一种全固废矿山修复土壤及其制备方法与流程

本发明涉及土壤修复，具体是一种全固废矿山修复土壤及其制备方法。

背景技术：

1、中国四川攀枝花地区地处横断山区，矿产资源丰富，矿山、冶金企业众多。经多年的开采，形成了大片裸露矿山、尾矿坝、排石场等，对当地生态环境影响显著。按照国家生态环保政策要求，裸露矿山、尾矿坝、排石场等必须修复复绿，种草植树，恢复生态环境。攀枝花地区本身缺乏优质土壤，矿山修复又需要大量土壤，大量取土势必会造成生态环境二次破坏。

2、攀枝花地区产生大量固废资源，具有产生规模大，种类多的特点。例如选铁(选钛)尾矿产生量约达到800万吨/年，含钛高炉渣约400万吨/年,转炉钢渣约40万吨/年，钛石膏约80万吨/年。除部分固废资源实现资源化利用外，大部分固废资源目前仍以堆存和填埋方式处理，占用了大量场地，同时也对周边环境产生影响。

3、现有的矿区的裸露矿山修复复绿工程，采用的土壤品质较差(砾石含量高)，肥份低，保水效果差，土壤调节效果差(酸性土壤)，复绿种草种树成活率很低，是目前影响矿山修复的最主要问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种全固废矿山修复土壤及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种全固废矿山修复土壤，该全固废矿山修复土壤包括下列重量含量的原料组成：钛石膏50～80％，转炉钢渣15～30％，提钛尾渣5～15％，烧结机头灰0～5％。

4、作为本发明进一步的方案：该全固废矿山修复土壤包括下列重量含量的原料组成：钛石膏60～75％，转炉钢渣20～25％，提钛尾渣8～10％，烧结机头灰2～4％。

5、作为本发明再进一步的方案：该全固废矿山修复土壤包括下列重量含量的原料组成：钛石膏65％，转炉钢渣22.5％，提钛尾渣10％，烧结机头灰2.5％。

6、作为本发明再进一步的方案：所述钛石膏包括下列重量含量的原料组成：cao占28～30％、so3占34～36％、fe2o3占6～9％、tio2占3～4、al2o3占3～4％、mgo占1～2％、sio2占4～6％。

7、作为本发明再进一步的方案：所述转炉钢渣包括下列重量含量的原料组成：p占0.5～1.5％、cao占34～36％、mgo占10～15％、fe2o3占20～30％、sio2占10～13％、al2o3占1～3％、f-cao占5～8％。

8、作为本发明再进一步的方案：所述提钛尾渣包括下列重量含量的原料组成：cao占25～30％、sio2占24～26％、al2o3占12～14％、mgo占7～9％、tio2占5～8％、c占3～6％、cl占2.5～4.5％。

9、作为本发明再进一步的方案：所述烧结机头灰包括下列重量含量的原料组成：k2o占12～15％、tfe占25～35％、cl占6～22％、s占1～4％。

10、本发明另一目的是提供主体的制备方法，包括如下步骤：

11、s10、对钛石膏进行脱水粉碎；

12、s20、对转炉钢渣热泼缓冷后经多级破碎粉磨并磁选除铁，以形成钢渣尾料；

13、s30、将钢渣尾料、粉碎后的钛石膏、提钛尾渣和烧结机头灰进行混合，以获得全固废矿山修复土壤。

14、作为本发明进一步的方案：脱水粉碎处理后的钛石膏的粒径小于2mm，且含水率小于3％。

15、作为本发明再进一步的方案：钢渣尾料的粒径小于5mm，且含水率小于3％。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明中钛石膏中含有颗粒细小的二水硫酸钙，氢氧化铁等，具有较好的保水作用；转炉钢渣中含有p，可以为土壤提供磷肥肥效，同时钢渣的碱度可以调节土壤的酸碱性；其次，钢渣与提钛尾渣共同作用，起到固化土壤，防止水土流失的作用；提钛尾渣火山灰活性较好，与钢渣共同作用形成强度基体，可以固化土壤；烧结机头灰中含有k，可以为土壤提供钾肥肥效。提钛尾渣中硅(铝)酸钙玻璃组分含量达到85％以上，具有良好的火山灰活性，可以与钢渣中游离的氧化钙、氧化镁反应，形成c-s-h水泥石、钙矾石等强度基体，起到固结土壤作用。

技术特征：

1.一种全固废矿山修复土壤，其特征在于，该全固废矿山修复土壤包括下列重量含量的原料组成：钛石膏50～80％，转炉钢渣15～30％，提钛尾渣5～15％，烧结机头灰0～5％。

2.根据权利要求1所述的全固废矿山修复土壤，其特征在于，该全固废矿山修复土壤包括下列重量含量的原料组成：钛石膏60～75％，转炉钢渣20～25％，提钛尾渣8～10％，烧结机头灰2～4％。

3.根据权利要求1所述的全固废矿山修复土壤，其特征在于，该全固废矿山修复土壤包括下列重量含量的原料组成：钛石膏65％，转炉钢渣22.5％，提钛尾渣10％，烧结机头灰2.5％。

4.根据权利要求1所述的全固废矿山修复土壤，其特征在于，所述钛石膏包括下列重量含量的原料组成：cao占28～30％、so3占34～36％、fe2o3占6～9％、tio2占3～4、al2o3占3～4％、mgo占1～2％、sio2占4～6％。

5.根据权利要求4所述的全固废矿山修复土壤，其特征在于，所述转炉钢渣包括下列重量含量的原料组成：p占0.5～1.5％、cao占34～36％、mgo占10～15％、fe2o3占20～30％、sio2占10～13％、al2o3占1～3％、f-cao占5～8％。

6.根据权利要求5所述的全固废矿山修复土壤，其特征在于，所述提钛尾渣包括下列重量含量的原料组成：cao占25～30％、sio2占24～26％、al2o3占12～14％、mgo占7～9％、tio2占5～8％、c占3～6％、cl占2.5～4.5％。

7.根据权利要求6所述的全固废矿山修复土壤，其特征在于，所述烧结机头灰包括下列重量含量的原料组成：k2o占12～15％、tfe占25～35％、cl占6～22％、s占1～4％。

8.一种如权利要求1-7任一所述的全固废矿山修复土壤的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的全固废矿山修复土壤的制备方法，其特征在于，脱水粉碎处理后的钛石膏的粒径小于2mm，且含水率小于3％。

10.根据权利要求8所述的全固废矿山修复土壤的制备方法，其特征在于，钢渣尾料的粒径小于5mm，且含水率小于3％。

技术总结
本发明公开了一种全固废矿山修复土壤及其制备方法，涉及土壤修复技术领域，该全固废矿山修复土壤包括下列重量含量的原料组成：钛石膏50～80％，转炉钢渣15～30％，提钛尾渣5～15％，烧结机头灰0～5％。本发明中钛石膏中含有颗粒细小的二水硫酸钙，氢氧化铁等，具有较好的保水作用；转炉钢渣中含有P，可以为土壤提供磷肥肥效，同时钢渣的碱度可以调节土壤的酸碱性；其次，钢渣与提钛尾渣共同作用，起到固化土壤，防止水土流失的作用；提钛尾渣火山灰活性较好，与钢渣共同作用形成强度基体，可以固化土壤；烧结机头灰中含有K，可以为土壤提供钾肥肥效。

技术研发人员：郝建璋,曾冠武,任艳丽
受保护的技术使用者：攀钢集团研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16