一种煤矸石中重金属无害化的方法

本发明涉及煤矸石重金属治理，具体而言，涉及一种煤矸石中重金属无害化的方法。

背景技术：

1、煤矸石是煤矿开采和煤炭加工过程中产生的废弃物，通常富含各种重金属元素，这些重金属在自然界中具有毒性，并对生态系统和人类健康构成潜在威胁。煤矸石中包含了各种重金属元素，如铅、镉、铬、镍等，这些重金属污染物对环境和生态系统造成严重危害。此外，根据我国环保政策，对煤矸石的无害化处理和资源化利用提出了更高的要求。

2、因此，煤矸石重金属治理成为了环境科学与工程领域的重要课题。目前常见的处理煤矸石重金属的方法主要有化学法、生物法以及复合法。生物法以及复合法均有着处理成本高、微生物活性差以及维护难度大、技术难度高等缺点。化学法具有高度选择性，可针对特定重金属进行处理。煤矸石中的重金属有效态降低的方法是一般有两种，一种方法是将煤矸石中重金属进行钝化，钝化可以使重金属有效态含量下降，让重金属形成不溶沉淀或矿物从而固定不易迁移；另一种方法是利用淋洗剂将重金属脱除，此方法使得重金属从煤矸石中流出，减少煤矸石中重金属含量，达到无害化效果。因此采用钝化或淋洗的方法对煤矸石中重金属进行治理，从而为煤矸石重金属处理提供一种高效、经济的处理方法，为煤矸石资源化利用奠定基础。

3、cn 115318426 a公布了一种含硫煤矸石无害化处理及资源利用方法。该方法通过将富硫煤矸石研磨后与细粒铁矿石混合在一起为硫铁矿产品，该产品可以制备铁粉和硫磺以及可以作为制备硫磺的原料单独销售，但该方法未涉及到煤矸石中重金属处理。

4、cn 109718498 a公布了一种用微生物固化煤矸石重金属方法，该方法根据在要治理的煤矸石中选择菌种，配制成菌液，在采空区布置注菌管，注入菌液后进行固化处理，该方法固化效果较好，但不同地区煤矸石中菌种差异大，发酵陈本较高，也可能对当地菌群造成影响。

5、cn 110484731 a公布了一种湿法处理煤矸石中重金属元素及稀有元素的方法，该方法将煤矸石过250目筛，利用碳酸钠溶解煤矸石，再利用其他试剂并调节ph反复多次淋洗煤矸石，达到无害化效果，但该方法能耗高，对煤矸石细度有要求较高，且多次冲洗造成淋洗液较多。

6、cn114588579 a公布了一种固体钝化剂对重金属异常煤矸石中金属的钝化方法，该方法将重金属异常煤矸石进行性质分析，破碎及筛分，利用钝化剂进行钝化，最后进行淋滤实验，该方法利用的钝化剂为沸石和麦饭石按照1:1进行混合作为钝化剂，对煤矸石中重金属钝化效果较低。

7、cn111672898 a公布了一种重金属污染土壤的化学淋洗方法，该方法将土壤破碎过筛，加入调节ph的碘化钾溶液、盐酸羟胺溶液、高锰酸钾溶液、氯化铁溶液、去离子水，每一步加入试剂后离心弃去上清液，最终得到修复后的土壤，该方法步骤较多且复杂，需要的试剂多，且仅仅对土壤中重金属进行淋洗。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提出了一种煤矸石中重金属无害化的方法，采用将煤矸石和钝化剂按照一定比例混合、保持一定的湿度和时间，降低煤矸石中重金属有效性的方式和将煤矸石与淋洗剂按照一定比例混合、保持一定的转速和时间后过滤，减少煤矸石中重金属含量的的方式进行无害化；采用不同的钝化剂，使煤矸石中的重金属由流动态转变为残渣态，降低其在环境中的迁移性，从而实现无害处理；通过使用不同的淋洗剂对煤矸石进行淋洗，高效地将重金属溶解并淋出，这一淋洗方法不仅实现了无害化处理，还为重金属的有效回收创造了条件，整体而言，本发明以简便、经济的方式解决了煤矸石中重金属污染问题，为环保和资源利用提供了可行的技术途径。

2、为了实现上述技术目的，本发明提供了一种煤矸石中重金属无害化的方法，包括：将煤矸石和钝化剂按照一定比例混合、保持一定的湿度和时间，降低煤矸石中重金属有效性的处理方法与将煤矸石与淋洗剂按照一定比例混合、保持一定的转速和时间后过滤，减少煤矸石中重金属含量的处理方法；

3、所述将煤矸石和钝化剂按照一定比例混合、保持一定的湿度和时间，降低煤矸石中重金属有效性的处理方法包括：将所述煤矸石干燥、粉碎过筛，所述煤矸石与钝化剂按照设定的质量比充分混合，加水保持设定的湿度并振荡设定的时间；

4、所述将煤矸石与淋洗剂按照一定比例混合、保持一定的转速和时间后过滤，减少煤矸石中重金属含量的处理方法包括：将所述煤矸石干燥、粉碎过筛，所述煤矸石和淋洗剂按照设定的比例充分混合，搅拌设定的时间，再将所述煤矸石和所述淋洗剂混合样品进行过滤，所述煤矸石中重金属溶于所述淋洗剂中。

5、优选地，所述将煤矸石和钝化剂按照一定比例混合、保持一定的湿度和时间，降低煤矸石中重金属有效性的处理方法与所述将煤矸石与淋洗剂按照一定比例混合、保持一定的转速和时间后过滤，减少煤矸石中重金属含量的处理方法中过筛目数均为1～200目。

6、优选地，所述将煤矸石和钝化剂按照一定比例混合、保持一定的湿度和时间，降低煤矸石中重金属有效性的处理方法中所述煤矸石与所述钝化剂设定的质量比为煤矸石：钝化剂＝200:1～1:2。

7、优选地，所述钝化剂包括氧化镁、氧化钙、氧化铁、磷酸钙、方解石、高岭土、过磷酸钙中的一种或几种。

8、优选地，所述将煤矸石和钝化剂按照一定比例混合、保持一定的湿度和时间，降低煤矸石中重金属有效性的处理方法中所述设定的湿度为5％～95％。

9、优选地，所述将煤矸石和钝化剂按照一定比例混合、保持一定的湿度和时间，降低煤矸石中重金属有效性的处理方法中所述振荡设定的时间为1～20d。

10、优选地，所述将煤矸石与淋洗剂按照一定比例混合、保持一定的转速和时间后过滤，减少煤矸石中重金属含量的处理方法中所述淋洗剂浓度为0.5～50g/l。

11、优选地，所述煤矸石和所述淋洗剂设定的比例为：煤矸石：淋洗剂＝200:1～1:200。

12、优选地，所述淋洗剂种类包括甲酸、乙酸、丙酸、柠檬酸、丁二酸、edta二钠中的一种或几种。

13、优选地，所述将煤矸石与淋洗剂按照一定比例混合、保持一定的转速和时间后过滤，减少煤矸石中重金属含量的处理方法中所述搅拌设定的时间为0.2～5d。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明通过加入多种高效的钝化剂，成功实现了煤矸石中的重金属在短时间内由流动态向残渣态的迅速转变，这不仅高度降低了重金属在煤矸石中的迁移性，减缓了其对土壤和水体的渗透和污染，本发明还采用了一种精准淋洗方法，通过选用特定淋洗剂，将煤矸石中的重金属高效溶解并从废渣中淋洗出。这一淋洗过程具有高度选择性，可实现对不同重金属的有效淋出。总体而言，本发明方案通过创新的处理手段，使得煤矸石中的重金属得以迅速、高效、经济地无害化处理，为后续煤矸石资源化利用奠定基础；

15、可以有效的降低煤矸石中重金属污染，实现了煤矸石的有效修复，有效的降低煤矸石中重金属污染，实现了煤矸石的无害化。

技术特征：

1.一种煤矸石中重金属无害化的方法，其特征在于，包括：将煤矸石和钝化剂按照一定比例混合、保持一定的湿度和时间，降低煤矸石中重金属有效性的处理方法与将煤矸石与淋洗剂按照一定比例混合、保持一定的转速和时间后过滤，减少煤矸石中重金属含量的处理方法；

2.根据权利要求1所述的煤矸石中重金属无害化的方法，其特征在于，所述将煤矸石和钝化剂按照一定比例混合、保持一定的湿度和时间，降低煤矸石中重金属有效性的处理方法与所述将煤矸石与淋洗剂按照一定比例混合、保持一定的转速和时间后过滤，减少煤矸石中重金属含量的处理方法中过筛目数均为1～200目。

3.根据权利要求1所述的煤矸石中重金属无害化的方法，其特征在于，所述将煤矸石和钝化剂按照一定比例混合、保持一定的湿度和时间，降低煤矸石中重金属有效性的处理方法中所述煤矸石与所述钝化剂设定的质量比为煤矸石：钝化剂＝200:1～1:2。

4.根据权利要求3所述的煤矸石中重金属无害化的方法，其特征在于，所述钝化剂包括氧化镁、氧化钙、氧化铁、磷酸钙、方解石、高岭土、过磷酸钙中的一种或几种。

5.根据权利要求1所述的煤矸石中重金属无害化的方法，其特征在于，所述将煤矸石和钝化剂按照一定比例混合、保持一定的湿度和时间，降低煤矸石中重金属有效性的处理方法中所述设定的湿度为5％～95％。

6.根据权利要求1所述的煤矸石中重金属无害化的方法，其特征在于，所述将煤矸石和钝化剂按照一定比例混合、保持一定的湿度和时间，降低煤矸石中重金属有效性的处理方法中所述振荡设定的时间为1～20d。

7.根据权利要求1所述的煤矸石中重金属无害化的方法，其特征在于，所述将煤矸石与淋洗剂按照一定比例混合、保持一定的转速和时间后过滤，减少煤矸石中重金属含量的处理方法中所述淋洗剂浓度为0.5～50g/l。

8.根据权利要求1所述的煤矸石中重金属无害化的方法，其特征在于，所述煤矸石和所述淋洗剂设定的比例为：煤矸石：淋洗剂＝200:1～1:200。

9.根据权利要求8所述的煤矸石中重金属无害化的方法，其特征在于，所述淋洗剂种类包括甲酸、乙酸、丙酸、柠檬酸、丁二酸、edta二钠中的一种或几种。

10.根据权利要求1所述的煤矸石中重金属无害化的方法，其特征在于，所述将煤矸石与淋洗剂按照一定比例混合、保持一定的转速和时间后过滤，减少煤矸石中重金属含量的处理方法中所述搅拌设定的时间为0.2～5d。

技术总结本发明提出了一种煤矸石中重金属无害化的方法，涉及煤矸石重金属治理技术领域，包括：降低煤矸石中重金属有效性的处理方法与减少煤矸石中重金属含量的处理方法；降低煤矸石中重金属有效性的处理方法包括：将煤矸石干燥、粉碎过筛，煤矸石与钝化剂按照设定的质量比充分混合，加水保持设定的湿度并振荡设定的时间；减少煤矸石中重金属含量的处理方法包括：将煤矸石干燥、粉碎过筛，煤矸石和淋洗剂按照设定的比例充分混合，搅拌设定的时间，再将煤矸石和淋洗剂混合样品进行过滤，煤矸石中重金属溶于淋洗剂中。本发明可以有效的降低煤矸石中重金属污染，实现了煤矸石的有效修复，有效的降低煤矸石中重金属污染，实现了煤矸石的无害化。技术研发人员：李庭刚,张华林,王靖,白文龙,滕泽栋受保护的技术使用者：中国科学院过程工程研究所技术研发日：技术公布日：2024/7/11