一种对粉煤灰进行无害化处置和资源化积存的结构和方法与流程

1.本发明涉及一种无害化堆存的方法，具体涉及一种对粉煤灰进行无害化处置和资源化积存的结构和方法。


背景技术：

2.粉煤灰是燃煤电厂的烟气中收捕下来的细灰。我国每年约产生5亿吨粉煤灰，粉煤灰大量堆存会带来严重的环境问题。
3.其中，内蒙古地区的粉煤灰具有高铝、高硅、低铁的特点，特别是内蒙古中西部地区，由于特殊的地质背景，该地区粉煤灰中氧化铝的含量均在35%以上，部分能达到50%，属于高铝粉煤灰。此类粉煤灰密度低、氧化铝含量高、储量丰富且活性较高。
4.粉煤灰氧化铝含量不同，可以利用的途径也不相同，氧化铝含量≥40%的粉煤灰可以替代铝土矿资源进行工业级氧化铝的提取，降低我国对国外铝土矿的依存程度，保护国内铝土矿资源，杜绝开采铝土矿对环境产生的危害；氧化铝含量在35-40%的粉煤灰较适合于陶瓷和耐火材料；氧化铝≤35%的粉煤灰较适宜于建筑高强陶粒的烧结或者作为建材原料。不同氧化铝含量粉煤灰粒度等物理性指标相差不大，但氧化铝含量的不同导致其适合后续应用的领域存在很大不同，因此按氧化铝含量不同进行粉煤灰无害化堆存，有利于后续粉煤灰的综合利用。
5.专利“201910028311.1”公布了一种粉煤灰堆场的生态恢复方法及其生态粉煤灰堆场，通过对粉煤灰堆的边坡进行结构加固或非金属材料编织圈加固；并在加固好的粉煤灰堆边坡上覆盖改良有机土，形成改良有机土层；在改良有机土层上种植以固土保水，形成围绕粉煤灰堆的四周植被层；该方法有效解决了粉煤灰堆场的扬尘问题，并且实现了粉煤灰堆场的生态恢复，但该专利存在无法对粉煤灰进行分类堆存和后续利用、浪费资源和土地的技术问题。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种对粉煤灰进行无害化处置和资源化积存的结构和方法，以解决现有技术中粉煤灰仅采用堆存处理，占用土地资源且容易造成环境污染的技术问题。
7.为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：本发明提供的一种对粉煤灰进行无害化处置和资源化积存的结构，包括由下至上依次设置于基地上方的黏土层、防渗层、挡灰坝和覆盖层，所述挡灰坝中还设有将挡灰坝分割为不同存储空间的分隔堤。
8.本发明提供的一种对粉煤灰进行无害化处置和资源化积存的方法，按照所述的结构对粉煤灰进行无害化处置和资源化积存，具体包括以下的步骤：s1对堆存场地的基地进行平整，并由下至上依次铺设黏土层和防渗层；所述黏土层采用强力夯实法处理3遍，厚度≥0.2m；所述防渗层厚度≥0.1m；
s2堆存区域进行条带状划分，各区域间用自然地形或挡灰坝和厚度为2.5-3.5m的分隔堤进行有效隔断；s3对粉煤灰进行化学成分分析，并将其粉煤灰按照氧化铝含量≤35%、氧化铝含量35-40%、氧化铝含量40-45%、氧化铝含量≥45%的区间对应堆存至步骤s2中划分的区域中进行堆存；s4堆存完成后区域表面铺设覆盖层，所述覆盖层为厚度1-1.5m的地质聚合物层；所述防渗层、挡灰坝、分隔堤和覆盖层均分别采用地质聚合物材料制备成，所述地质聚合物由粉煤灰与碱性激发剂制成，所述碱性激发剂与粉煤灰质量比为1:5~1:8。
9.进一步的，还包括步骤s5对表面进行夯实平整处理，平整后表面误差在
±
20mm，对堆存表面进行处理并建设光伏发电装置。
10.进一步的，所述地质聚合物层由包括碱激发剂与粉煤灰，所述碱激发剂与粉煤灰的质量比控制为1:6。
11.进一步的，所述碱激发剂为含碱的工业固废，所述工业固废为赤泥和硅钙渣中的任意一种或两种。
12.进一步的，所述地质聚合物通过自然养护制备得到。
13.进一步的，所述黏土层中黏土的氧化铝和氧化硅的质量分数之和≥60%。
14.进一步的，所述黏土层经过步骤s1夯实后压实度≥95%。
15.基于上述技术方案，本发明实施例至少可以产生如下技术效果：（1）本发明提供的一种对粉煤灰进行无害化处置和资源化积存的结构和方法，对粉煤灰的处理工艺简单可行，对火力发电厂固废粉煤灰按照氧化铝含量进行分类和可靠堆存，所用场地表面有效改善，同时光伏发电可以产生良好的经济效益和社会价值。粉煤灰分类堆存不但有助于我国铝土矿资源的可靠补充，有利于我国铝产业安全，而且堆场表面光伏发电的建设，充分利用现有土地资源，固碳的同时产生绿色能源，符合国家“双碳”政策，产生显著的环保和经济效益。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明专利实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明专利的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
17.图1是本发明实施例的结构示意图；图2是本发明实施例的a-a处剖视图；图3是本发明实施例俯视结构示意图。
18.图中：1、基地；2、黏土层；3、防渗层；4、挡灰坝；5、分隔堤；6、覆盖层；7、光伏发电装置。
具体实施方式
19.为使本发明专利的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明专利的技术方案进行详细的描述。本发明专利的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一
步说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明专利，并不用于限定本发明专利。
20.显然，所描述的实施例仅仅是本发明专利一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明专利所保护的范围。
21.本发明提供的一种对粉煤灰进行无害化处置和资源化积存的结构，包括由下至上依次设置于基地1上方的黏土层2、防渗层3、挡灰坝4和覆盖层6，所述挡灰坝4中还设有将挡灰坝4分割为不同存储空间的分隔堤5。
22.本发明提供的一种对粉煤灰进行无害化处置和资源化积存的方法，按照所述的结构对粉煤灰进行无害化处置和资源化积存，具体包括以下的步骤：s1对堆存场地的基地1进行平整，并由下至上依次铺设黏土层2和防渗层3；所述黏土层2采用强力夯实法处理3遍，厚度≥0.2m；所述防渗层3厚度≥0.1m；s2堆存区域进行条带状划分，各区域间用自然地形或挡灰坝4和厚度为2.5-3.5m的分隔堤5进行有效隔断；s3对粉煤灰进行化学成分分析，并将其粉煤灰按照氧化铝含量≤35%、氧化铝含量35-40%、氧化铝含量40-45%、氧化铝含量≥45%的区间对应堆存至步骤s2中划分的区域中进行堆存；s4堆存完成后区域表面铺设覆盖层6，所述覆盖层6为厚度1-1.5m的地质聚合物层；所述防渗层3、挡灰坝4、分隔堤5和覆盖层6均分别采用地质聚合物材料制备成，所述地质聚合物由粉煤灰与碱性激发剂制成，所述碱性激发剂与粉煤灰质量比为1:5~1:8。
23.作为可选的实施方式，还包括步骤s5对表面进行夯实平整处理，平整后表面误差在
±
20mm，并建设光伏发电装置7。
24.作为可选的实施方式，所述地质聚合物层由包括碱激发剂与粉煤灰，所述碱激发剂与粉煤灰的质量比控制为1:5-1:8之间。
25.作为可选的实施方式，所述碱激发剂为含碱的工业固废，所述工业固废为赤泥和硅钙渣中的任意一种或两种。
26.作为可选的实施方式，所述地质聚合物通过自然养护制备得到。
27.作为可选的实施方式，所述黏土层2中黏土的常温耐压强度≥40mpa。
28.作为可选的实施方式，所述黏土层2经过步骤s1夯实后压实度≥95%。
29.本发明提供的方法工艺简单可行，对火力发电厂固废粉煤灰按照氧化铝含量进行分类和可靠堆存，所用场地表面有效改善，同时光伏发电可以产生良好的经济效益和社会价值。粉煤灰分类堆存不但有助于我国铝土矿资源的可靠补充，有利于我国铝产业安全，而且堆场表面光伏发电的建设，充分利用现有土地资源，固碳的同时产生绿色能源，符合国家“双碳”政策，产生显著的环保和经济效益。对粉煤灰进行无害化堆存的方法，针对内蒙古中西部地区燃煤电厂粉煤灰产量大、氧化铝含量高的实际情况，为保护资源和环境，急需对粉煤灰进行无害化处置和资源化积存。
30.实施例1如图1-3所示，
本发明提供的一种对粉煤灰进行无害化处置和资源化积存的结构和方法，包括以下的步骤：s1对堆存场地的基地1进行平整，并由下至上依次铺设黏土层2和防渗层3；所述黏土层2采用强力夯实法处理3遍，厚度0.5m；所述防渗层3厚度0.3m，所述黏土层2中黏土的常温耐压强度≥40mpa，黏土层2经过步骤s1夯实后压实度≥95%；s2堆存区域进行条带状划分，各区域间用挡灰坝4和厚度为3m的分隔堤5进行有效隔断；s3对粉煤灰进行化学成分分析，并将其粉煤灰按照氧化铝含量≤35%、氧化铝含量35-40%、氧化铝含量40-45%、氧化铝含量≥45%的区间对应堆存至步骤s2中划分的区域中进行堆存；s4堆存完成后区域表面铺设覆盖层6，所述覆盖层6为厚度12cm的地质聚合物层，所述防渗层3、挡灰坝4、分隔堤5和覆盖层6均分别采用地质聚合物材料制备成，所述地质聚合物层由包括碱激发剂与粉煤灰，所述碱激发剂与粉煤灰的质量比控制为1:6之间，碱激发剂为含碱的工业固废，所述工业固废为赤泥和硅钙渣中的任意一种或两种，所述地质聚合物通过自然养护制备得到；s5对表面进行夯实平整处理，平整后表面误差在
±
20mm，并建设光伏发电装置7。
31.实施例2本发明提供的一种对粉煤灰进行无害化处置和资源化积存的结构和方法，包括以下的步骤：s1对堆存场地的基地1进行平整，并由下至上依次铺设黏土层2和防渗层3；所述黏土层2采用强力夯实法处理3遍，厚度0.2m；所述防渗层3厚度0.1m，所述黏土层2中黏土的常温耐压强度≥40mpa，黏土层2经过步骤s1夯实后压实度≥95%；s2堆存区域进行条带状划分，各区域间用挡灰坝4和厚度为2.5m的分隔堤5进行有效隔断；s3对粉煤灰进行化学成分分析，并将其粉煤灰按照氧化铝含量≤35%、氧化铝含量35-40%、氧化铝含量40-45%、氧化铝含量≥45%的区间对应堆存至步骤s2中划分的区域中进行堆存；s4堆存完成后区域表面铺设覆盖层6，所述覆盖层6为厚度1m的地质聚合物层，所述防渗层3、挡灰坝4、分隔堤5和覆盖层6均分别采用地质聚合物材料制备成，所述地质聚合物层由包括碱激发剂与粉煤灰，所述碱激发剂与粉煤灰的质量比控制为1:之间，碱激发剂为含碱的工业固废，所述工业固废为赤泥和硅钙渣中的任意一种或两种，所述地质聚合物通过自然养护制备得到；s5对表面进行夯实平整处理，平整后表面误差在
±
20mm，并建设光伏发电装置7。
32.实施例3本发明提供的一种对粉煤灰进行无害化处置和资源化积存的结构和方法，包括以下的步骤：s1对堆存场地的基地1进行平整，并由下至上依次铺设黏土层2和防渗层3；所述黏土层2采用强力夯实法处理3遍，厚度0.8m；所述防渗层3厚度≥0.5m，所述黏土层2中黏土的常温耐压强度≥40mpa，黏土层2经过步骤s1夯实后压实度≥95%；
s2堆存区域进行条带状划分，各区域间用挡灰坝4和厚度为3.5m的分隔堤5进行有效隔断；s3对粉煤灰进行化学成分分析，并将其粉煤灰按照氧化铝含量≤35%、氧化铝含量35-40%、氧化铝含量40-45%、氧化铝含量≥45%的区间对应堆存至步骤s2中划分的区域中进行堆存；s4堆存完成后区域表面铺设覆盖层6，所述覆盖层6为厚度1.5m的地质聚合物层，所述防渗层3、挡灰坝4、分隔堤5和覆盖层6均分别采用地质聚合物材料制备成，所述地质聚合物层由包括碱激发剂与粉煤灰，所述碱激发剂与粉煤灰的质量比控制为1:8之间，碱激发剂为含碱的工业固废，所述工业固废为赤泥和硅钙渣中的任意一种或两种，所述地质聚合物通过自然养护制备得到；s5对表面进行夯实平整处理，平整后表面误差在
±
20mm，并建设光伏发电装置7。
33.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。