CN115058610B - 一种自破笼防渗剂及防渗方法 - Google Patents
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Abstract
一种自破笼防渗剂及防渗方法，自破笼防渗剂组分按质量百分比计为：主单体15～20％、耐温耐盐单体3～8％、酸敏性单体0.5～3％、水溶性引发剂0.02～0.05％，其余为水。采用不同防渗剂的种类和用量调整其配比以改变其降解特性，最终实现作业结束后土壤恢复使用。即可根据矿体开采年限来调整配方以改变破笼时间节点。采用本发明能够有效解决永久防渗层造成的采选后土壤无法恢复功能、生态环境破坏等问题，有力推动绿色矿山建设。
Description
技术领域
本发明涉及一种自破笼防渗剂及防渗方法，特别适用于花岗岩风化离子吸附型稀土囚笼浸出的自破笼防渗剂及防渗方法。
背景技术
稀土被誉为“新材料之母”和“工业黄金”，其有效开发关系到战略性新兴产业的安全与可持续发展，攸关国家整体经济安全。花岗岩风化离子吸附型稀土易富集中重稀土元素，科学开采具有重大战略意义。目前，稀土的开采方法已从池浸和堆浸逐步转变到原地浸矿，该方法通过地面钻孔注入防渗剂选择性溶解矿物中稀土元素并回收，不需剥离表土和开挖矿体，但由于所用防渗剂多为铵盐且可改变重金属形态，在没有防渗措施下极易造成重金属污染和水体富营养化，严重威胁到土壤和地下水环境安全。此外，浸出液流失，也会使得回收率降低。
囚笼技术是原地浸矿的改良方法，其通过注浆形成屏蔽层，并进一步加入纳米防渗材料实现完全阻断重金属污染，可有效保护土壤和地下水。但现有的永久固化防渗技术会导致防渗层长期存在，造成采选后土地无法恢复功能，对土壤环境造成巨大破坏，严重制约了囚笼技术的推广和应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种自破笼防渗剂及防渗方法，能够根据防渗剂的种类和用量调整其配比以改变其降解特性，最终实现浸出作业结束后土壤恢复使用，有效解决永久防渗层造成的采选后土壤无法恢复功能、生态环境破坏等问题。
为实现上述目的，本发明提供一种自破笼防渗剂，其组分按质量百分比计为：主单体30～40％、耐温耐盐单体5～12％、酸敏性单体0.1～3％、水溶性引发剂0.01～0.5％，其余为水；其中所述主单体为高岭土、膨润土、木质素磺酸钠中一种；所述耐温耐盐单体为2-丙烯酰胺基-2-苯基乙磺酸；所述酸敏性单体为所述酸敏性单体为纳米氧化锌、纳米零价铁、纳米氧化铜中的一种；所述水溶性引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰中一种。
本发明提供的一种稀土囚笼浸出自破笼防渗方法，包括以下步骤：
(1)按稀土赋存形态和储量计算所需自破笼防渗剂主单体种类及浓度，所述自破笼防渗剂主单体为高岭土、膨润土、木质素磺酸钠中的一种，所述自破笼防渗剂主单体浓度范围为0.1～0.5mol/L；
(2)在步骤(1)的基础上，调整自破笼防渗剂的配比，所述防渗剂配比调整主要针对耐温耐盐单体和酸敏性单体，其质量百分比调整范围分别为5～12％和0.1～3％；
(3)在矿区打孔注入自破笼防渗剂，并监测浸出液中稀土浓度，所述防渗剂中稀土浓度低于0.1g/L时视为浸出结束。
(4)等待防渗层自行降解，或根据现场需要人工注入酸性介质使防渗层提前溶解。
本发明突出的优点在于：
1.用于稀土囚笼浸出的自破笼防渗剂防渗效果好，可根据防渗剂种类和用量调整其对防渗剂耐受性；
2.使用本自破笼防渗剂可满足浸出作业时防渗需求，有效避免渗出液污染周围土地；
3.用于稀土囚笼浸出的自破笼防渗方法，与传统永久防渗层相比具有生态环境友好，采选后土壤可自我修复等优点。
附图说明
图1是本发明6所述的自破笼防渗剂封堵率在不同配比下随时间变化图。
具体实施方式
本发明所述的稀土囚笼浸出自破笼防渗方法，采用自破笼防渗剂，根据防渗剂的种类和用量调整其配比以改变对防渗剂的耐受性，最终实现可控自降解。通过该自破笼防渗剂实现以下稀土囚笼浸出自破笼作业，按稀土赋存形态和储量计算所需防渗剂种类、用量及浓度，进一步调整自破笼防渗剂的配比。经混合均匀后在矿区打孔注入自破笼防渗剂，并同步监测浸出液中稀土浓度，浸出作业结束后等待防渗层自行降解，或根据现场需要人工注入酸性介质使防渗层提前降解。
实施例1
本实施例为所述的一种自破笼防渗剂及防渗方法的一个实例，包括以下步骤：
(1)按稀土赋存形态和储量计算所需自破笼防渗剂种类、用量及浓度；自破笼防渗剂的组分质量含量为：高岭土38g、2-丙烯酰胺基-2-苯基乙磺酸9.1g、纳米氧化锌2.8g、过氧化二苯甲酰0.12g，去离子水50.6g；
(2)将步骤(1)所述组分进行混合搅拌，得到自破笼防渗剂；
(3)在矿区打孔注入所述自破笼防渗剂，并监测渗出液中稀土浓度；
(4)等待防渗层自行降解，或根据现场需要人工注入酸性介质使防渗层提前溶解。
采用所述自破笼防渗剂6个月封堵率为62％。
实施例2
本实施例为所述自破笼的防渗方法的另一个实例，包括以下步骤：
(1)按稀土赋存形态和储量计算所需自破笼防渗剂种类、用量及浓度；自破笼防渗剂的组分质量含量为：膨润土37g、2-丙烯酰胺基-2-苯基乙磺酸6g、纳米氧化铜1.6g、偶氮二异丁腈0.08g，去离子水55.37g；
(2)将步骤(1)的防渗剂混合搅拌，得到自破笼防渗剂；
(3)在矿区打孔注入所述自破笼防渗剂，并监测浸出液中稀土浓度；
(4)等待防渗层自行降解，或根据现场需要人工注入酸性介质使防渗层提前溶解。
采用所述自破笼防渗剂6个月封堵率为84％。
实施例3
本实施例为所述自破笼的防渗方法的再一个实例，包括以下步骤：
(1)按稀土赋存形态和储量计算所需自破笼防渗剂种类、用量及浓度；自破笼防渗剂的组分质量含量为：高岭土38g、2-丙烯酰胺基-2-苯基乙磺酸16.2g、纳米零价铁0.3g、偶氮二异丁腈0.02g，去离子水45.48g；
(2)将步骤(1)的防渗剂混合搅拌，得到自破笼防渗剂；
(3)在矿区打孔注入所述自破笼防渗剂，并监测浸出液中重金属浓度；
(4)等待防渗层自行降解，或根据现场需要人工注入酸性介质使防渗层提前溶解。
采用所述自破笼防渗剂6个月封堵率为97％。
Claims (6)
1.一种自破笼防渗剂，其特征在于，其组分按质量百分比计为：主单体30～40％、耐温耐盐单体5～12％、酸敏性单体0.1～3％、水溶性引发剂0.01～0.5%，其余为水，
所述主单体为高岭土、膨润土、木质素磺酸钠中的一种，
所述耐温耐盐单体为2-丙烯酰胺基-2-苯基乙磺酸，
所述酸敏性单体为纳米氧化锌、纳米零价铁、纳米氧化铜中的一种，
所述水溶性引发剂为偶氮二异丁腈、过氧化二苯甲酰中的一种。
2.根据权利要求1所述的自破笼防渗剂的防渗方法，其特征在于,包括以下步骤：
(1)按稀土赋存形态和储量计算所需自破笼防渗剂主单体种类及浓度；
(2)在步骤(1)的基础上，调整自破笼防渗剂的配比；
(3)在矿区打孔注入自破笼防渗剂，并监测浸出液中稀土浓度；
(4)等待防渗层自行降解。
3.根据权利要求2所述的自破笼防渗剂的防渗方法，其特征在于, 步骤（1）所述主单体浓度范围为0.1～0.5mol/L。
4.根据权利要求2所述的自破笼防渗剂的防渗方法，其特征在于, 步骤（2）所述调整自破笼防渗剂的配比主要针对耐温耐盐单体和酸敏性单体，其质量百分比调整范围分别为5～12％和0.1～3％。
5.根据权利要求2所述的自破笼防渗剂的防渗方法，其特征在于, 步骤（3）所述浸出液中稀土浓度低于0.1g/L时视为浸出结束。
6.根据权利要求2所述的自破笼防渗剂的防渗方法，其特征在于, 步骤（4）还能够根据现场需要人工注入酸性介质使防渗层提前溶解。
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Also Published As
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|---|---|
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