CN110291862A - 一种基于粉煤灰的露天矿土壤改良方法 - Google Patents

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陈树召
杨猛
尚涛
李胤达
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    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01B—SOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B79/00—Methods for working soil

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Abstract

本发明公开了一种基于粉煤灰的露天矿土壤改良方法，包括粉煤灰预处理、超声改性、秸秆粉末腐熟和土壤混合改良等工序，具体步骤如下：(1)粉煤灰预处理；(2)超声改性：取得改性粉煤灰；(3)秸秆粉末腐熟：将秸秆粉末腐熟；(4)倒堆混排：将排土场土壤、改性后的粉煤灰、腐熟后的秸秆粉末分别独立就近堆放于露天矿排土场表层，拌和完成后采用设备将拌和后的混合土壤均匀铺在露天矿排土场表层形成复垦层；(5)分层犁耕：采用推土机带动耕犁在复垦层分别沿着水平和垂直两个方向分别进行往复多次耕地作业实现土壤改良。本发明方法为改良后的排土场土壤提供了营养保证，同时处理了矿区生活垃圾，经济及环境效益显著。

Description

一种基于粉煤灰的露天矿土壤改良方法
技术领域
本发明涉及一种土壤的改良方法，具体是一种基于粉煤灰的露天矿土壤改良方法，属于矿业开采矿区环境治理领域。
背景技术
露天开采过程中，由于需要将煤层上覆岩层全部剥离，严重破坏了原始的地层顺序以及结构，干扰了生态系统，降低了土壤肥力。同时排土过程中由于表土及岩石的松散破碎，造成了排土场表层及下部物料粒度、孔容孔径较大，渗透性较强，土壤持水性、保水性较差。排土场土壤自身水分保持能力不足，下层含水量较少，毛细作用不能有效的将下层水分吸收到表层，造成矿区在复垦过程水土流失严重，植物生长困难，排土场复垦效果差，矿区开采结束后生态退化风险较高。因此，在矿区开采之后，需要对土壤进行修复。
粉煤灰是燃煤电厂的主要固体废物，随着经济的不断发展，用电需求不断增加，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，大量的粉煤灰若不加处理的直接堆放，将产生大量扬尘，对大气、水体和土壤等周围环境造成严重的污染。粉煤灰粒径小，密度低，同时粉煤灰中含有大量植物生长所需的金属元素，同时含有大量的重金属元素，潜在利用价值以及问题都都非常显著。所以，将粉煤灰应用至露天矿开采之后的土壤修复工作中，是一个有效的方法。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的是提供一种基于粉煤灰的露天矿土壤改良方法，以解决针对露天矿开采之后环境遭到破坏，修复其土壤质量，解决矿区环境治理问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种基于粉煤灰的露天矿土壤改良方法，包括粉煤灰预处理、超声改性、秸秆粉末腐熟和土壤混合改良等工序，具体步骤如下：
(1)粉煤灰预处理：采用磨粉机去除粉煤灰中掺杂的部分未充分燃烧或燃烧过程中凝聚形成的大颗粒杂质，将粉煤灰破碎研磨；
(2)超声改性：按照体积比3:10将粉煤灰与洁净水加入到超声波仪内，设置超声波频率为28KHz、超声时间为15min、超声温度为31.7℃进行超声改性，改性结束后的粉煤灰溶液沉淀过滤烘干，取得改性粉煤灰；
(3)秸秆粉末腐熟：采用破碎机将秸秆破碎加工至10目以下，分别将秸秆粉末、矿区生活垃圾、人及牲畜粪便、洁净水、益生菌放置于容器内，内部加热至40-60℃，容器开放10天，接着再封闭20天，将秸秆粉末腐熟；
(4)倒堆混排：将排土场土壤、改性后的粉煤灰、腐熟后的秸秆粉末分别独立就近堆放于露天矿排土场表层，采用机械设备将物料按照比例进行拌和成一堆形成混合土壤，拌和完成后采用设备将拌和后的混合土壤均匀铺在露天矿排土场表层形成复垦层；
(5)分层梨耕：采用推土机带动耕犁在复垦层分别沿着水平和垂直两个方向分别进行往复多次耕地作业实现土壤改良。
更进一步的，步骤(1)中粉煤灰破碎研磨至100目以上。
更进一步的，步骤(3)中秸秆粉末、矿区生活垃圾、人及牲畜粪便、洁净水、益生菌的体积比例为1000:500:200:100:0.1。
本发明的有益效果为：超声改性粉煤灰减少了粉煤灰中的重金属含量，降低了对土壤二次污染的风险。植物秸秆与矿区生活垃圾组合，加快了秸秆的腐熟，为改良后的排土场土壤提供了营养保证，同时处理了矿区生活垃圾，经济及环境效益显著。采用现有设备就可实现对土壤改良作业，改良所用材料大都来自矿区，降低了露天矿土壤改良成本。
附图说明
图1是本发明土壤混合示意图；
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
一种基于粉煤灰的露天矿土壤改良方法，包括粉煤灰预处理、超声改性、秸秆粉末腐熟和土壤混合改良等工序，具体步骤如下：
(1)粉煤灰预处理：采用磨粉机去除粉煤灰中掺杂的部分未充分燃烧或燃烧过程中凝聚形成的大颗粒杂质，将粉煤灰破碎研磨，作为最优方案，粉煤灰破碎研磨至100目以上，保证粉煤灰的粒度较小，增大其接触面积，更容易混合均匀。
(2)超声改性：按照体积比3:10将粉煤灰与洁净水加入到超声波仪内，设置超声波频率为28KHz、超声时间为15min、超声温度为31.7℃进行超声改性，改性结束后的粉煤灰溶液沉淀过滤烘干，取得改性粉煤灰；
(3)秸秆粉末腐熟：采用破碎机将秸秆破碎加工至10目以下，分别将秸秆粉末、矿区生活垃圾、人及牲畜粪便、洁净水、益生菌放置于容器内，作为最优选方案，秸秆粉末、矿区生活垃圾、人及牲畜粪便、洁净水、益生菌的体积比例为1000:500:200:100:0.1，按此比列混合的秸秆粉末的腐熟效果最好。将其置于容器后，内部加热至40-60℃，容器开放10天，接着再封闭20天，进行发酵处理将秸秆粉末腐熟。
(4)倒堆混排：将排土场土壤、改性后的粉煤灰、腐熟后的秸秆粉末分别独立就近堆放于露天矿排土场表层，采用机械设备将物料按照比例进行拌和成一堆形成混合土壤，拌和完成后采用设备将拌和后的混合土壤均匀铺在露天矿排土场表层形成复垦层；
(5)分层梨耕：采用推土机带动耕犁在复垦层分别沿着水平和垂直两个方向分别进行往复多次耕地作业实现土壤改良。
本发明土壤改良的原理为：将粉煤灰破碎处理及改性，秸秆粉末矿区生活垃圾、人及牲畜粪便、水和益生菌置于密闭容器中，发酵处理后，连同矿区土壤混合，支撑混合土壤，堆放于开采后露天矿地表上，并采用机械设备梨耕处理。有效改善了矿区经开垦的土壤质量，且同时处理了生活垃圾。

Claims (3)

1.一种基于粉煤灰的露天矿土壤改良方法，其特征在于，包括粉煤灰预处理、超声改性、秸秆粉末腐熟和土壤混合改良等工序，具体步骤如下：
(1)粉煤灰预处理：采用磨粉机去除粉煤灰中掺杂的部分未充分燃烧或燃烧过程中凝聚形成的大颗粒杂质，将粉煤灰破碎研磨；
(2)超声改性：按照体积比3:10将粉煤灰与洁净水加入到超声波仪内，设置超声波频率为28KHz、超声时间为15min、超声温度为31.7℃进行超声改性，改性结束后的粉煤灰溶液沉淀过滤烘干，取得改性粉煤灰；
(3)秸秆粉末腐熟：采用破碎机将秸秆破碎加工至10目以下，分别将秸秆粉末、矿区生活垃圾、人及牲畜粪便、洁净水、益生菌放置于容器内，内部加热至40-60℃，容器开放10天，接着再封闭20天，将秸秆粉末腐熟；
(4)倒堆混排：将排土场土壤、改性后的粉煤灰、腐熟后的秸秆粉末分别独立就近堆放于露天矿排土场表层，采用机械设备将物料按照比例进行拌和成一堆形成混合土壤，拌和完成后采用设备将拌和后的混合土壤均匀铺在露天矿排土场表层形成复垦层；
(5)分层梨耕：采用推土机带动耕犁在复垦层分别沿着水平和垂直两个方向分别进行往复多次耕地作业实现土壤改良。
2.根据权利要求1所述的一种基于粉煤灰的露天矿土壤改良方法，其特征在于，步骤(1)中粉煤灰破碎研磨至100目以上。
3.根据权利要求1所述的一种基于粉煤灰的露天矿土壤改良方法，其特征在于，步骤(3)中秸秆粉末、矿区生活垃圾、人及牲畜粪便、洁净水、益生菌的体积比例为1000:500:200:100:0.1。
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