本發明涉及固廢處理，特別涉及一種固廢基防滲材料及其制備方法與應用。

背景技術：

1、碳酸鋰是新能源電池的主要原料，平均每生產1噸碳酸鋰要產生30t-50t鋰渣，鋰渣的綜合利用迫在眉睫。鋰渣中含有多種重金屬和有害物質，重點防止的重金屬浸出是鈹be、鉈tl，若處理不當，會對環境造成嚴重污染。因此，鋰渣堆場需要有效的防滲措施，以防止有害物質滲入土壤和地下水。

2、防滲墊層是防止有害物質遷移的關鍵屏障，傳統的防滲材料可能存在成本高、耐久性差等問題，而利用固廢基混凝土作為防滲墊層，可以提高其耐久性和穩定性，同時實現固廢的資源化利用；但是，目前利用固廢基混凝土防止堆場的重金屬滲流的效果有待進一步提高。

3、因此，有必要提供一種對鋰渣堆場的重金屬防滲效果好的方案。

技術實現思路

1、針對現有技術中的缺陷，本發明提出了一種固廢基防滲材料及其制備方法與應用，用以解決如何提高固廢基膠凝材料的重金屬防滲效果的問題。

2、為解決上述技術問題，本申請提供以下技術方案：

3、第一方面，本申請提供一種固廢基防滲材料，包括質量份數如下的組分：40-45份煤矸石、20-30份高爐礦渣、20-25份鋰渣、10-20份堿渣、5-10份改性劑。

4、優選的，改性劑包括質量比為1:(1-2)的聚合硫酸鐵與納米二氧化硅的混合物。

5、優選的，煤矸石的粒徑為0.18-0.25mm，高爐礦渣的粒徑為10-75μm，堿渣的粒徑為0.15-0.25mm，鋰渣的粒徑為37-74μm。

6、優選的，高爐礦渣中，鈣與硅的摩爾比≤0.6，鋁與硅的摩爾比≥0.15，鈣與硅鋁之和的摩爾比≤1.3。

7、第二方面，本申請提供一種固廢基防滲材料的制備方法，包括以下步驟：按質量份將經球磨并烘干后的煤矸石、鋰渣、堿渣、高爐礦渣進行混合，而后加入水，加熱攪拌，得到混合物；在混合物中加入改性劑，進行改性反應，即得固廢基防滲材料。

8、優選的，加熱攪拌過程包括一段加熱反應及二段加熱反應；一段加熱反應的終溫為60-70℃，時長為18-30h，升溫速率為1-2℃/h；二段加熱反應的終溫為90-100℃，時長為6-12h，升溫速率為4-5℃/h。

9、優選的，加熱攪拌的ph值為10-12。

10、優選的，改性反應的ph值為5-7。

11、第三方面，本申請提供一種固廢基防滲材料作為地質聚合物中的應用。

12、優選的，其應用方法包括，將固廢基防滲材料、水滑石、壓電催化劑混合后填埋。

13、綜上，與現有技術相比，本發明達到了以下技術效果：本發明提供的方案對鋰渣堆場的重金屬的防滲效果好，能降低對周邊和地下水環境的影響。

技術特征：

1.一種固廢基防滲材料，其特征在于，包括質量份數如下的組分：40-45份煤矸石、20-30份高爐礦渣、20-25份鋰渣、10-20份堿渣、5-10份改性劑。

2.根據權利要求1所述的固廢基防滲材料，其特征在于，所述改性劑包括質量比為1:(1-2)的聚合硫酸鐵與納米二氧化硅的混合物。

3.根據權利要求1所述的固廢基防滲材料，其特征在于，所述煤矸石的粒徑為0.18-0.25mm，所述高爐礦渣的粒徑為10-75μm，所述堿渣的粒徑為0.15-0.25mm，所述鋰渣的粒徑為37-74μm。

4.根據權利要求1所述的固廢基防滲材料，其特征在于，所述高爐礦渣中，鈣與硅的摩爾比≤0.6，鋁與硅的摩爾比≥0.15，所述鈣與硅鋁之和的摩爾比≤1.3。

5.一種如權利要求1-4任一項所述的固廢基防滲材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述加熱攪拌過程包括一段加熱反應及二段加熱反應；所述一段加熱反應的終溫為60-70℃，時長為18-30h，升溫速率為1-2℃/h；所述二段加熱反應的終溫為90-100℃，時長為6-12h，升溫速率為4-5℃/h。

7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述加熱攪拌的ph值為10-12。

8.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述改性反應的ph值為5-7。

9.一種如權利要求1-4任一項所述的固廢基防滲材料作為地質聚合物中的應用。

10.根據權利要求9所述的應用，其特征在于，其應用方法包括，將固廢基防滲材料、水滑石、壓電催化劑混合后填埋。

技術總結
本申請公開了一種固廢基防滲材料及其制備方法與應用，固廢基防滲材料包括質量份數如下的組分：40?45份煤矸石、20?30份高爐礦渣、20?25份鋰渣、10?20份堿渣、5?10份改性劑；本發明通過各組分的配合及改性，對鋰渣堆場的重金屬滲濾的防滲效果好、耐久性好，有利于降低對周邊和地下水環境的影響。

技術研發人員：張作泰,鄭龐坤,吳昊,李舟,顏楓,許繼云
受保護的技術使用者：貴州深碳科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24