CZ17849U1

CZ17849U1 - Stabilizing solidifying packing material intended particularly for maintenance of dumping grounds and mine excavations or

Info

Publication number: CZ17849U1
Application number: CZ200719108U
Authority: CZ
Inventors: Hinterholzinger@Otto
Original assignee: Hinterholzinger@Otto
Priority date: 2007-08-14
Filing date: 2007-08-14
Publication date: 2007-09-10

Description

Technické řešení se týká zásypového tuhnoucího stabilizátu na bázi elektrárenského nebo teplárenského úletového popílku a vody, který je použitelný jako sanační, základkový nebo zásypový materiál při likvidaci a zahlazování následků po těžebních činnostech pří sanaci skládek a podobně.The technical solution relates to a backfill solidification stabilizer based on power plant or heating plant fly ash and water, which can be used as a remediation, foundation or backfill material in the disposal and smoothing of the consequences of mining operations during the remediation of landfills and the like.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Tuhnoucí stabilizáty na bázi elektrárenského nebo teplárenského úletového popílku jsou známy např. ze zveřejněné přihlášky vynálezu CZ PV 1995-32, kde je popsán způsob bezodpadové líklo vidace odpadních vod, obsahujících zejména těžké kovy a vodorozpustné soli. Tento způsob spočívá v tom, že odpadní voda jako kapalná složka se smísí s plnivem, tzn. s inertní tuhou složkou, která je tvořena popílkem, a s pojivém, které představuje vápenná složka v různých svých formách. Vzniklý stabilizát je vhodný především k sanacím odkališť, která jsou charakteristická koloidním kalem na dně, a používá se tak, že se přímo aplikuje do zvodnělé části odkaliště, pří15 pádně se následně ještě hutní.Solidifying stabilizers based on power plant or heating plant fly ash are known, for example, from published patent application CZ PV 1995-32, which describes a process for the waste-free treatment of waste water containing mainly heavy metals and water-soluble salts. This method consists in mixing the waste water as a liquid component with a filler, i.e. a liquid. with an inert solid component consisting of fly ash and a binder which is a lime component in various forms. The resulting stabilizer is particularly suitable for remediation of sludge ponds, which are characterized by colloidal sludge at the bottom, and is used by direct application to the aquifer part of the sludge bed, which is subsequently compacted.

Podle patentu CZ 294 118 je znám stabilizát, který vzniká smísením velmi jemné (prašné) frakce elektrárenského nebo teplárenského popílku s velkým množstvím vody a s malým množstvím oxidu vápenatého CaO ve vysokootáčkovém mísiči. Stabilizát se předhutňuje na pevném terénu, a následně se přidá do kontaminované stojaté odpadní vody v odkališti,According to the patent CZ 294 118, a stabilizer is known which is formed by mixing a very fine (dusty) fraction of power or heating ash with a large amount of water and a small amount of CaO in a high speed mixer. The stabilizer is pre-compacted on solid ground and then added to the contaminated still waste water in the tailings pond,

Podle patentu CZ 294 127 je znám popílkový deponát k sanaci a rekultivaci odkališť, který vzniká smísením velmi jemné prašné frakce popílku s vodou bez přítomnosti vápenného pojivá. Míšení probíhá ve vysokootáčkovém intenzivním mísiči s otočnou nádobou a dvěma protiběžnými lopatkovými rotačními víně i alespoň 60 sekund. Popílkový deponát se přidává do kontaminované odpadní vody stojící v odkališti.According to the patent CZ 294 127, a fly ash deposit for the rehabilitation and reclamation of tailings ponds is known, which is formed by mixing a very fine dusty fly ash fraction with water in the absence of lime binder. The mixing takes place in a high-speed, intensive mixer with a rotating vessel and two counter-rotating vane rotary wines for at least 60 seconds. The fly ash deposit is added to the contaminated waste water standing in the tailings pond.

Současný problém sanace ložisek v průběhu těžby nebo po ukončení těžby užitkových nerostů spočívá zejména v tom, že je potřeba likvidovat kyselé důlní vody, resp. tyto vody čistit a likvidovat vedlejší produkty jejich čištění. Kyselé důlní vody se z důlních děl odčerpávají a jejich kyselost se sráží hydroxidem vápenatým. Přitom vznikají sraženiny tvořené zejména síranem vápenatým a hydroxidy železa a dalších kovů jako např. zinku, manganu a mědi. Tyto sraženiny ne30 mají v současné době žádné hospodářské využití a jsou ukládány na skládkách odpadů, kde je nutno za jejich ukládání platit.The current problem of remediation of deposits during or after mining of useful minerals lies in the fact that it is necessary to dispose of acid mine water, respectively. purify these waters and dispose of their by-products. Acid mine waters are drained from the mine workings and their acidity is precipitated by calcium hydroxide. This results in precipitates formed mainly of calcium sulfate and hydroxides of iron and other metals such as zinc, manganese and copper. These no30 precipitates are currently of no economic use and are deposited in landfills where they have to be paid for.

Úkolem technického řešení je vytvoření takového zásypového tuhnoucího stabilizátu, který by byl vhodný k sanaci skládek a důlních děl, a umožňoval by bezodpadové využití vedlejších produktů vznikajících při čištění důlních vod.The object of the invention is to provide a backfill solidification stabilizer which is suitable for the rehabilitation of landfills and mine workings and allows waste-free use of by-products from the mine water treatment.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Tento úkol řeší zásypový tuhnoucí stabilizát podle technického řešení. Stabilizát je tvořen homogenizovanou směsí elektrárenského nebo teplárenského úletového popílku, vody a pojivá, a jeho podstata spočívá v tom, že obsahuje alespoň 5 % hmotnostních pevné fáze sraženiny vzniklé jako produkt čištění kyselých důlních nebo průmyslových odpadních vod srážením hydroxidem vápe40 natým, a obsahující zejména sírany a hydroxidy železa a dalších kovů.This task solves the backfill setting stabilizer according to the technical solution. The stabilizer consists of a homogenised mixture of fly ash, water and binder fly ash, water and binder, characterized in that it contains at least 5% by weight of the solid phase precipitate resulting from the treatment of acidic mine or industrial waste water by precipitation with calcium hydroxide 40 and containing mainly sulphates and hydroxides of iron and other metals.

Pokud se používají popílky z fluidního spalování, které obsahují zbytkový oxid vápenatý, není obvykle potřeba přidávat další ěi jiné pojivo. Pokud se ale používají popílky z jiného než fluidního spalování, které zbytkový oxid vápenatý neobsahují, pak je potřeba doplnit pojivo. Ve výhodném provedení stabilizát obsahuje 5 až 25 % hmotnostních pevné fáze sraženiny, 15 až 50 % hmotnostních popílku, 1 až 10 % hmotnostních cementu, přičemž zbytek do 100 % hmotnostních tvoří kapalná fáze sraženiny. Jako pojivo v tomto případě slouží cement. Nej lepších vlastností z hlediska aplikace i kvality sanace je dosahováno u stabilizátu obsahujícího 8 až 15 % hmotnostnich pevné fáze sraženiny, 25 až 45 % hmotnostních popílku, 1 až 10 % hmotnostních cementu, přičemž zbytek do 100 % hmotnostních tvoří kapalná fáze sraženiny.When fluidized-bed fly ash containing residual calcium oxide is used, it is not usually necessary to add further or other binder. However, if non-fluidized-bed ashes which do not contain residual calcium oxide are used, a binder must be added. In a preferred embodiment, the stabilizer comprises 5 to 25 wt% solid phase precipitate, 15 to 50 wt% fly ash, 1 to 10 wt% cement, the remainder to 100 wt% being the liquid phase of the precipitate. Cement serves as a binder in this case. The best properties in terms of application and quality of remediation are achieved with a stabilizer comprising 8 to 15 wt% solid phase precipitate, 25 to 45 wt% fly ash, 1 to 10 wt% cement, the remainder to 100 wt% being the liquid phase precipitate.

V dalším výhodném provedení stabilizát podle technického řešení obsahuje 0,1 až 2 % hmotnostních bentonitu, který se přidává jako stabilizující prostředek pro dosažení nižší vychovatelnosti škodlivin.In a further preferred embodiment, the stabilizer according to the invention comprises 0.1 to 2% by weight of bentonite, which is added as a stabilizing agent in order to achieve a lower educability of the pollutants.

Výhody řešení podle technického řešení spočívají především v tom, že umožňuje hospodářské využití sraženin z čištění kyselých odpadních vod, které by jinak musely být ukládány na skládkuAdvantages of the solution according to the technical solution consist mainly in the fact that it enables economical utilization of precipitates from the treatment of acidic waste water, which would otherwise have to be deposited in the landfill

------odpadů, -Zároveň-umožňuje-rozšířené- využití úletových popílků..Zásypový tuhnoucí stabilizát_________ podle technického řešení má tekutou až těstovitou konzistenci, která umožňuje dokonalé zaplnění sanovaných objektů, včetně členitých důlních děl různého tvaru. Proces tuhnutí začíná za 24 až 72 hodin a ztuhlý stabilizát vykazuje požadované mechanické, fyzikální a chemické vlastnosti pro použití k likvidaci hlavních a starých důlních děl, skládek odpadů apod.------ At the same time, it allows for the widespread use of fly ash. The backfill solidification stabilizer _________ according to the technical solution has a liquid to dough consistency, which allows perfect filling of rehabilitated objects, including broken mine works of various shapes. The solidification process begins in 24 to 72 hours and the solidified stabilizer exhibits the required mechanical, physical and chemical properties for use in the disposal of main and old mining, landfill, etc.

Příklady provedení technického řešeníExamples of technical solution

Rozumí se, že dále popsané a zobrazené konkrétní příklady uskutečnění technického řešení jsou představovány pro ilustraci, nikoli jako omezení příkladů provedení technického řešení na uvedené případy. Odborníci znalí stavu techniky najdou nebo budou schopni zjistit za použití rutinního experimentování větší či menší počet ekvivalentů ke specifickým uskutečněním technického řešení, která jsou zde speciálně popsána. I tyto ekvivalenty budou zahrnuty v rozsahu následujících nároků na ochranu.It is to be understood that the specific embodiments of the invention described and illustrated below are presented by way of illustration and not by way of limitation of the exemplary embodiments of the invention to the present cases. Those skilled in the art will find or be able to detect, using routine experimentation, more or less equivalents to the specific embodiments of the technical solutions specifically described herein. These equivalents will also be included within the scope of the following protection claims.

Z mírně kyselých důlních vod, obsahujících zejména sírany a hydroxidy železa a dalších kovů, se srážením hydroxidem vápenatým (vápenným mlékem) připraví suspenze obsahující 5 až 25 % hmotnostních pevné fáze, K takto husté suspenzi se do mísiče přidá elektrárenský nebo teplárenský úletový popílek, případně cement a bentonit dle následujících příkladů:From mildly acidic mine waters, containing mainly sulphates and hydroxides of iron and other metals, a slurry containing 5 to 25% by weight of solid phase is prepared by precipitation with calcium hydroxide (lime milk). cement and bentonite according to the following examples:

Příklad 1Example 1

-----------------_₂₅-----připraví se-suspenze-o-koncentraci 22 -% hmotnostních-a-nadávku(í-seOstatní.přísady._aby.vznikla _.-----------------_ ₂₅ ------prepared slurry-of-concentration of 22 -% by weight-and-slur (t-seOstatní.přísady._aby.vznikla _.

směs o složení:Composition:

- Pevná fáze sraženiny- Solid phase precipitate

- Kapalná fáze sraženiny- The liquid phase of the precipitate

- Popílek- Fly ash

- Cement- Cement

16,0 % hmotn. 62,5 % hmotn. 18,0 % hmotn. 3,5 % hmotn.16.0 wt. 62.5 wt. 18.0 wt. 3.5 wt.

Příklad 2Example 2

Připraví se suspenze o koncentraci 15 % hmotnostních a nadávkují se ostatní přísady aby vznikla směs o složení:A suspension of 15% by weight is prepared and the other ingredients are metered in to form a mixture of the following composition:

- Pevná fáze sraženiny 10,0 % hmotn.Solid phase precipitate 10.0 wt.

- Kapalná fáze sraženiny 49,0 % hmotn.- Liquid phase precipitate 49.0 wt.

- Popílek z fluidního spalování 41,0 % hmotn.- Fluidized-bed fly ash 41.0 wt.

(obsahuje CaO)(contains CaO)

Příklad 3Example 3

Připraví se suspenze o koncentraci 15 % hmotnostních a nadávkují se ostatní přísady aby vznikla 40 směs o složení:A 15% by weight suspension is prepared and the other ingredients are metered in to form a 40 mixture of the following composition:

- Pevná fáze sraženiny- Solid phase precipitate

- Kapalná fáze sraženiny- The liquid phase of the precipitate

- Popílek- Fly ash

- Cement- Cement

- Bentonit- Bentonite

17,0 % hmotn. 58,0 % hmotn. 20,0 % hmotn. 4,0 % hmotn.17.0 wt. 58.0 wt. 20.0 wt. 4.0 wt.

1,0 % hmotn.1.0 wt.

-2CZ 17849 Ul-2EN 17849 Ul

Ve všech případech vzniklý stabilizát vykazuje požadované mechanické, fyzikální a chemické vlastnosti pro použití k likvidaci hlavních a starých důlních dél. Zásypový materiál je dopravitelný potrubní dopravou, splňuje a překračuje požadované hodnoty soudržnosti, stlačitelnosti, vychovatelnosti dle Vyhlášky Ministerstva životního prostředí č. 294/2005 Sb. a hmotnostní aktivitu ²²⁶ Ra.In all cases, the resulting stabilizer exhibits the desired mechanical, physical and chemical properties for use in the disposal of major and old mining lengths. The backfill material is transportable by pipeline transport, it meets and exceeds the required values of cohesion, compressibility, educability according to the Decree of the Ministry of the Environment No. 294/2005 Coll. and ²²⁶ Ra mass activity.

Typ míchacího zařízení a jeho doprava do sanovaného objektu se volí v závislosti na konkrétních podmínkách aplikace. Stabilizát je možno např. míchat ve stabilním mísiči a dopravovat potrubím pomocí čerpadel. K míchání a přepravě stabilizátu je možno také využít autodomíchávačů. Výroba stabilizátu může dle konkrétních místních podmínek probíhat kontinuálně nebo diskontiio nuálně. Tekutý, kašovitý až těstovitý stabilizát se aplikuje do prostor skládek a důlních děl přímo, nebo pomocí injektážních potrubí a vrtů. Stabilizát dokonale zaplní i členitá důlní díla s komplikovaným profilem. Tuhnutí začíná po 24 až 72 hodinách, a výsledný produkt vykazuje požadované vlastnosti zejména pevnost, stlačitelnost a vyluhovatelnost, předepsané pro dané použití. Průmyslová využitelnostThe type of mixing equipment and its transport to the object to be repaired is selected depending on the specific application conditions. For example, the stabilizer can be mixed in a stable mixer and transported by pipeline using pumps. Mixers can also be used to mix and transport the stabilizer. The production of the stabilizer can be continuous or discontinuous depending on the local conditions. The liquid, slurry to dough stabilizer is applied directly to landfills and mines, or through grouting pipes and boreholes. Even stabilized mine workings with a complicated profile perfectly fill the stabilizer. The setting begins after 24 to 72 hours, and the resulting product exhibits the desired properties, in particular the strength, compressibility and leachability prescribed for the application. Industrial applicability

Zásypový tuhnoucí stabilizát podle technického řešení lze využít jako sanační, základkový nebo zásypový materiál zejména při likvidaci, sanaci a rekultivaci skládek a důlních děl.The backfill setting stabilizer according to the technical solution can be used as a remediation, foundation or backfill material especially for the disposal, remediation and reclamation of landfills and mining works.

Claims

PROTECTION REQUIREMENTS

1. A backfill solidification stabilizer, in particular for the rehabilitation of landfills and mine workings consisting of a homogenised mixture of power plant or heating plant Coal ash, water and binder, characterized in that it contains at least 5% by weight of the solid phase mine or industrial waste water by calcium hydroxide precipitation and containing mainly sulphates and hydroxides of iron and other metals.

A backfill setting stabilizer according to claim 1, characterized in that it contains 5 to 25% by weight of solid precipitate phase, 15 to 50% by weight ash, 1 to 10% by weight of cementitious materials, the remainder to 100% by weight being the liquid phase of the precipitate.

A backfill solidification stabilizer according to claim 1 or 2, characterized in that it contains 8 to 15% by weight of solid phase precipitate, 25 to 45% by weight of fly ash, 1 to 10% by weight of cement, the remainder to 100% by weight being liquid phase of the precipitate. ,

A backfill setting stabilizer according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that it contains 0.1 to 2% by weight of bentonite.