高岭土深加工废渣的处置方法

834 编辑：中冶有色技术网来源：广东省科学院生态环境与土壤研究所

2023-12-07 14:07:57

权利要求书： 1.一种高岭土深加工废渣的处置方法，其特征在于，包括以下步骤：将高岭土废渣构建第一层；

将高岭土废渣进行颗粒化处理，得到颗粒废渣，将颗粒废渣构建第二层；

通过机械造粒将高岭土废渣进行造粒，得到造粒废渣，对造粒废渣添加有机无机复合肥料，构建第三层，作为植物种植层；

将第二层铺设在第一层上，将第三层铺设在第二层上，构建高岭土废渣堆置的立体土层。

2.根据权利要求1所述的一种高岭土深加工废渣的处置方法，其特征在于，所述将高岭土废渣构建第一层，具体为：将新鲜的未经处理的高岭土废渣堆放平整处理，构建厚度小于

20m的底土层，即第一层。

3.根据权利要求1所述的一种高岭土深加工废渣的处置方法，其特征在于，所述将高岭土废渣进行脱水干燥处理，再进行碾压破碎处理，得到颗粒废渣，将颗粒废渣构建第二层，具体为：对高岭土废渣进行脱水干燥处理，脱水干燥后进行机械碾压破碎，得到颗粒废渣，将颗粒废渣铺设在第一层上平整压实，浇水湿透，构建中间层，即第二层。

4.根据权利要求3所述的一种高岭土深加工废渣的处置方法，其特征在于，所述颗粒废渣最大粒度直径小于K。

5.根据权利要求4所述的一种高岭土深加工废渣的处置方法，其特征在于，所述K为

5cm。

6.根据权利要求3所述的一种高岭土深加工废渣的处置方法，其特征在于，所述将颗粒废渣铺设在第一层上平整压实，具体为在第一层上铺设L厚度的颗粒废渣。

7.根据权利要求6所述的一种高岭土深加工废渣的处置方法，其特征在于，所述L大于

30cm。

8.根据权利要求1所述的一种高岭土深加工废渣的处置方法，其特征在于，所述通过机械造粒将高岭土废渣进行造粒，得到造粒废渣，对造粒废渣添加有机肥，构建第三层，如下所示：

第一步：进行机械造粒使高岭土废渣颗粒粒度达到耕作熟化土水平；

具体步骤为：

通过收缩试验测定高岭土废渣缩限对应质量含水率为30％；

通过干燥方式将对新鲜高岭土废渣进行干燥处理，使高岭土废渣的质量含水率降低到

30％以下；

通过湿筛法测定矿区附近耕种熟化表层土壤团聚体粒度分布状况和粒度参数；

使用电动粉碎机对风干高岭土废渣土块进行机械造粒，控制造粒后废渣最大粒度小于

5mm；

第二步：测定土体有机质、全氮、全磷、全钾和碱解氮、速效磷和速效钾含量；参考全国土壤养分含量分级标准表，根据高岭土废渣自身养分状况和种植植物养分需求，向机械造粒后高岭土废渣中添加有机无机复合肥料,所述有机无机复合肥料包括有机复合肥、农家肥、植物秸秆、化肥以及其任意组合；使土体养分含量达到三级以上等级水平，得到第三层。

9.根据权利要求8所述的一种高岭土深加工废渣的处置方法，其特征在于，所述使土体养分含量达到三级以上等级水平，具体为：有机质>20.0g/kg，全氮>1.0g/kg，碱解氮>90mg/kg，全磷>1.0g/kg，速效磷>10.0mg/kg，全钾>10g/kg，速效钾>100mg/kg。

10.根据权利要求8所述的一种高岭土深加工废渣的处置方法，其特征在于，所述第三层厚度为20～50cm。

说明书：一种高岭土深加工废渣的处置方法技术领域[0001] 本发明涉及土壤改良技术和废物资源化利用的研究领域，特别涉及一种高岭土深加工废渣的处置方法。

背景技术[0002] 高岭土深加工过程中通过中和回调法处理高岭土选矿酸性水会产生大量高岭土废渣。废渣的直接堆放不仅将占用宝贵的农林用地资源，而且也给人类生活环境带来危害，

破坏生态平衡，同时增加企业运行成本。未经防护的堆积的废渣会产生水土流失等及环境

问题。高岭土废渣呈大块状(直径>10cm,厚度3cm)，弱碱性，以黏粒为主(78％)，黏土矿物主

要为高岭石，废渣土壤性质恶劣，结构紧实坚硬，有效孔隙少，通透性差，养分缺乏，耕性较

差，保水保肥能力差，不适宜直接开展农业种植和绿化等活动。因此，急需对高岭土废渣进

行改良封存，实现安全处置和资源化利用。减少土地资源浪费、降低废渣危害、优化矿山环

境。

[0003] 目前针对该类固体废弃物处理方法较少，当前固体废弃物的土地处置方法最常用的是土地填埋的方式，但由于现存和潜在的环境与场地问题，这并不是最为理想的方式，而

且表层种植绿化需要大量外运肥沃的土壤，工作量大、施工繁琐、操作复杂、成本较高。

发明内容[0004] 本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种高岭土深加工废渣的处置方法，实现高岭土深加工废渣的快速安全处置或绿化种植，参考土壤剖面结构分异

特征，同时考虑肥力、水分等因子，通过废渣的改良，构建适宜植物生长的土层结构，同时降

低废渣的处置成本。

[0005] 本发明的目的通过以下的技术方案实现：[0006] 一种高岭土深加工废渣的处置方法，包括以下步骤：[0007] 将新鲜的未经处理的高岭土废渣构建第一层；[0008] 将高岭土废渣进行颗粒化处理，得到颗粒废渣，将颗粒废渣构建第二层；[0009] 通过机械造粒将高岭土废渣进行造粒，得到造粒废渣，对造粒废渣添加有机肥或其它肥料，构建第三层；

[0010] 将第二层铺设在第一层上，将第三层铺设在第二层上，构建适宜植物生长的高岭土处置的立体土层。

[0011] 进一步地，所述构建第一层，具体为：将高岭土废渣堆放平整处理，构建底土层，即第一层，厚度小于20m。

[0012] 进一步地，所述将高岭土废渣进行脱水干燥处理，再进行碾压破碎处理，得到颗粒废渣，将颗粒废渣构建第二层，具体为：对高岭土废渣进行脱水干燥处理，脱水干燥后进行

机械碾压破碎，得到颗粒废渣，将颗粒废渣铺设在第一层上平整压实，浇水湿透，构建第中

间层，即第二层。

[0013] 进一步地，所述颗粒废渣最大粒度直径小于K。[0014] 进一步地，所述K为5cm。[0015] 进一步地，所述将颗粒废渣铺设在第一层上平整压实，具体为在第一层上铺设L厚度的颗粒废渣。

[0016] 进一步地，所述L大于30cm。[0017] 进一步地，所述通过机械造粒将高岭土废渣进行造粒，得到造粒废渣，对造粒废渣添加有机无机复合肥料(具体包括有机复合肥、农家肥、植物秸秆、化肥以及其任意组合)，

构建第三层，如下所示：

[0018] 第一步：进行机械造粒使高岭土废渣颗粒粒度达到耕作熟化土水平；[0019] 具体步骤为：[0020] 通过收缩试验测定高岭土废渣缩限对应质量含水率为30％；[0021] 通过干燥方式将对新鲜高岭土废渣进行脱水干燥处理，使高岭土废渣的质量含水率降低到30％以下；所述干燥方式包括自然晾晒方式或设备烘干手段；

[0022] 通过湿筛法测定矿区附近耕种熟化表层土壤团聚体粒度分布状况和粒度参数；[0023] 使用电动粉碎机对风干高岭土废渣土块进行机械造粒，控制造粒后废渣最大粒度小于5mm；

[0024] 第二步：测定土体有机质、全氮、全磷、全钾和碱解氮、速效磷和速效钾含量；参考全国土壤养分含量分级标准表，根据高岭土废渣自身养分状况和种植植物养分需求，向机

械造粒后高岭土废渣细颗粒中添加有机无机复合肥料(具体包括有机复合肥、农家肥、植物

秸秆、化肥以及其任意组合)，使土体养分含量达到三级以上等级水平，得到第三层。

[0025] 进一步地，所述使土体养分含量达到三级以上等级水平，具体为：有机质>20.0g/kg，全氮>1.0g/kg，碱解氮>90mg/kg，全磷>1.0g/kg，速效磷>10.0mg/kg，全钾>10g/kg，速效

钾>100mg/kg。

[0026] 进一步地，所述第三层厚度为20～50cm。[0027] 本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：[0028] 1、本发明通过机械造粒、改善了废渣的物理结构，提高了废渣的保水能力和耕作特性，添加有机无机复合肥料(具体包括有机复合肥、农家肥、植物秸秆、化肥以及其任意组

合)，提高了养分水平，使其能够满足植物生长需求，达到了种植土水平，即实现工业废物的

资源化利用，可以作为种植土进行出售，创造为高岭土加工企业创造经济价值，同时经改良

高岭土废渣可以作为客土用于开采矿山的绿化用土，降低矿山复绿成本，该方法具有较好

的经济价值。

[0029] 2、本发明构建“底土层?中间层?种植层”，由于底土层厚度没有限制，因此构建该层次结构，可以显著提高了高岭土废渣的处置容量和效率，避免了废渣的直接堆放造成宝

贵的农林用地资源的浪费，以及给人类生活带来环境危害，由于实现了固体废弃物的“资源

化、无害化”的综合利用，降低了经济成本，该发明具有较好的社会效益。

[0030] 3、本发明有效解决了高岭土深加工过程工业废弃物的处理问题，通过土层构建，培肥矿渣，提高了工业废渣的利用途径。

[0031] 4、本发明高岭土废渣的处置方法，能够降低成本，增强废渣资源化利用。相比传统的填埋处置，该方法环保、高效、成本低，技术实用，具有广泛的应用价值。

附图说明[0032] 图1是本发明所述一种高岭土深加工废渣的处置方法的流程图；[0033] 图2是本发明所述实施例中高岭土废渣机械造粒和矿区种植表层土壤粒径分布状况示意图；

[0034] 图3是本发明所述实施例中高岭土废渣堆置层次结构示意图。[0035] 图4是本发明所述实施例中幼苗期植物生长高度曲线图。具体实施方式[0036] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

[0037] 实施例：[0038] 一种高岭土深加工废渣的处置方法，如图1所示，包括以下步骤：[0039] 将高岭土废渣构建第一层；即底土层，模拟自然土壤母质层，该层次具有结构非常紧实、透水透气性差的特点。选用未处理新鲜废渣，不需要进行其它处理直接堆放平整即

可，厚度为0～20m，可以显著提高了高岭土废渣的处置容量和效率，避免了废渣的直接堆放

造成宝贵的农林用地资源的浪费，这里选为厚度0.5m。

[0040] 将高岭土废渣进行颗粒化处理，得到颗粒废渣，将颗粒废渣构建第二层，即中间层；具体为：对部分新鲜废渣进行脱水干燥处理，质量含水率30％，进行简单的机械碾压破

碎，使废渣最大粒度直径控制到5cm以下，在底土层上部铺设30cm厚度处理后废渣，平整压

实，容重控制为0.7g/cm3左右，浇水湿透。

[0041] 通过机械造粒将高岭土废渣进行造粒，得到造粒废渣，对造粒废渣添加有机肥，构建第三层，即表土层；对部分新鲜废渣进行脱水干燥处理，质量含水率低于30％，根据周边

表层肥沃种植土有效粒度分布特征，如图2所示，将风干高岭土废渣经机械粉碎成最大粒度

<5mm的细颗粒，根据废渣有机碳、氮、磷、钾含量水平，按质量比1‰添加有机复合肥(有机质

>45％,N+P2O5+K2O>5％)，两者混合均匀后在(2)中间层上部铺设0cm厚度细颗粒渣土，简单

压实即可。播种植物前，将用水将表层废渣土体浇水湿透。

[0042] 具体为：首先进行机械造粒使高岭土废渣颗粒粒度达到耕作熟化土水平。具体步骤为：通过收缩试验测定高岭土废渣缩限对应质量含水率为30％。通过自然晾晒方式将对

新鲜高岭土废渣进行风干处理，使高岭土废渣的质量含水率降低到30％以下。通过湿筛法

测定矿区附近耕种熟化表层土壤团聚体粒度分布状况如图3所示和粒度参数(D10＝0.10mm，

D50＝1.5mm，D90＝5.0mm和不均匀系数Cu＝25)，使用电动粉碎机对风干高岭土废渣土块进行

机械造粒，控制造粒后废渣最大粒度小于5mm，如图3所示，机械造粒后废渣团聚体粒径分布

见图3，粒径参数为D10＝0.12mm，D50＝1.1mm，D90＝3.8mm和不均匀系数Cu＝20。

[0043] 测定非膨胀紧实土体有机质、全氮、全磷(P2O5)、全钾(K2O)和碱解氮、速效磷(P2O5)和速效钾(K2O)含量。参考全国土壤养分含量分级标准表，根据非膨胀土紧实土体养分状况

和种植植物养分需求，向机械造粒后非膨胀土体细颗粒中添加有机复合肥或化肥，使土体

养分含量达到三级以上等级水平(即有机质>20.0g/kg,全氮>1.0g/kg,碱解氮>90mg/kg,全

磷(P2O5)>1.0g/kg,速效磷(P2O5)>10.0mg/kg,全钾(K2O)>10g/kg，速效钾(K2O)>100mg/

kg)。根据废渣有机碳、氮、磷、钾含量水平，参考全国按质量比1‰添加有机复合肥(或其它

商品肥料)，两者混合均匀后在中间层上部铺设30cm厚度细颗粒渣土，简单压实即可。播种

植物前，将用水将表层废渣土体浇水湿透。

[0044] 将第二层铺设在第一层上，将第三层铺设在第二层上，构建植物种植层。[0045] (二)植物选择与种植[0046] (1)植物选择。综合考虑改良后废渣性质、气候条件、复绿效果、播种季节等因素，选择田菁、木豆、黄花槐、象草、香根草、胡枝子、狗牙根等耐旱、耐贫瘠、适应性强、速生植物

作为绿化植物。

[0047] (2)植物播种和管理。[0048] 植物播种量：田菁：5～6斤/亩(春夏秋)；木豆：5～6斤/亩(春夏秋)；香根草：10斤/亩(四季)；胡枝子：10～15斤/亩(四季)；黄花槐：10～15斤/亩(四季)；狗牙根：20～25斤/

亩；象草；25斤/亩。；

[0049] 播种方式：将表土层湿透后，撒播植物种植，覆盖1cm机械粉碎后的细颗粒废渣(<5mm)，然后进行薄膜覆盖保湿。

[0050] 苗期管理：根据天气情况，对幼苗期植物进行浇水保湿。一个月后停水植物可以正常生长，如图4所示。

[0051] 经过8个月的连续观察，植物长势良好，表明高岭土废渣经过机械造粒改良后可以较好地满足植物生长要求，同时该方法高效地实现了工业废渣的资源化利用，降低了企业

运行成本。

[0052] 上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，

均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。