一種釩礦廢石堆場(chǎng)的生態(tài)恢復(fù)基質(zhì)及其制備方法和應(yīng)用
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種釩礦廢石堆場(chǎng)的生態(tài)恢復(fù)基質(zhì)，所述生態(tài)恢復(fù)基質(zhì)包括堆場(chǎng)廢石粉碎物0?100重量份和土壤0?100重量份，以及占堆場(chǎng)廢石粉碎物和土壤總質(zhì)量1.75?5.25％的基質(zhì)添加物，其中，1.75?5.25％的基質(zhì)添加物分別為：農(nóng)業(yè)廢棄物0.5?1.5％、蛭石0.5?1.5％、生物有機(jī)肥0.5?1.5％、保水劑0.25?0.75％；按質(zhì)量百分比計(jì)，農(nóng)業(yè)廢棄物中含稻殼炭20?80％和鋸木渣20?80％；本發(fā)明通過(guò)生態(tài)恢復(fù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)釩礦廢石堆場(chǎng)的快速生態(tài)恢復(fù)，從而達(dá)到治理廢石堆場(chǎng)對(duì)周邊土壤的環(huán)境污染，改善周邊居民的居住和生活環(huán)境。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
-種飢礦廢石堆場(chǎng)的生態(tài)恢復(fù)基質(zhì)及其制備方法和應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及金屬礦山廢棄地的生態(tài)修復(fù)及周邊地區(qū)污染場(chǎng)地修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體 地，本發(fā)明設(shè)及一種饑礦廢石堆場(chǎng)的生態(tài)恢復(fù)基質(zhì)及其制備方法和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)的饑資源比較豐富，大多數(shù)是W "石煤型"的形式存在，主要分布在河北、四 川、湖南、湖北、廣西等省。饑礦由于常與放射性礦產(chǎn)資源相伴生，品位較低。饑礦采掘過(guò)程 會(huì)造成地表嚴(yán)重破壞，在雨季地表徑流發(fā)育時(shí)，造成水±流失，形成潰災(zāi)；旱季地表水下滲， 導(dǎo)致河流斷流，嚴(yán)重影響礦區(qū)附近村莊的農(nóng)業(yè)灌概和居民的生活用水，礦區(qū)及周邊地區(qū)重 金屬污染嚴(yán)重。同時(shí)，礦山開(kāi)采中的福射環(huán)境影響也不容忽視。
[0003] 石煤饑礦埋儲(chǔ)量在億噸W上，采用地下開(kāi)采，品位低于0.7 %的石煤饑礦作為桿石 堆存在桿石場(chǎng)。大多數(shù)桿石場(chǎng)及廢石堆場(chǎng)堆放不規(guī)范，同時(shí)廢棄的廢石營(yíng)養(yǎng)成分差，水±流 失嚴(yán)重，極易由雨水產(chǎn)生淋濾水，淋濾水呈酸性，含饑、神、鉛、鋒等重金屬，進(jìn)入水體后隨山 區(qū)徑流進(jìn)入當(dāng)?shù)睾恿骷八畮?kù)。具有蓄積性和累積性的重金屬嚴(yán)重影響飲用水源及其水質(zhì)。
[0004] 針對(duì)饑礦采選、加工過(guò)程帶來(lái)的特征重金屬污染及廢石堆場(chǎng)立地條件差等問(wèn)題， 本著"源頭控制、過(guò)程阻控、末端治理、生態(tài)修復(fù)和污染負(fù)荷分配相結(jié)合"的原則，W重金屬 污染治理為目標(biāo)，進(jìn)行重金屬污染場(chǎng)地及廢石堆場(chǎng)的污染控制與修復(fù)，做到能夠改善生態(tài) 環(huán)境和周邊居民生活質(zhì)量，也是環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于，提供一種饑礦廢石堆場(chǎng)的生態(tài)恢復(fù)基質(zhì)，該基質(zhì)能夠應(yīng)用于 各類(lèi)地區(qū)的有色金屬礦山廢石堆場(chǎng)的生態(tài)恢復(fù)，可W處理不同金屬礦山采、選、冶類(lèi)型和不 同重金屬污染場(chǎng)地的污染±壤，達(dá)到恢復(fù)原有植被的效果。
[0006] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過(guò)W下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
[0007] -種饑礦廢石堆場(chǎng)的生態(tài)恢復(fù)基質(zhì)，所述生態(tài)恢復(fù)基質(zhì)包括堆場(chǎng)廢石粉碎物0- 100重量份和±壤〇-1〇〇重量份，W及占堆場(chǎng)廢石粉碎物和±壤總質(zhì)量1.75-5.25%的基質(zhì) 添加物，其中1.75-5.25%的基質(zhì)添加物分別為:農(nóng)業(yè)廢棄物0.5-1.5%、賠石0.5-1.5%、生 物有機(jī)肥0.5-1.5 %、保水劑0.25-0.75 % ;
[000引按質(zhì)量百分比計(jì)，農(nóng)業(yè)廢棄物中含稻殼炭20-80%和銀木渣20-80% ;
[0009] 所述稻殼炭為稻殼在100-300°C下熱解所得，粒徑小于Icm;
[0010] 所述銀木渣粒徑小于Imm;
[0011] 所述賠石為娃酸鹽材料經(jīng)高溫加熱后形成的云母狀物質(zhì)，呈中性至堿性，每m3賠 石能吸收500-65化的水，粒徑
[0012] 所述生物有機(jī)肥為動(dòng)物糞便添加腐熟劑和水腐熟后的產(chǎn)物。
[0013] 優(yōu)選地，所述保水劑為聚丙締酸鹽。本領(lǐng)域技術(shù)人員還可W根據(jù)需要選擇其他保 水劑。
[0014]優(yōu)選地，所述動(dòng)物糞便為雞糞。
[0015]優(yōu)選地，當(dāng)種植黑麥草Lolium perenne L.時(shí)，所述生態(tài)恢復(fù)基質(zhì)包括堆場(chǎng)廢石粉 碎物60份和±壤40份，W及占堆場(chǎng)廢石粉碎物和±壤總質(zhì)量4.25%的基質(zhì)添加物;所述 4.25%的基質(zhì)添加物分別為:農(nóng)業(yè)廢棄物1 %、賠石1 %、生物有機(jī)肥1.5%、保水劑0.75%， 其中農(nóng)業(yè)廢棄物中含稻殼炭60 %、銀木渣40 %。
[0016] 本發(fā)明的另一個(gè)目的在于，還提供了一種饑礦廢石堆場(chǎng)的生態(tài)恢復(fù)基質(zhì)的制備方 法，所述方法包括W下步驟:按比例將堆場(chǎng)廢石粉碎物、上壤、農(nóng)業(yè)廢棄物、賠石、生物有機(jī) 肥和保水劑在常溫下混合均勻。
[0017] 本發(fā)明的再一個(gè)目的在于，提供一種饑礦廢石堆場(chǎng)的生態(tài)恢復(fù)基質(zhì)在南方濕潤(rùn)地 區(qū)金屬礦山廢石堆場(chǎng)形成的邊坡和平臺(tái)上種植植物W進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)中的應(yīng)用。
[001引優(yōu)選地，所述植物為黑麥草Loli皿perenne L.。
[0019] 本發(fā)明中，所述堆場(chǎng)廢石粉碎物粒徑0.25-2畑1，通過(guò)破碎設(shè)備粉碎至相應(yīng)粒徑。廢 石中Si化為主要成分，另含有41、〔曰少6、8曰、1(、￥等堿性金屬，^及較少的饑、吐、〔(1、43等重 金屬，并含有少量S，屬于一般工業(yè)固體廢物，具備產(chǎn)酸潛力，但產(chǎn)酸能力較弱，pH值為8左 右；
[0020] 本發(fā)明中，所述±壤取自周邊農(nóng)田表±，粒徑ImmW下，pH值為6,營(yíng)養(yǎng)成分較高。
[0021] 所述稻殼炭為稻殼炭化后的黑色材料，可增強(qiáng)吸熱作用，使地溫、水溫上升，促進(jìn) 植物生長(zhǎng)及減少凍害；質(zhì)松多孔性質(zhì)透氣良好，增加根部氧氣供應(yīng);可幫助植物吸附水份， 使植物葉片較厚且健全。肥分含量雖不多，但會(huì)促進(jìn)P、KXa、Mg等元素的有效性，尤WP、K溶 出量較多。吸附力大，有吸收毒素之作用，減少肥分流失及散發(fā)，在100-300°C下熱解所得， 粒徑小于Icm;
[0022] 所述銀木渣為家具加工廠加工材料后的廢棄物質(zhì)，可增加±壤孔隙，粒徑小于 1mm；
[0023] 所述賠石為娃酸鹽材料經(jīng)高溫加熱后形成的云母狀物質(zhì)，呈中性至堿性，每m3賠 石能吸收500-65化的水，具有較強(qiáng)的通氣性和保水性能，有效改善基質(zhì)的±壤結(jié)構(gòu)，同時(shí)保 持水分，粒徑1 -3mm;
[0024] 所述生物有機(jī)肥為動(dòng)物糞便添加腐熟劑和水腐熟并干燥后的產(chǎn)物，N、P、K營(yíng)養(yǎng)元 素豐富，能有效代替化肥，屬于有機(jī)肥料，已腐熟、可W充分提高±壤肥力、凈化生態(tài)環(huán)境， 有效利用資源。
[0025] 本發(fā)明用于廢石堆場(chǎng)邊坡和邊坡平臺(tái)進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)和±壤改良，盡可能多的改良 尾礦中的廢石，同時(shí)輔助添加一定的營(yíng)養(yǎng)成分改善廢石理化性質(zhì)，可W就地生產(chǎn)，減少?gòu)U石 堆存量，降低生態(tài)恢復(fù)成本，保護(hù)當(dāng)?shù)亍赖刭Y源，能夠應(yīng)用于南方濕潤(rùn)地區(qū)，雨量集中且較 大的金屬礦山的廢石堆場(chǎng)生態(tài)恢復(fù)的綠化基質(zhì)。
[0026] 本發(fā)明通過(guò)生態(tài)恢復(fù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)饑礦廢石堆場(chǎng)的快速生態(tài)恢復(fù)，從而達(dá)到治理廢石 堆場(chǎng)對(duì)周邊±壤的環(huán)境污染，改善周邊居民的居住和生活環(huán)境。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[002引實(shí)施例1:
[0029] 本發(fā)明針對(duì)饑礦廢石堆場(chǎng)，生態(tài)恢復(fù)基質(zhì)特征如下：所述堆場(chǎng)廢石粉碎物粒徑 0.25-2。111，廢石中51〇2為主要成分，另含有41、〔曰少6、8曰、1(、￥等堿性金屬，^及較少的口13、 CrXcUAs等重金屬，并含有少量S，屬于一般工業(yè)固體廢物，具備產(chǎn)酸潛力，但產(chǎn)酸能力較 弱，pH值為8左右;上壤取自周邊農(nóng)田表±，粒徑ImmW下，pH值為6，營(yíng)養(yǎng)成分較高。
[0030] 再將選取的農(nóng)業(yè)廢棄物(稻殼炭和銀木渣）、賠石、生物有機(jī)肥(雞糞)和保水劑按 比例配制。選取黑麥草為種植植物。各添加物特征如下：
[0031] 本發(fā)明所述稻殼炭為稻殼炭化后的黑色材料，可增強(qiáng)吸熱作用，使地溫、水溫上 升，促進(jìn)植物生長(zhǎng)及減少凍害；質(zhì)松多孔性質(zhì)透氣良好，增加根部氧氣供應(yīng);可幫助植物吸 附水份，使植物葉片較厚且健全。肥分含量雖不多，但會(huì)促進(jìn)P、KXa、Mg等元素的有效性，尤 WP、K溶出量較多。吸附力大，有吸收毒素之作用，減少肥分流失及散發(fā)，在100-300°C下熱 解所得，粒徑小于Icm;所述銀木渣為家具加工廠加工材料后的廢棄物質(zhì)，可增加±壤孔隙， 粒徑小于Imm;所述賠石為娃酸鹽材料經(jīng)高溫加熱后形成的云母狀物質(zhì)，呈中性至堿性，每 m3賠石能吸收500-65化的水，具有較強(qiáng)的通氣性和保水性能，有效改善基質(zhì)的±壤結(jié)構(gòu)，同 時(shí)保持水分，粒徑所述生物有機(jī)肥為(雞糞)添加腐熟劑和水腐熟后的產(chǎn)物，接近絕 干，N、P、K營(yíng)養(yǎng)元素豐富，能有效代替化肥，屬于有機(jī)肥料，已腐熟、可W充分提高±壤肥力、 凈化生態(tài)環(huán)境，有效利用資源;所述保水劑為聚丙締酸鹽。
[0032] 本發(fā)明生態(tài)恢復(fù)基質(zhì)的制備方法按照W下步驟進(jìn)行：
[0033] 先將生態(tài)恢復(fù)基質(zhì)的各組分按照比例在常溫下進(jìn)行混合配制。按照質(zhì)量比計(jì)算， 所述生態(tài)恢復(fù)基質(zhì)包括堆場(chǎng)廢石粉碎物0-100重量份和±壤〇-1〇〇重量份，W及占堆場(chǎng)廢石 粉碎物和±壤總質(zhì)量1.75-5.25%的基質(zhì)添加物，1.75-5.25%的基質(zhì)添加物分別為:農(nóng)業(yè) 廢棄物0.5-1.5 %、賠石0.5-1.5 %、生物有機(jī)肥0.5-1.5 %、保水劑0.25-0.75 % ;按質(zhì)量百 分比計(jì)，農(nóng)業(yè)廢棄物包括稻殼炭20-80 %和銀木渣20-80%，將上述原料在常溫下均勻混合 而成。
[0034] 生態(tài)恢復(fù)基質(zhì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)如下表1-1:
[0035] 表1-1生態(tài)恢復(fù)基質(zhì)試驗(yàn)設(shè)計(jì)分組
[0036]
[0037] 具體基質(zhì)添加物試驗(yàn)采用4因素3水平正交試驗(yàn)進(jìn)行分析。如下表1-2和表1-3:
[0038] 表1-2正交試驗(yàn)因素與水平表
[0039]
[i
[i
[0042] 試驗(yàn)結(jié)果如下：
[0043] W化g堆場(chǎng)廢石粉碎物和±壤為基礎(chǔ)，生態(tài)恢復(fù)基質(zhì)最優(yōu)組合為:堆場(chǎng)廢石粉碎物 1.化旨、±壤0.8kg、基質(zhì)添加物0.08化g，即堆場(chǎng)廢石粉碎物：±壤：基質(zhì)添加物=60 :40 : 4.25,對(duì)廢石的使用量達(dá)到最佳，±壤的使用量達(dá)到最少，從而對(duì)黑麥草生長(zhǎng)最有利，使黑 麥草生長(zhǎng)高度增加了 40%;
[0044] A、C為主要因素，最優(yōu)配方為A2B2C3化，即配比為農(nóng)業(yè)廢棄物20g(稻殼炭12g，銀木 渣Sg)，賠石20g，生物有機(jī)肥30g，保水劑5g，即農(nóng)業(yè)廢棄物1% (稻殼炭:銀木渣= 6:4)、賠石 1 %、生物有機(jī)肥1.5 %、保水劑0.75 %，對(duì)黑麥草生長(zhǎng)最有利，使黑麥草植被覆蓋度從30 % 提高到90 %。
[0045] 與目前的尾礦庫(kù)生態(tài)恢復(fù)方法及技術(shù)配方相比，本發(fā)明篩選的復(fù)合基質(zhì)配比，主 要是針對(duì)南方濕潤(rùn)地區(qū)的饑礦廢石堆場(chǎng)的生態(tài)恢復(fù)，提出適宜該地區(qū)的植物生長(zhǎng)的基質(zhì)配 方，降低生態(tài)恢復(fù)成本，減少污染±地，有效利用當(dāng)?shù)氐馁Y源進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)，降低當(dāng)?shù)亍廊?資源的使用率，大大改善了礦區(qū)的生態(tài)環(huán)境，減少了環(huán)境污染，降低綜合成本45%左右，提 高了經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。
[0046] 實(shí)施例2:
[0047] 選取湖北哪西平凡礦業(yè)指家溝饑礦廢石堆場(chǎng)進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)，廢石堆場(chǎng)生態(tài)恢復(fù)基 質(zhì)及植被組合應(yīng)用于湖北哪西平凡礦業(yè)指家溝饑礦廢石堆場(chǎng)邊坡及平臺(tái)。指家溝采場(chǎng)的廢 石場(chǎng)的分布均勻，且地勢(shì)較為平緩，適合大面積的植被恢復(fù)立地條件，植被恢復(fù)難度較小。 指家溝廢石堆場(chǎng)分布較為集中，區(qū)域面積約為10000m2。其堆存量大，污染嚴(yán)重，對(duì)周邊農(nóng)田 ±壤產(chǎn)生一定的重金屬污染，同時(shí)給周邊居民的生活環(huán)境帶來(lái)一定的影響。邊坡30-40°之 間，坡長(zhǎng)5-1 Om，平臺(tái)寬Im;累計(jì)施工面積1 OOOOm2，施工季節(jié)為3-6月。
[004引生態(tài)恢復(fù)基質(zhì)比例為:堆場(chǎng)廢石粉碎物:±壤:基質(zhì)添加物=60:40:4.25，采用的 基質(zhì)配比用量為每2kg堆場(chǎng)廢石粉碎物和±壤中添加農(nóng)業(yè)廢棄物20g(稻殼炭12g，銀木渣 Sg)、賠石20g、生物有機(jī)肥30g、保水劑5g，即農(nóng)業(yè)廢棄物1 % (稻殼炭：銀木渣= 6:4)、賠石 1 %、生物有機(jī)肥1.5 %、保水劑0.75 %，種植植物為黑麥草，采用撒播方式進(jìn)行種植，之后誘 水覆蓋養(yǎng)護(hù)。
[0049] 效果:施工3-5d發(fā)芽，半個(gè)月后基本成坪，出苗率95 % W上，覆蓋率達(dá)90 % W上，半 年后成活率仍可W達(dá)到90% W上?；|(zhì)層經(jīng)歷一年降雨及人工誘水養(yǎng)護(hù)，整體穩(wěn)定性良好， 降低生態(tài)恢復(fù)成本50 %左右，起到了良好了生態(tài)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
[0050] W上所述，僅為發(fā)明較好的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任 何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都 應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該W授權(quán)權(quán)利要求書(shū)的保護(hù) 范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種釩礦廢石堆場(chǎng)的生態(tài)恢復(fù)基質(zhì)，其特征在于，所述生態(tài)恢復(fù)基質(zhì)包括堆場(chǎng)廢石 粉碎物0-100重量份和土壤0-100重量份，以及占堆場(chǎng)廢石粉碎物和土壤總質(zhì)量1.75-5.25 %的基質(zhì)添加物，其中，1.75-5.25 %的基質(zhì)添加物分別為:農(nóng)業(yè)廢棄物0.5-1.5 %、蛭 石0·5-1 ·5%、生物有機(jī)肥0·5-1 ·5%、保水劑0·25-0.75% ; 按質(zhì)量百分比計(jì)，農(nóng)業(yè)廢棄物中含稻殼炭20-80 %和鋸木渣20-80 %; 所述稻殼炭為稻殼在100-300 °C下熱解所得，粒徑小于lcm; 所述鋸木渣粒徑小于1mm; 所述蛭石為硅酸鹽材料經(jīng)高溫加熱后形成的云母狀物質(zhì)，呈中性至堿性，每m3蛭石能吸 收500-650L的水，粒徑l-3mm; 所述生物有機(jī)肥為動(dòng)物糞便添加腐熟劑和水腐熟后的產(chǎn)物。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述釩礦廢石堆場(chǎng)的生態(tài)恢復(fù)基質(zhì)，其特征在于，所述保水劑為聚丙 烯酸鹽。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述釩礦廢石堆場(chǎng)的生態(tài)恢復(fù)基質(zhì)，其特征在于，所述動(dòng)物糞便為雞 糞。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述釩礦廢石堆場(chǎng)的生態(tài)恢復(fù)基質(zhì)，其特征在于，當(dāng)種植黑麥草 Lolium perenne L.時(shí)，所述生態(tài)恢復(fù)基質(zhì)包括堆場(chǎng)廢石粉碎物60份和土壤40份，以及占堆 場(chǎng)廢石粉碎物和土壤總質(zhì)量4.25%的基質(zhì)添加物;所述4.25 %的基質(zhì)添加物分別為:農(nóng)業(yè) 廢棄物1 %、蛭石1 %、生物有機(jī)肥1.5%、保水劑0.75%，其中農(nóng)業(yè)廢棄物中含稻殼炭60%、 鋸木渣40 %。5. 權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述釩礦廢石堆場(chǎng)的生態(tài)恢復(fù)基質(zhì)的制備方法，所述方法包括 以下步驟:按比例將堆場(chǎng)廢石粉碎物、土壤、農(nóng)業(yè)廢棄物、蛭石、生物有機(jī)肥和保水劑在常溫 下混合均勻。6. 權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述釩礦廢石堆場(chǎng)的生態(tài)恢復(fù)基質(zhì)在南方濕潤(rùn)地區(qū)金屬礦山廢 石堆場(chǎng)形成的邊坡和平臺(tái)上種植植物以進(jìn)行生態(tài)恢復(fù)中的應(yīng)用。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的應(yīng)用，其特征在于，所述植物為黑麥草Lolium perenne L.。
【文檔編號(hào)】C05G3/06GK106064980SQ201610363600
【公開(kāi)日】2016年11月2日
【申請(qǐng)日】2016年5月26日 公開(kāi)號(hào)201610363600.3, CN 106064980 A, CN 106064980A, CN 201610363600, CN-A-106064980, CN106064980 A, CN106064980A, CN201610363600, CN201610363600.3
【發(fā)明人】張望, 張華 , 周連碧, 趙志龍, 王瓊
【申請(qǐng)人】北京礦冶研究總院