CN108271454A - 硫铁矿矿山废弃地生态修复方法 - Google Patents

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安忠义
项萌
李明
冉景
夏溢
高卫民
刘金光
焦朋朋
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    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B79/00—Methods for working soil
    • A01B79/02—Methods for working soil combined with other agricultural processing, e.g. fertilising, planting

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Abstract

本发明公开一种硫铁矿矿山废弃地生态修复方法。包括如下步骤，(1)对待处理场地进行挖掘，获得回填坑和待修复的酸性基质；(2)制备改良剂，并将制得的改良剂和待修复的酸性基质充分混合，进行养护处理后，获得修复后的酸性基质；(3)向回填坑内铺设毛石作为隔离导流层；(4)将修复后的酸性基质回填至铺设有毛石的回填坑内，用表土覆盖后种植植被。本发明硫铁矿矿山废弃地生态修复方法，利用熟石灰和猪粪对酸性土壤进行酸性改良和重金属稳定化，并结合毛石层进行酸性阻隔，再利用外购耕植土和植被恢复实现复绿，切实解决矿山废弃地环境问题，实现资源利用。

Description

硫铁矿矿山废弃地生态修复方法
技术领域
本发明涉及一种硫铁矿矿山废弃地生态修复方法，用于矿山废弃地的综合治理及土地再利用。
背景技术
矿产资源是人类赖以生存和发展的重要物质基础，为人类社会的发展和文明长足的进步作出了巨大贡献。但同时，矿产资源的开发利用也产生了大量的矿山废弃地。矿山开采和冶炼已经形成了40亿吨的尾矿，并且仍在以每年200 万吨速度增加。矿山废弃地不仅占用了大量土地资源，造成了生态环境的破坏，甚至威胁到人类的生命安全，急需要进行妥善处理和修复。
矿山废弃地基质具有物理结构不良，N、P、K营养元素及有机质含量低，持水保肥能力差，极端贫瘠或养分不平衡，重金属含量过高等特点。其中，硫铁矿矿山废弃地遗留了大量的硫化物废石，重金属及硫化物含量高。露天堆置条件下，经过风化、淋溶作用极容易氧化形成硫酸高铁溶液，遇降雨进一步溶出Cd、Cu、Fe、Pb和Zn等金属离子，形成富含铁、硫酸根和重金属的矿业酸性废水(AMD:Acid Mine Drainage)。酸性废水携带大量的重金属离子进入地下水或污染矿区周边的土壤和水，影响作物生长，造成严重的环境问题。
目前，矿山废弃地综合治理方面采用的方法较为单一，即通过简单的表土覆盖和植被种植来实现生态复绿的功能。但覆土不仅难以中和基质中的酸性、防止硫铁矿氧化再酸化，反而会使土壤复酸化程度恶化。研究结果发现仅简单覆土不做修复改良和酸性阻隔处理的矿渣堆场在修复半年后，植生土受下层含多种重金属离子的酸液向上溢出和反渗作用，pH显著降低，植被恢复状况极差。由此可见单纯覆土成本高昂，对降低酸性和减少重金属危害效果不明显，反而造成清洁土的浪费，没有从根本上解决矿山治理问题。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种能解决矿山治理问题的硫矿矿山废弃地生态修复方法。
为达到上述目的，本发明一种硫矿矿山废弃地生态修复方，包括如下步骤：
(1)对待处理场地进行挖掘，获得回填坑和待修复的酸性基质；
(2)制备改良剂，并将制得的改良剂和待修复的酸性基质混合对其进行养护处理预定时间后，获得修复后的酸性基质；
(3)向回填坑内铺设毛石作为隔离导流层；
(4)将修复后的酸性基质回填至铺设有毛石的回填坑内，用表土覆盖后种植植被。
进一步地，所述场地挖掘的深度为30-50cm。
进一步地，所述改良剂的制备方法为将3-5质量份的熟石灰和5-7质量份的猪粪混合，搅拌均匀后获得改良剂。
进一步地，所述改良剂与待修复酸性基质的质量比为2:5-3:50。
进一步地，所述步骤(2)中进行养护处理时酸性基质的含水量为20-25％；养护时间为7-10天。
进一步地，所述隔离导流层的厚度为15-20cm。
进一步地，所述隔离导流层包括由上到下依次设置的第一毛石层和第二毛石层，所述第一毛石层中毛石的直径小于第二毛石层中毛石的直径。
进一步地，所述第一毛石层中毛石的直径范围为2-10mm，空隙率为 0.36-0.51；所述第二毛石层中毛石的直径范围为10-30mm，空隙率为0.61-0.87。
进一步地，所述植被为爬山虎、狗尾草、高羊茅和黑麦草中的一种或几种。
进一步地，所述表土覆盖的厚度为20-30cm。
本发明通过对酸性基质进行酸性改良和重金属稳定化，从源头控制污染源的迁移和转化；通过铺设毛石形成隔离导流层有效降低了下层酸液的反渗酸化，杜绝了基质层和耕植土的二次酸化和污染；利用外购耕植土的作为表层覆土同时种植植物，改善了矿区环境，起到了稳定土层，减少水土流失的效果；除此之外，本发明材料便于获取，成本低，操作简单方便，不需要特别专用的设备，见效快。
附图说明
图1为本发明硫铁矿矿山废弃地生态修复方法的流程图。
图2为本发明硫铁矿矿山废弃地修复示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。
实施例1
结合图1和图2，本实施例中提供一种硫铁矿矿山废弃地生态修复方法，包括如下步骤：
(1)对待处理场地进行挖掘，获得回填坑和待修复的酸性基质；
(2)制备改良剂，并将制得的改良剂和待修复的酸性基质混合对其进行养护处理，获得修复后的酸性基质；
(3)向回填坑内铺设毛石作为隔离导流层；
(4)将修复后的酸性基质回填至铺设有毛石的回填坑内，用表土覆盖后种植植被。
上述本发明的硫铁矿矿山废弃地生态修复方法操作简单，能够从源头控制污染源的迁移和转化，同时还能杜绝基质层和耕植土的二次酸化和污染，对矿山废弃都市修复效果明显。
实施例2
本实施例中，作为实施例1的具体方案，本实施例中对硫铁矿矿山废弃地生态修复的方法具体为：(1)对待处理场地进行挖掘，挖掘深度为30-50cm，获得回填坑和待修复的酸性基质，将待修复的酸性基质破碎后平铺于底部铺有防渗膜的平地上。
(2)将3-5质量份的熟石灰与5-7质量份的猪粪混合搅拌均匀获得改良剂，并改良剂按照4％-6％的施用量添加至待修复的酸性基质中，充分拌合，并在 20-25％的含水量条件下，养护7-10天，确保充分反应获得修复后的酸性基质。
(3)向回填坑内铺设毛石作为隔离导流层，铺设方法为按毛石大小自上而下从小到大铺设；其中，毛石层铺设厚度一般为15-20cm。
(4)将修复后的酸性基质回填至铺设有毛石的回填坑内压实，用表土覆盖，然后对植被种子进行杀菌后直接喷播在土壤表层，快速形成植被覆盖层。
其中，改良剂较佳的使用量为5％；
表土选用质地较好、未污染、养分高的土壤，且不含有石块、石砾、瓦片的耕植土，以提高植被的存活率。
植被选择当地的先锋植物或包括爬山虎、狗尾草、高羊茅和黑麦草中的一种或几种。
较佳的，上述的隔离导流层包括由上到下依次设置的第一毛石层和第二毛石层，第一毛石层中毛石的直径小于第二毛石层中毛石的直径。
具体的，上述第一毛石层中毛石的直径范围为2-10mm，空隙率为0.36-0.51；上述第二毛石层中毛石的直径范围为10-30mm，空隙率为0.61-0.87。
本发明一种硫铁矿矿山废弃地生态修复方法，利用熟石灰和猪粪对酸性基质进行酸性改良和重金属稳定化，并结合毛石层进行酸性阻隔，再利用外购耕植土和植被恢复实现复绿，切实解决矿山废弃地环境问题，实现资源利用。通过对酸性基质进行酸性改良和重金属稳定化，从源头控制污染源的迁移和转化。
以上，仅为本发明的较佳实施例，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，可轻易想到的变化或替换，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该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种硫铁矿矿山废弃地修复方法，其特征在于，包括如下步骤，
(1)对待处理场地进行挖掘，获得回填坑和待修复酸性基质；
(2)制备改良剂，并将制得的改良剂和待修复的酸性基质混合对其进行养护处理预定时间后，获得修复后的酸性基质；
(3)向回填坑内铺设毛石作为隔离导流层；
(4)将修复后的酸性基质回填至铺设有毛石的回填坑内，用表土覆盖后种植植被。
2.根据权利要求1所述的硫铁矿矿山废弃地修复方法，其特征在于，所述场地挖掘的深度为30-50cm。
3.根据权利要求1所述的硫铁矿矿山废弃地修复方法，其特征在于，所述改良剂的制备方法为将3-5质量份的熟石灰和5-7质量份的猪粪混合，搅拌均匀后获得改良剂。
4.根据权利要求1所述的硫铁矿矿山废弃地修复方法，其特征在于，所述改良剂与待修复酸性基质的质量比为4:100-6:100。
5.根据权利要求1所述的硫铁矿矿山废弃地修复方法，其特征在于，所述步骤(2)中进行养护处理时待修复酸性基质的含水量为20-25％；养护时间为7-10天。
6.根据权利要求1所述的硫铁矿矿山废弃地修复方法，其特征在于，所述隔离导流层的厚度为15-20cm。
7.根据权利要求1所述的硫铁矿矿山废弃地修复方法，其特征在于，所述隔离导流层包括由上到下依次设置的第一毛石层和第二毛石层，所述第一毛石层中毛石的直径小于第二毛石层中毛石的直径。
8.根据权利要求7所述的硫铁矿矿山废弃地修复方法，其特征在于，所述第一毛石层中毛石的直径范围为2-10mm，空隙率为0.36-0.51；所述第二毛石层中毛石的直径范围为10-30mm，空隙率为0.61-0.87。
9.根据权利要求1所述的硫铁矿矿山废弃地修复方法，其特征在于，所述植被为爬山虎、狗尾草、高羊茅和黑麦草中的一种或几种。
10.根据权利要求1所述的硫铁矿矿山废弃地修复方法，其特征在于，所述表土覆盖的厚度为20-30cm。
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