НЕЙТРАЛИЗУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ЗАКИСЛЕННЫХ ПОЧВ Российский патент 2017 года по МПК C09K17/06 B09C1/08 B09B3/00 C09K109/00 

Настоящее изобретение относится к утилизации отходов промышленного производства с целью использования их в народном хозяйстве для рекультивации закисленных пород террикоников.

Известны примеры использования технологического шлама различных производств в разных областях народного хозяйства (RU 2411299, опубл. 10.02.2011 г., RU 2536062, опубл. 20.12.2014 г.).

Известно, что для биологической рекультивации закисленных пиритсодержащих пород угольных шахт в качестве нейтрализующего материала используют известь (SU 1790572, опубл. 23.01.1993 г.).

Известно использование спиртовой бурды с добавлением водного аммиака для нейтрализации кислотности почв (Заявка RU 2013117235, опубл. 20.10.2014 г.).

Известно также использование бурового шлама как раскислителя в составе композиции для рекультивации карьеров и нарушенных земель (RU 2293103, опубл. 10.02.2007 г.).

Анализ источников информации показал, что шлак производства феррованадия силикоалюминотермическим способом в качестве нейтрализующего материала при рекультивации закисленных пород не использовался ранее.

Технический результат заключается в расширении арсенала нейтрализующих материалов, используемых для рекультивации закисленных почв.

В качестве одного из нейтрализующих материалов-раскислителей предложено использовать шлак производства феррованадия силикоалюминотермическим способом.

Шлак производства феррованадия силикоалюминотермическим способом представляет собой массивное твердое тело оливково-зеленого цвета. По мере остывания глыбы шлака в результате силикатного распада начинают рассыпаться, превращаясь в мелкий белый порошок. После распада шлак представляет собой пылевидную массу бело-серого цвета с удельной поверхностью до 300 м²/кг.

Шлак относится к 4 классу опасности. Минералогический состав шлака состоит в основном из мервинита и двукальцевого силиката. Наряду с этим присутствуют мелит, периклаз и феррованадий металлический. Химический состав основных оксидов: не менее 35% CaO, не менее 5% MgO. Гранулометрический состав: до 97% частиц лежит в интервале до 2 мм.

В настоящее время отходы не утилизируют, а размещают на промышленных площадках в виде отвалов, которые расположены в поймах рек Вильва и Чусовая и зачастую в непосредственной близости от населенных пунктов. При хранении отходов происходит задалживание территорий, загрязнение водных объектов и почвы на значительном удалении от места размещения отходов. С предприятия взимаются платежи за размещение отходов (http://ztbo.ru/o-tbo/lit/problemi-rekultivacii-otxodov/ispolzovanie-otxodov-metallurgicheskogo-zavoda-v-kachestve-peresipnogo-materiala-na-poligone-tbo).

Пример применения

Исследование проводилось на отвалах террикоников Кизеловского угольного бассейна, характеризующихся кислой реакцией среды (значение pH 1-5).

Для проведения рекультивационных работ необходимо было осуществить нейтрализацию закисленных негорелых террикоников угольного бассейна. Проведенные исследования показали, что для нейтрализации негорелых террикоников со значениями pH 3-5 до нейтральной реакции среды (pH 7) необходимо соблюдать определенное соотношение шлака и негорелого терриконика, соответствующее 0,5:1. Т.е. для достижения нейтральной реакции среды необходимо исходить из расчета 1000 грамм шлака на 2000 грамм негорелого терриконика (Таблица1).

Для нейтрализации горелых террикоников со значения pH 1-3 до нейтральной реакции среды (pH 7) необходимо соблюдать соотношение шлака и негорелого терриконика, равное 1:1. Таким образом, для достижения нейтральной реакции среды необходимо исходить из расчета 1000 грамм шлака на 1000 грамм горелого терриконика (таблица 2).

В таблице 1 представлены результаты замеров кислотности почвы в зависимости от соотношения шлак / отвал негорелого террикона, смешанных с дистиллированной водой.

Терриконики Кизеловского бассейна характеризовались кислой реакцией среды со значением pH 3-5.

В таблице 2 представлены результаты замеров кислотности почвы в зависимости от соотношения шлак / смесь отвала горелого террикона, смешанных с дистиллированной водой.

Терриконики Кизеловского бассейна характеризовались кислой реакцией среды со значением pH 1-3.

Материал для рекультивации вносили на терриконики следующим способом. Сначала рекультивационный материал доставляли автосамосвалами на поверхность отвала. Далее с помощью грунтосмесительной машины отвал перемешивали со шлаком в заданном соотношении в зависимости от степени закисления отвала. Следующим шагом была засыпка поверхности террикона природным грунтом. В качестве природного грунта были использованы почва, песок, глина, вскрышные породы или смеси данных материалов.

Последний биологический этап рекультивации заключался в укладке слоя потенциально плодородного слоя почвы и высадки насаждений.

Изобретение может быть использовано при утилизации отходов промышленного производства. Шлак производства феррованадия силикоалюминотермическим способом используют в качестве нейтрализующего материала для рекультивации закисленных почв терриконников. Изобретение позволяет расширить арсенал нейтрализующих материалов, используемых для рекультивации закисленных почв. 2 табл., 1 пр.

Применение шлака производства феррованадия силикоалюминотермическим способом в качестве нейтрализующего материала для рекультивации закисленных почв.