CN109041691A - 利用石灰中和泥渣机械喷播修复矿区陡坡的方法 - Google Patents

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庄荣传
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Abstract

本发明涉及一种利用石灰中和泥渣机械喷播修复矿区陡坡的方法，按如下步骤和条件进行：向石灰中和泥渣加入尾矿渣，按质量比100:70～300，机械搅拌，混合均匀成混合物料a；向混合物料a加入有机肥、复合肥和草籽，按质量比100:2～6:0.1～0.3:0.02～0.05，机械搅拌，混合均匀成混合物料b；将混合物料b经过震动筛筛分，粗细物料分级，筛下物料落入喷播机的料仓中作为干粉机械喷播物料，再由管道和压力气流输送喷播物料对需生态修复区域进行干粉机械喷播作业；将喷播后的区域盖上一层无纺布，结合当地气候环境，给予适当的养护管理。它具有能将中和泥渣应用干粉机械喷播，保护“客土”物料，防止水土流失，节能降耗，有利于植物草籽的生根、发芽和后续追肥养护，生态环境效益好等优点，适于矿区生态修复领域应用。

Description

利用石灰中和泥渣机械喷播修复矿区陡坡的方法
技术领域
本发明涉及一种利用石灰中和泥渣机械喷播修复矿区陡坡的方法，适于矿区生态修复领域应用。
背景技术
国内外矿区开采后往往需要环保修复，修复方式形形色色、利弊各异，如中国专利CN201510195341.3公开了中山大学周翠英等人提出“一种边坡绿化喷播改良土及其制备方法”，该改良土以赤红壤、木屑为骨料，纳米水性粘合剂、水为胶结剂，高吸水性树脂为保水剂，复合肥为养料，经过了原料称量、原料预处理、配置胶结剂、搅拌骨料和胶结剂、搅拌保水剂与养料和配制改良土，并将将搅拌骨料和胶结剂和搅拌保水剂与养料制得混料混合搅拌，制得边坡绿化喷播改良土；又如中国专利 CN201510799060.9公开了刘立明等人提出“一种喷播基质及采用该喷播基质进行盐碱地绿化的方法”，该喷播基质包括种植土、草炭土、秸秆、凹凸棒粉及聚丙烯酰胺、有机肥；再如中国专CN201510154437.5公开了宋凤鸣等人提出“一种低养护的植物-微生物联合修复裸露坡面的方法”，该稀释的多种土壤PGPR菌株培养所得菌液混合得到复合PGPR液体菌剂，作为第一次均匀喷播至坡面，然后采用豆科植物种子拌种接种多宿主根瘤菌，进行第二次喷播，综合形成植物—微生物联合修复方法；还如中国专利CN201510154437.5公开了邓红卫等人提出“一种尾矿库复垦绿化方法”，采用矿区废弃物尾砂，配与一定质量比的泥炭土和木屑进行尾矿改良，制成基质原料，并加入用量为20～30g/m2的保水剂，最后用于绿化应用。上述技术的喷播基质均存在用黄土、赤土、农田表土等“客土”物料，会因取土造成新的水土流失。
开采后矿区环保修复不外乎人工修复和机械修复两种。人工修复矿区陡坡几乎不可能，矿区陡坡通常是采用机械修复，现有成熟的机械修复一般是用干粉机械喷播。为此，质优价廉喷播基质的选择或组合是机械喷播修复矿区陡坡的关键因素之一，能否就地取材利用矿山废弃的大量的石灰中和泥渣作为喷播基质？经试验，由于机械喷播过程中存在着高粘度超细石灰中和泥渣粉末容易粘附在喷播机的料仓和管道内壁，甚至引起严重的堵塞问题，所以存在喷播作业效率低、劳动强度大、喷播基质单一等问题。
为此研发一种利用石灰中和泥渣机械喷播修复矿区陡坡的方法就显得尤为迫切。
发明内容
本发明的任务是为了克服现有技术的不足，提供一种利用石灰中和泥渣机械喷播修复矿区陡坡的方法，能有效解决现有石灰中和泥渣粉末粘附和堵塞等问题，提高机械喷播作业效率、降低工人劳动强度和喷播基质多元化。
本发明的任务是通过以下技术方案来完成的：
利用石灰中和泥渣机械喷播修复矿区陡坡的方法，依次按如下步骤和条件进行：
(1)向石灰中和泥渣加入尾矿渣，按质量比100:70～300，机械搅拌，混合均匀成混合物料a；
(2)向混合物料a加入有机肥、复合肥和草籽，按质量比100: 2～6:0.1～0.3:0.02～0.05，机械搅拌，混合均匀成混合物料b；
(3)将混合物料b经过震动筛筛分，粗细物料分级，筛下物料落入喷播机的料仓中作为干粉机械喷播物料，再由管道和压力气流输送喷播物料对需生态修复区域进行干粉机械喷播作业；
(4)将喷播后的区域盖上一层无纺布，结合当地气候环境，给予适当的养护管理，加快喷播区域内植被恢复速率。
说明书中涉及的百分比均为质量百分比。
本发明与现有技术相比具有以下优点和效果：
(1)因石灰中和泥渣具有颗粒细微、含水率较高，直接用于干粉机械喷播过程，导致物料黏附在料仓和管道内壁，甚至发生堵塞现象，与此同时，需要人工对堵塞料仓和管道进行清理，耗费更大的人力、物料和能耗，所以本发明采用尾矿渣添加到石灰泥渣中，可有效地降低石灰泥渣的黏度，起到了较好的分散作用，既有利于将中和泥渣应用干粉机械喷播作业，又能保护“客土”物料，防止取土造成新的水土流失。
(2)由于首次提出用浮选尾矿渣作为改良剂，其成分主要为粗粒级石英，属于天然高硬度吸水性差的矿物，其与石灰中和泥渣一起混合，能减少石灰中和泥渣之间的相互作用。喷播作业过程中，在压缩空气作用下，高速运动的浮选尾矿渣中粗粒级颗粒冲刷管道内壁，显著地降低了石灰中和泥渣在管道内壁上黏附几率，有利于混合物料输送，克服石灰中和泥渣黏附管道或堵塞问题。
(3)试验确定浮选尾矿渣合适添加量，可实现石灰中和泥渣用干粉机械喷播的新利用途径，无需对石灰中和泥渣进行脱水从而节约干燥过程的能耗，也缩短了自然晾干周期，节能降耗。
(4)不仅有效地改善干粉喷播物料的松散度，也改善了植物生长层的板结程度，增加了矿物元素种类和空隙度，有利于植物草籽的生根、发芽和后续追肥养护，具有深远的生态环境效益。
具体实施方式
本发明的一种利用石灰中和泥渣机械喷播修复矿区陡坡的方法，依次按如下步骤和条件进行：
(1)向石灰中和泥渣加入尾矿渣，按质量比100:70～300，机械搅拌，混合均匀成混合物料a；
(2)向混合物料a加入有机肥、复合肥和草籽，按质量比100:2～6: 0.1～0.3:0.02～0.05，机械搅拌，混合均匀成混合物料b；
(3)将混合物料b经过震动筛筛分，粗细物料分级，筛下物料落入喷播机的料仓中作为干粉机械喷播物料，再由管道和压力气流输送喷播物料对需生态修复区域进行干粉机械喷播作业；
(4)将喷播后的区域盖上一层无纺布，结合当地气候环境，给予适当的养护管理，加快喷播区域内植被恢复速率。
本发明的工艺可以进一步是：
所述步骤(1)中石灰中和泥渣为硫化金属矿山产生的酸性矿山废水经过石灰中和工艺处理后的中和浆料，中和浆料再经过板框压滤后，形成了高粘度超细中和泥渣粉末，表观为棕黄色粉状泥渣，含水率为(40 ±5)％，粒径小于0.045mm占比96～98％。
所述高粘度超细中和泥渣粉末再经自然阴干后使其含水率降低至 20～25％。
所述步骤(1)尾矿渣是指石英大于75％，粘土类矿物低于5％，含水率为5～20％，含硫量低于0.3％且粒径为0.01～20mm，其中粒径为0.5～20 mm的粗粒级颗粒占比45～75％。
所述步骤(1)中石灰中和泥渣和尾矿渣机械混合搅拌速率为90～325 r/min，混合时间为15～25min，混合物料的含水率为15～30％。
所述步骤(2)中混合物料a与有机肥、复合肥、草籽之间的搅拌速率为60～120r/min，搅拌时间为15～30min。
下面结合具体实施例对本发明做进一步详细地说明。
实施例1
石灰中和泥渣为硫化铜矿山湿法炼铜过程中形成的含铁酸性废水，采用石灰中和法处理，中和浆液经过板框压滤，石灰中和泥渣的含水率为34.35％，超细微颗粒粒径低于0.045mm的质量比超过97.11％，经过自然晾干，机械破碎后，含水率降低至15.51％。
浮选尾矿渣是指经过硫化铜矿先浮选回收铜，再将选铜尾矿经过浮选选硫工艺后产生的含硫量低的浮选尾矿渣，石英含量为78.12％，粘土类矿物含量为1.72％，含水率为12.55％，含硫量为0.25％，粒径范围为 0.01～16mm，其中粒径为0.5～16mm的颗粒质量比为68.85％。
首先将高粘度超细石灰中和泥渣粉末与浮选尾矿渣，两种物料的质量比为100:175，机械搅拌混合，搅拌速率为180r/min，混合时间为25 min，混合物料的含水率为18.37％，得混合物料a,其次将混合物料a与有机肥、复合肥和草籽，四种质量比例100:3:0.25:0.04，机械搅拌混合，搅拌速率为90r/min，混合时间为25min，得混合物料b,最后将混合物料b加入震动筛进行筛分，分离出粗颗粒部分，筛下物料落下进入干法机械喷播机料仓，并在空压机产生高压气流作用下进行干粉机械喷播。
通过添加浮选尾矿渣后，按单人操作单台干粉喷播机计，单筒干粉机械喷播作业效率由80～120m2/7h升高至360～440m2/7h，喷播厚度为8～10 cm，极大地提高了喷播作业效率，工人劳动强度明显降低。
实施例2
石灰中和泥渣为硫化铜矿山湿法炼铜过程中形成的含酸含铁酸性废水，采用石灰中和法处理，中和浆液经过板框压滤，石灰中和泥渣的含水率为39.49％，超细微颗粒粒径低于0.045mm的质量比超过99.42％，经过自然晾干，机械破碎后，含水率降低至23.72％。
浮选尾矿渣是指经过硫化铜矿先浮选回收铜，再将选铜尾矿经过浮选选硫工艺后产生的含硫量低的浮选尾矿渣，石英含量为87.17％，粘土类矿物含量2.29％，含水率为12.12％，粒径为0.01～20mm，含硫量为0.14％，其中粒径为0.5～20mm的颗粒质量比为73.34％。
首先将高粘度超细石灰中和泥渣粉末与浮选尾矿渣，两种物料的质量比为100:95，机械搅拌混合，搅拌速率为120r/min，混合时间为15min，混合物料的含水率为18.37％，得混合物料a,其次将混合物料a与有机肥、复合肥和草籽，四种质量比例100:5:0.15:0.02，机械搅拌混合，搅拌速率为60r/min，混合时间为20min,得混合物料b,最后，将混合物料b加入震动筛进行筛分，分离出粗颗粒部分，筛下物料落下进入干法机械喷播机料仓，并在空压机产生高压气流作用下进行干粉机械喷播。
通过添加浮选尾矿渣后，按单人操作单台干粉喷播机计，干粉机械喷播作业效率由80～120m2/7h升高至340～390m2/7h，喷播厚度为10～12 cm，实现了石灰中和泥渣粉末干法机械喷播的正常作业效率，工人劳动强度也相应降低，有利于该类物料的推广应用。
如上所述，便可较好地实现本发明。上述实施例仅为本发明最佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替换、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内。

Claims (6)

1.利用石灰中和泥渣机械喷播修复矿区陡坡的方法，利用石灰中和泥渣，依次按如下步骤和条件进行：
(1)向石灰中和泥渣加入尾矿渣，按质量比为100:70～300，机械搅拌，混合均匀成混合物料a；
(2)向混合物料a加入有机肥、复合肥和草籽，按质量比为100:2～6:0.1～0.3:0.02～0.05，机械搅拌，混合均匀成混合物料b；
(3)将混合物料b经过震动筛筛分，粗细物料分级，筛下物料落入喷播机的料仓中作为干粉机械喷播物料，再由管道和压力气流输送喷播物料对需生态修复区域进行干粉机械喷播作业；
(4)将喷播后的区域盖上一层无纺布，结合当地气候环境，给予适当的养护管理，加快喷播区域内植被恢复速率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述步骤(1)中石灰中和泥渣为硫化金属矿山产生的酸性矿山废水经过石灰中和工艺处理后的中和浆料，中和浆料再经过板框压滤后，形成了高粘度超细中和泥渣粉末，表观为棕黄色粉状泥渣，含水率为(40±5)％，粒径小于0.045mm占比96～98％。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征是所述高粘度超细中和泥渣粉末再经自然阴干后使其含水率降低至20～25％。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述步骤(1)尾矿渣是指石英大于75％，粘土类矿物低于5％，含水率为5～20％，含硫量低于0.3％且粒径为0.01～20mm，其中粒径为0.5～20mm的粗粒级颗粒占比45～75％。
5.根据权利要求1或2或4所述的方法，其特征是所述步骤(1)中石灰中和泥渣和尾矿渣机械混合搅拌速率为90～325r/min，混合时间为15～25min，混合物料的含水率为15～30％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述步骤(2)中混合物料a与有机肥、复合肥、草籽之间的搅拌速率为60～120r/min，搅拌时间为15～30min。
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