平均抗剪强度指标为：c＝50kPa，φ＝34.5°，即此种碱渣土的抗剪强度明显高于黏性土。在最优含水率进行分层压实的碱渣土，其压实度可达0.88，用荷载板对压实效果进行检测，对应的承载力达到180kPa以上，达到一般房基和路基变形和承载力要求。
从表3可知，碱渣土中有毒有害物质含量基本均低于国标限值，α、β放射性指标也均低于国标限值。碱渣土呈弱碱性。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种碱渣回填处置工艺，包括如下步骤：
步骤1，回填场选址，并对回填场进行预处理；
步骤2，碱渣预处理，对碱渣进行复洗，然后与粉煤灰混合，得到碱渣土；
步骤3，碱渣土回填，将碱渣土向回填场内逐级水平分层式回填，并将渗出污水引流回收；
步骤4，终场覆盖。
2.根据权利要求1所述的一种碱渣回填处置工艺，其特征在于：所述碱渣预处理包括，对回填场内实施疏干排水、挖除淤泥。
3.根据权利要求2所述的一种碱渣回填处置工艺，其特征在于：所述回填场内的低洼处采用填方或挖方，并夯实以和周边地形形成一致的坡度，且坡度突变处修圆。
4.根据权利要求3所述的一种碱渣回填处置工艺，其特征在于：所述回填场整平后的边坡坡度为1:1.5，场底坡度不小于1.5％。
5.根据权利要求1所述的一种碱渣回填处置工艺，其特征在于：所述碱渣预处理中，对碱渣进行去除杂质及脱氯的复洗，碱渣与粉煤灰按7:3的比例混合。
6.根据权利要求1所述的一种碱渣回填处置工艺，其特征在于：所述逐级水平分层式回填过程包括逐级的倾倒、摊铺、压实及覆土，回填后的坡度为1:3。
7.根据权利要求6所述的一种碱渣回填处置工艺，其特征在于：每级所述覆土为粉制粘土。
8.根据权利要求1所述的一种碱渣回填处置工艺，其特征在于：所述终场覆盖包括两层铺设物，第一层铺设物在下，其为渗透系数不大于10-7cm/s的粘土，作为防渗层；第二层铺设物在上，其为粗粒碎石或多孔材料，作为排水层。
9.根据权利要求8所述的一种碱渣回填处置工艺，其特征在于：所述第一层铺设物厚400mm，所述第二层铺设物厚200mm。
10.根据权利要求1或8或9所述的一种碱渣回填处置工艺，其特征在于：所述终场覆盖后，顶面坡度≥5‰。
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