用于金屬廢棄堆場生態(tài)修復的隔離毯的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及生態(tài)修復技術領域，尤其涉及用于金屬廢棄堆場生態(tài)修復的隔離毯，包括自下而上依次設置的低滲透層、導水層和生長基質層，生長基質層為復合輕質基質墊，包括兩層上下層疊設置的針刺短纖無紡布和設于兩層針刺短纖無紡布之間的輕質基質層；導水層包括三維土工網，用于疏導入滲水；低滲透層包括膨潤土防水墊，用于與堆場之間隔離和防滲。該隔離毯具有多層結構。在金屬礦山廢物堆場生態(tài)修復過程中，通過復合隔離毯的鋪設，同時結合植被工程的實施，可有效的減少雨水和其它地表徑流入滲量，從而最大化降低酸性廢水的產生及毒重金屬的釋出，使環(huán)境污染降低到最小值。
【專利說明】
用于金屬廢棄堆場生態(tài)修復的隔離禮
技術領域
[0001] 本發(fā)明設及生態(tài)修復技術領域，尤其設及用于金屬廢棄堆場生態(tài)修復的隔離毯。
【背景技術】
[0002] 金屬礦山中硫化物賦存于礦物中的比例很大，尤其是銅、鉛、鋒等金屬礦床，約相 當于各類礦物種類總量的75 %。我國金屬礦貧礦多、富礦少，多金屬礦多、單一礦種少，金屬 品位極低、礦物采剝比大，產生大量的固體廢棄物。固體廢棄物污染的范圍主要W大堆場為 中屯、通過地表徑流和滲濾液向下游及周邊擴散污染下游水體和±壤，在±壤中的含量和形 態(tài)分布特征受其廢棄物堆場中釋放率的影響，且隨距離的加大重金屬的含量逐漸降低。
[0003] 金屬礦固廢堆場表層多為碎石、渣±，結構松散，穩(wěn)定性差，難W蓄存±壤和水分， 植物無法生長，生態(tài)環(huán)境難W自然恢復。此外，受風化和降雨淋溶，固廢中的毒害物質極易 隨降水進入河流和地下水，造成大范圍環(huán)境污染和生態(tài)惡化。依據(jù)體廢棄物污染形成的原 理，因此，研發(fā)一種既具有較低滲透系數(shù)，又能起到較好的導水功能，同時營造良好的植物 生長基礎的隔離毯應用于金屬礦山廢物堆場生態(tài)修復領域就顯得尤為必要。

【發(fā)明內容】

[0004] (一)要解決的技術問題
[0005] 本發(fā)明要解決的技術問題是解決金屬礦固廢堆場造成環(huán)境污染和生態(tài)惡化的問 題。
[00(?](二)技術方案
[0007]為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種用于金屬廢棄堆場生態(tài)修復的隔離 毯，包括自下而上依次設置的低滲透層、導水層和生長基質層，所述生長基質層為復合輕質 基質墊，包括兩層上下層疊設置的針刺短纖無紡布和設于兩層所述針刺短纖無紡布之間的 輕質基質層;所述導水層包括=維±工網，用于疏導入滲水;所述低滲透層包括膨潤±防水 墊，用于與堆場之間隔離和防滲。
[000引其中，所述低滲透層、導水層和生長基質層采用縫合方式連接。
[0009] 其中，所述低滲透層的兩端分別向外延伸形成搭接區(qū)，用于將多塊所述隔離毯搭 接。
[0010] 其中，還包括施工吊帶，所述施工吊帶用于機械吊裝所述隔離毯。
[0011] 其中，還包括安全繩，用于將所述隔離毯固定鋪設。
[0012] 其中，所述膨潤±防水墊包括自下而上依次設置的PP編織布、粉狀鋼基膨潤±和 針刺短纖無紡布，所述PP編織布、粉狀鋼基膨潤±和針刺短纖無紡布采用針刺機固定連接。
[0013] 其中，所述粉狀鋼基膨潤±均勻鋪撒在PP編織布上，且所述PP編織布上的粉狀鋼 基膨潤±的質量密度為2000~4000g/m2,所述粉狀鋼基膨潤±的顆粒粒徑為200目。
[0014] 其中，所述輕質基質包括農作物賴桿、農作物果殼和木材加工廢棄物中的一種或 多種，且所述輕質基質均勻地鋪撒在下層的所述針刺短纖無紡布上。
[0015] 其中，所述輕質基質的質量密度為4000~8000g/m2。
[0016] (;巧益效果
[0017] 本發(fā)明的上述技術方案具有如下優(yōu)點:本發(fā)明提供了一種用于金屬廢棄堆場生態(tài) 修復的隔離毯，包括自下而上依次設置的低滲透層、導水層和生長基質層，生長基質層為復 合輕質基質墊，包括兩層上下層疊設置的針刺短纖無紡布和設于兩層針刺短纖無紡布之間 的輕質基質；導水層包括=維±工網，用于疏導入滲水;低滲透層包括膨潤±防水墊，用于 與堆場之間隔離和防滲。該隔離毯具有多層結構。在金屬礦山廢物堆場生態(tài)修復過程中，通 過復合隔離毯的鋪設，同時結合植被工程的實施，可有效的減少雨水和其它地表徑流入滲 量，從而最大化降低酸性廢水的產生及毒重金屬的釋出，使環(huán)境污染降低到最小值，將"源 頭控制"的理念引入到金屬礦山廢物堆場生態(tài)修復，從治本的角度解決堆場對環(huán)境的污染。
[0018] 除了上面所描述的本發(fā)明解決的技術問題、構成的技術方案的技術特征W及有運 些技術方案的技術特征所帶來的優(yōu)點之外，本發(fā)明的其他技術特征及運些技術特征帶來的 優(yōu)點，將結合附圖作出進一步說明。
【附圖說明】
[0019] 圖1是本發(fā)明實施例一提供的用于金屬廢棄堆場生態(tài)修復的隔離毯的剖視圖；
[0020] 圖2是本發(fā)明施例一提供的用于金屬廢棄堆場生態(tài)修復的隔離毯的俯視圖。
[0021] 圖中：2:輕質基質；3: ^維±工網；4:粉狀鋼基膨潤±; 5:PP編織布;6:搭接區(qū)；7: 安全繩;8:施工吊帶；101:針刺短纖無紡布;102:針刺短纖無紡布;103:針刺短纖無紡布。
【具體實施方式】
[0022] 為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例 中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是 本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人 員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0023] 在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語"安裝"、"相 連"、"連接"應做廣義理解，例如，可W是固定連接，也可W是可拆卸連接，或一體地連接;可 W是機械連接，也可W是電連接;可W是直接相連，也可W通過中間媒介間接相連，可W是 兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可W具體情況理解上述術語在本 發(fā)明中的具體含義。
[0024] 此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，"多個"、"多根"、"多組"的含義是兩個或 兩個W上，"若干個"、"若干根"、"若干組"的含義是一個或一個W上。
[00巧]實施例一
[0026]如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的一種用于金屬廢棄堆場生態(tài)修復的隔離毯，包括 自下而上依次設置的低滲透層、導水層和生長基質層，生長基質層包括兩層上下層疊設置 的針刺短纖無紡布101、針刺短纖無紡布102和設于針刺短纖無紡布101與針刺短纖無紡布 102之間的輕質基質2,輕質基質2由農作物賴桿、農作物果殼和木材加工廢棄物中的一種或 多種發(fā)酵而成，且輕質基質2均勻地鋪撒在下層的針刺短纖無紡布102上，在本實施例中，農 作物果殼為花生或稻谷等，木材加工廢棄物為銀木屑或創(chuàng)花等，輕質基質的質量密度優(yōu)選 為4000~8000邑/1112。導水層包括^維±工網3，用于疏導入滲水，^維±工網3^高密度聚乙 締化DPE)為原料，通過特制的機頭擠出肋條，S根肋條按一定間距和角度排列形成有排水 導槽的=維空間結構。中間肋條具有較大的剛性，形成矩形的排水通道。組成排水網的=層 肋條具有較高的縱橫向抗拉強度和抗壓強度，=層肋條間形成的排水導槽在較高荷載下不 易變形，確保排水楊通。低滲透層包括膨潤±防水墊，用于與堆場之間隔離和防滲。膨潤± 防水墊包括自下而上依次設置的PP編織布5、粉狀鋼基膨潤±4和針刺短纖無紡布103，PP編 織布5、粉狀鋼基膨潤±4和針刺短纖無紡布103采用針刺機固定連接。粉狀鋼基膨潤±4是 指鋼基膨潤上的粉末物，鋼基膨潤上為層間陽離子為化+的膨潤上。膨潤i(Bentonite)是 W蒙脫石為主要礦物成分的非金屬礦產，蒙脫石含量優(yōu)選為85%~90%，膨潤±具有強的 吸濕性和膨脹性，可吸附8~15倍于自身體積的水量，體積膨脹可達數(shù)倍至30倍;在水介質 中能分散成膠凝狀和懸浮狀，運種介質溶液具有一定的黏滯性、觸變性和潤滑性;有較強的 陽離子交換能力;對各種氣體、液體、有機物質有一定的吸附能力，最大吸附量可達5倍于自 身的重量;它與水、泥或細沙的滲和物具有可塑性和黏結性。
[0027]進一步地，低滲透層、導水層和生長基質層采用縫合方式連接。
[00%]進一步地，低滲透層的兩端分別向外延伸形成搭接區(qū)6,用于將多塊隔離毯搭接， 一般低滲透層的兩端較于導水層和生長基質層分別向外延伸20~30cm，形成搭接區(qū)，隔離 毯的長寬規(guī)格根據(jù)治理工程情況而定，且寬度優(yōu)選為不大于6. Om。
[0029] 進一步地，還包括施工吊帶8,施工吊帶8與隔離毯連接，便于機械施工，在本實施 例中，施工吊帶8的材質為高強玻纖繩。
[0030] 進一步地，還包括安全繩7,安全繩7與隔離毯連接，用于固定隔離毯，在本實施例 中，安全繩7的材質為高強玻纖繩。
[0031] 進一步地，粉狀鋼基膨潤±4均勻鋪撒在PP編織布5上，且PP編織布5上的粉狀鋼基 膨潤±4的質量密度優(yōu)選為2000~4000g/m2,粉狀鋼基膨潤±4的顆粒粒徑優(yōu)選為200目。
[0032] 制作上述隔離毯主要包括W下步驟：
[0033] 1、制作低滲透層
[0034] 1)將PP編織布5作為底部載體，把粉狀鋼基膨潤±4均勻的鋪撒在PP編織布5上，再 將針刺短纖無紡布103覆蓋在粉狀鋼基膨潤±4上。
[0035] 2)采用針刺機將針刺短纖無紡布103、粉狀鋼基膨潤±4和PP編織布5縫合成一個 整體。
[0036] 2、制作生長基質層
[0037] 1)將針刺短纖無紡布102作為底部載體，把輕型基質2均勻的鋪撒在針刺短纖無紡 布102上，再將針刺短纖無紡布101作為頂層覆蓋在輕型基質上。
[0038] 2)采用針刺機將底層的針刺短纖無紡布102、粉狀鋼基膨潤±2和頂層的針刺短纖 無紡布101縫合成一個整體。
[0039] 3、合成隔離毯
[0040] 1)將低滲透層為底部載體，把=維±工網3平鋪在低滲透層上，再將生長基質層覆 蓋在=維±工網3,并預留搭接區(qū)6。
[0041] 2)采用針刺機將低滲透層、=維排水網6和生長基質層縫合成一個整體。
[0042] 4、安裝吊帶8和安全繩7
[0043] 在本實施例中，PP編織布5、針刺短纖無紡布的規(guī)格分別為150g/m2和250g/m2,也就 是說針刺短纖無紡布101、針刺短纖無紡布102和針刺短纖無紡布103的的規(guī)格均為250g/ m2;低滲透層中的粉狀鋼基膨潤±4的質量密度為2000g/m2,粉狀鋼基膨潤±4的顆粒粒徑為 200目；輕型基質2為農作物賴桿的發(fā)酵物。導水層中的=維±工網3的厚度為4mm。輕型基質 2的質量密度為4000g/m2。在本實施例中采用上述方法制得隔離毯A。
[0044] 實施例二
[0045] 本發(fā)明的實施例二與實施例一相似，其相同部分不再寶述，二者的區(qū)別點在于:PP 編織布的規(guī)格為200g/m2、針刺短纖無紡布101、針刺短纖無紡布102和針刺短纖無紡布103 的規(guī)格均為150g/m2;低滲透層中的粉狀鋼基膨潤±4的質量密度為4000g/m2,粉狀鋼基膨潤 ±4的顆粒粒徑為200目；導水層中的=維±工網3的厚度為6mm:輕型基質2質量密度為 8000g/m2;輕型基質2為農作物賴桿的發(fā)酵物。按照上述規(guī)格采用實施例一的方法制得隔離 毯B。
[0046] 實施例S
[0047] 本發(fā)明的實施例=與實施例一及實施例二相似，其相同部分不再寶述，區(qū)別點在 于:PP編織布5的規(guī)格為200g/m2、針刺短纖無紡布101、針刺短纖無紡布102和針刺短纖無紡 布103的規(guī)格均為200g/m2;低滲透層中的粉狀鋼基膨潤±4的質量密度為3000g/m2，粉狀鋼 基膨潤±4的顆粒粒徑為200目；導水層中的=維±工網3的厚度為6mm;輕型基質2的質量密 度為6000g/m2;輕型基質2為農作物賴桿的發(fā)酵物。按照上述規(guī)格采用實施例一的方法制得 隔罔毯C。
[0048] 分析上述=個實施例中的隔離毯的滲透系數(shù)
[0049] 參照JG/T193-2006的方法，進行隔離毯的滲透系數(shù)測試，結果如下表所示：
[0050] 表1.不同材料的滲透系數(shù)
[0化1 ]
[0052] 如表1所示，隔離毯的滲透系數(shù)明顯低于壤±和巖±，說明堆場生態(tài)修復過程中， 使用復合隔離層能明顯降低雨水的滲透，將大氣降水有效的從入滲轉化為徑流從堆場表層 流失。
[0053] 分析上述=個實施例中隔離毯的養(yǎng)分特征
[0054] 如表2所示，隔離毯中有機質、水解性氮、有效憐、速效鐘含量與壤±相比均顯著增 加，說明隔離毯可明顯增加生態(tài)修復工程中±壤的有機質和養(yǎng)分含量，且輕型基質的施用 量與有機質、水解性氮、有效憐W及速效鐘含量呈極顯著正相關。由此可見，隔離毯可W增 加±壤肥力，有植物生長營造良好的環(huán)境。
[0055] 表2.不同處理方式對基材有機質和養(yǎng)分的影響
[0化6]
[0057 J 上還S個實施例中的隔離踐在工程實例中的應用 [0化引 1)堆場特征：
[0059] 廢石堆場，已停止使用近20年，坡面松散程度較高，表層風化程度較高，且廢石含 有硫化礦物，沒有±層?，F(xiàn)場植被調查發(fā)現(xiàn)，堆場沒有自然植被，淋溶水pH值為2.0左右，酸 度高，嚴重制約了植物的正常生長。
[0060] 2)實驗區(qū)劃分：
[0061 ] 將堆場邊坡分為4個獨立的區(qū)，分別標記S-I、S-2、S-3和CK，其中S-I鋪設隔離毯A， S-2鋪設隔離毯B，S-3鋪設隔離毯C，CK為對照。
[0062] 3)工程實施概況：
[0063] 采用隔離毯進行了堆場生態(tài)修復工程實驗，在鋪設完隔離毯后，采用傳統(tǒng)的客± 噴播工藝對隔離毯進行覆蓋，并建立植被工程。
[0064] 4)工程實施效果：
[0065] 經過3個月后，3個實驗區(qū)植被覆蓋率可達到85%左右，有效的控制了水±流失。實 施2年后，堆場植被蓋度達到95% W上，坡面呈現(xiàn)出W木本植物為主的灌草立體防護結構， 且能自我繁衍生長。
[0066] 通過對收集淋溶液的分析表明：隔離毯的實施，有效的控制水的入滲，與對照相 比，減少了70% W上的酸性水產生，實現(xiàn)了將"源頭控制"的與生態(tài)修復有機結合，從源頭上 有效控制了污染的產生。
[0067] 綜上所述，本發(fā)明提供的用于金屬廢棄堆場生態(tài)修復的隔離毯具有多層結構，在 金屬礦山廢物堆場生態(tài)修復過程中，通過復合隔離毯的鋪設，同時結合植被工程的實施，可 有效的減少雨水和其它地表徑流入滲量，從而最大化降低酸性廢水的產生及毒重金屬的釋 出，使環(huán)境污染降低到最小值，將"源頭控制"的理念引入到金屬礦山廢物堆場生態(tài)修復，從 治本的角度解決堆場對環(huán)境的污染。
[0068] 最后應說明的是：W上實施例僅用W說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制;盡管 參照前述實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可 W對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換； 而運些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的精神和 范圍。
【主權項】
1. 一種用于金屬廢棄堆場生態(tài)修復的隔離毯，其特征在于:包括自下而上依次設置的 低滲透層、導水層和生長基質層，所述生長基質層包括兩層上下層疊設置的針刺短纖無紡 布和設于兩層所述針刺短纖無紡布之間的輕質基質；所述導水層包括三維土工網，用于疏 導入滲水;所述低滲透層包括膨潤土防水墊，用于與堆場之間隔離和防滲。2. 根據(jù)權利要求1所述的用于金屬廢棄堆場生態(tài)修復的隔離毯，其特征在于:所述低滲 透層、導水層和生長基質層采用縫合方式連接。3. 根據(jù)權利要求1所述的用于金屬廢棄堆場生態(tài)修復的隔離毯，其特征在于:所述低滲 透層的兩端分別向外延伸形成搭接區(qū)，用于將多塊所述隔離毯搭接。4. 根據(jù)權利要求1所述的用于金屬廢棄堆場生態(tài)修復的隔離毯，其特征在于:還包括施 工吊帶，所述施工吊帶用于機械吊裝所述隔離毯。5. 根據(jù)權利要求1所述的用于金屬廢棄堆場生態(tài)修復的隔離毯，其特征在于:還包括安 全繩，用于將所述隔離毯固定鋪設。6. 根據(jù)權利要求1所述的用于金屬廢棄堆場生態(tài)修復的隔離毯，其特征在于:所述膨潤 土防水墊包括自下而上依次設置的PP編織布、粉狀鈉基膨潤土和針刺短纖無紡布，所述PP 編織布、粉狀鈉基膨潤土和針刺短纖無紡布采用針刺機固定連接。7. 根據(jù)權利要求6所述的用于金屬廢棄堆場生態(tài)修復的隔離毯，其特征在于:所述粉狀 鈉基膨潤土均勻鋪撒在PP編織布上，且所述PP編織布上的粉狀鈉基膨潤土的質量密度為 2000~4000g/m 2,所述粉狀鈉基膨潤土的顆粒粒徑為200目。8. 根據(jù)權利要求1所述的用于金屬廢棄堆場生態(tài)修復的隔離毯，其特征在于:所述輕質 基質包括農作物秸桿、農作物果殼和木材加工廢棄物中的一種或多種，且所述輕質基質均 勻地鋪撒在下層的所述針刺短纖無紡布上。9. 根據(jù)權利要求1所述的用于金屬廢棄堆場生態(tài)修復的隔離毯，其特征在于:所述輕質 基質的質量密度為4000~8000g/m 2。
【文檔編號】B32B5/26GK105903755SQ201610286528
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年5月3日
【發(fā)明人】王瓊
【申請人】北京礦冶研究總院