CN111593745A - 用于金属矿山酸性废石场生态修复的改良基质及其生态修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于金属矿山酸性废石场生态修复的改良基质及其生态修复方法,改良基质由尾砂、混合改良材料、有机聚合胶联剂和微生物菌剂组成,混合改良材料包括稻壳、鸡粪、发酵污泥和膨润土;其生态修复方法包括,对坡面进行预处理后,依次铺设生态棒、双向土工格栅、酸性改良层、勾花网、改良基材层、种子层和养护层。本发明的改良基质来源广且变废为宝,改善了土壤结构,具有良好的透气性及持水性,可实现金属矿山酸性废石场的无客土植被恢复;该生态修复方法施工效率高,生态修复工程成本低,实现了固废的资源化利用,环境效益和社会效益好,工艺简单,易实施,效果好,适合大面积的应用。
Description
技术领域
本发明属于生态修复技术领域,涉及一种金属矿山酸性废石场的生态修复,具体涉及一种用于金属矿山酸性废石场生态修复的改良基质及其生态修复方法。
背景技术
金属矿山以硫化物赋存于矿物中的比例很大,尤其是铜、铅和锌等金属矿床,约占各类矿物种类总量的75%。金属品位极低,矿物采剥比大,产生大量的固体废弃物;其中,每采山1吨矿石平均约产生1.25吨废石,近几年大约需要排放废石1.3-1.4亿吨/a;每选1吨矿石平均约产出0.92吨尾砂,尾矿每年将增加约1.1亿吨,尾矿综合利用率不足10%。金属矿山积存的尾砂和废石己数十亿吨。相比粉煤灰、煤矸石等固体废弃物而言,尾矿的综合利用技术更复杂、难度更大。目前,我国金属尾矿的综合利用率平均不到10%。
金属矿山废石场表层多为碎石、渣土,结构松散,稳定性差,难以蓄存土壤和水分,堆场关闭数十年仍呈强烈酸性,地表寸草不生,建立植被及其困难,有的甚至污染并影响到矿区周围的地表水、地下水以及土壤,造成了恶劣的环境影响。因此,由矿产资源开发产生的大量尾矿所带来的环境污染,已成为当今世界持续发展所面临的最重要问题之一。
目前,金属矿山废石场主要采用客土的植被恢复方式,土壤需求量巨大;而我国的矿区多分布在深山石区,特别是南方不少矿山无土可取,有的甚至异地购买耕地取土,不但造成耕地损失,同时也大大提高了矿山治理成本。
随着环保日趋严格,充分利用矿山固体废弃物进行生态修复,已成为科学解决矿山可持续发展的重要途径。
发明内容
针对上述不足,本发明提供了一种以尾矿为原料制备的用于金属矿山酸性废石场生态修复的改良基质,并将其实施在无植生条件的金属矿山酸性废石场,进行生态修复,营造生态景观,同时保证废石场边坡结构和稳定性,从而实现植被恢复,保持水土的废石场生态修复方法。
本发明采用如下技术方案:
本发明一方面提供了一种用于金属矿山酸性废石场生态修复的改良基质,由尾砂、混合改良材料、有机聚合胶联剂和微生物菌剂组成,所述尾砂和混合改良材料在改良基质中的体积份数分别为0-75%和 25-100%,所述混合改良材料包括稻壳、鸡粪、发酵污泥和膨润土。
在上述技术方案中,所述混合改良材料由体积比为(18-22.5): (32-38):(27.5-33):(13.5-18)的稻壳、鸡粪、发酵污泥和膨润土组成。
进一步地,在上述技术方案中,以尾砂和混合改良材料的体积之和计,所述有机聚合胶联剂和微生物菌剂的加入量分别为185-220g/m3和22-28g/m3。
具体地,在上述技术方案中,所述尾砂为粒径0.06-0.085mm的选矿废料。
详细地,所述尾砂是指选矿厂在特定的经济技术条件下,将矿石磨细,选取有用成分后排放的第Ⅰ类一般工业固体废物。
具体地,在上述技术方案中,所述发酵污泥为脱水污泥经高温好氧发酵后得到的类腐殖质,其含水率≤30.0%,密度为1.2-1.5g/cm3,粒径<10mm。
详细地,所述发酵污泥为城市污水处理厂的脱水污泥采用高温好氧堆肥的方法,经过好氧微生物的发酵分解并转化为稳定性较高的类腐殖质;其外观呈褐色,疏松、分散、细颗粒状,含水率≤30.0%,泥质达到《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》(GB/T23486-2009) 相关规定和控制标准。
具体地,在上述技术方案中,所述膨润土为颗粒状钠基膨润土。
详细地,所述膨润土为层间阳离子为Na+的膨润土,膨润土 (Bentonite)是以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产,且蒙脱石的含量为85-90%,膨润土具有强的吸湿性和膨胀性,可吸附8-15倍于自身体积的水量,体积膨胀可达数倍至30倍;在水介质中能分散成胶凝状和悬浮状,这种介质溶液具有一定的黏滞性、触变性和润滑性;有较强的阳离子交换能力;对各种气体、液体、有机物质有一定的吸附能力,最大吸附量可达5倍于自身的重量;它与水、泥或细沙的掺和物具有可塑性和黏结性。
具体地,在上述技术方案中,所述微生物菌剂为活菌数分别为 (2.3-2.8)×108cfu/g和(2.6-3.5)×108cfu/g的芽孢杆菌和放线菌的混合物。
详细地,所述微生物菌剂是一种具有多元作用的生物制剂产品,加入了营养价值很高的营养剂、促生剂和生物酶,能提供优质的土壤改良剂和有机肥料,能有效提高土壤中微生物的种类和数量,有助于提高土壤肥力和植物生长速率。
详细地,所述有机聚合胶联剂是以植物种子为胶粉为主体原料,对其进行复合混配改性而成的天然黏合剂;优选为深圳市五大湖新概念环保科技有限公司的有机聚合胶联剂G-Tac。针对传统的高分子化合黏合剂不易降解的缺陷,上述有机聚合胶联剂通过在纤维与纤维之间和纤维与土壤之间建立捆绑胶联,大大提高土壤颗粒依附强度,促进土壤颗粒团粒结构形成,同时能够优化土壤微生物生存环境,进一步促进土壤的熟化;其他具有上述功能的有机聚合胶联剂也可以采用,效果以本申请采用的为优。
本发明另一方面提供了一种金属矿山酸性废石场生态修复方法,包括以下步骤:
S1、对金属矿山酸性废石场进行预处理,在边坡上铺设生态棒后用双向土工格栅覆盖坡面,并通过锚杆固定;
S2、依次铺设酸性改良层和勾花网,随后通过锚杆固定;
S3、铺设上述改良基质形成改良基材层,控制所述改良基材层完全覆盖所述生态棒和双向土工格栅;
S4、喷射种子层,控制所述种子层完全覆盖所述改良基材层。
在上述技术方案中,步骤S3中,所述改良基材层的厚度为6-8cm。
具体地,在上述技术方案中,所述改良基材层是通过专用干喷机将改良基质喷射至铺设完勾花网的坡面上,使改良基材层覆盖整个坡面和生态棒的外表面。
进一步地,在上述技术方案中,步骤S4中,所述种子层的厚度为 0.5-1.0cm,所述种子层包括聚合木纤维和植物种子。
优选地,在上述技术方案中,优选地,所述聚合木纤维的用量为 600-1000g/m2,所述植物种子的用量为25-35g/m2。
具体地,在上述技术方案中,所述聚合木纤维由具有一定长度的原始木材纤维和高强度、无毒无害的有机聚合胶联剂组成的非生物降解的合成纤维。优选为美国Applegate公司的Wood-Lok HPM,与土壤表面形成土壤保护纤维层,且能与土壤紧密结合形成连续、多孔,吸水和柔性的防侵蚀覆盖,是一种可完全生物降解和有效的抗雨水冲刷的生态材料,具有吸水和保水作用,与土壤表面密切贴合,可促进植物快速发芽和加速植物生长;其他具有上述功能的木纤维也可以采用,效果以本申请采用的为优。
具体地,在上述技术方案中,所述植物种子采用乡土适生乔灌木为主、草本植物为辅;详细地,所述草本植物的种子用量比例范围应控制在3-5g/m2,以防止草本植物萌发后影响木本植物的生长。
具体地,在上述技术方案中,所述种子层是通过专用液力喷播机将其喷射到改良基材层的外表面。
再进一步地,在上述技术方案中,步骤S4中,还包括,在所述种子层上铺设养护层,并通过锚杆固定。
优选地,在上述技术方案中,所述养护层的厚度为0.6-1.0cm。
进一步优选地,在上述技术方案中,所述养护层为天然椰子纤维经冲压加工成的椰纤毯。
具体地,在上述技术方案中,所述保护层由100%天然椰子纤维通过冲压加工做成,椰子纤维含有比一般植物纤维更高的木质素,有更强的抗腐蚀能力,同时,具有重量轻、强度高、弹性好和透水性强的特点,容易形成密集而大小合理的网孔结构,植物在网孔中生长,网孔能创造一个透气、保水、调温的环境,可以为植物的发芽、生长提供良好的条件;其他具有上述功能的保护层也可以采用,效果以本申请采用的为优。
在上述技术方案中,步骤S2中,所述酸性改良层包括尾砂、石灰、有机聚合胶联剂和稻壳,所述酸性改良层的厚度为1-2cm。
优选地,在上述技术方案中,以单位面积计算,所述石灰的用量为1.0-1.5kg/m2,所述有机聚合胶联剂的用量为18-23g/m2,所述稻壳的用量为0.45-0.55kg/m2。
具体地,在上述技术方案中,所述酸性改良层通过石灰的中和作用起到了很好的改良酸性废石的问题,在一定程度上为植物的后期生长提供良好的土壤环境。
具体地,在上述技术方案中,所述酸性改良层是通过专用干喷机设备将其喷射于坡面上。
具体地,在上述技术方案中,所述勾花网优选为包塑勾花网,勾花网进行包塑是防腐的方法之一,且勾花网是由使用各种材质的金属丝由勾花网机钩编而成;勾花网的网孔尺寸优选为50mm×50mm,丝径优选为3-6mm,勾花网经包塑后抗腐蚀能力强,使用寿命长,在工程技术中起到防护作用。
又进一步地,在上述技术方案中,步骤S1中,具体包括:
S11、清除金属矿山酸性废石场边坡浮石,消除边坡落石隐患,削坡减载,按小于自然安息角的坡度降低局部坡度;
S12、在废石场进行边坡平台和顶部平台的地形重塑,使所述边坡平台和顶部平台分别向内和向外形成倾角,保证雨水能迅速导排,避免对废石场边坡造成不稳定影响;
S13、在废石场外缘修建截水沟,在边坡修建排水沟,构建良好的清污分流系统,最大化降低雨水对废石场的淋溶;
S14、在边坡上铺设生态棒,用双向土工格栅覆盖坡面,并通过锚杆固定生态棒和双向土工格栅。
具体地,在上述技术方案中,步骤S14中,所述生态棒由高分子聚丙烯材料制成,耐腐蚀性强,能有效保证基材长期稳定和合理的厚度。
详细地,在上述技术方案中,步骤S14中,所述生态棒铺设的纵向间距依据边坡长度和边坡角度确定,优选为1.0-1.5m。
本发明的优点:
(1)本发明所提供的用于金属矿山酸性废石场生态修复的改良基质所选用的原料包括尾砂、发酵污泥、稻壳和鸡粪等,其来源较广,利用率较低,单独堆存对周围环境具有一定的污染,本发明实现了固体废物的资源化利用,使其可变废为宝,降低了生态修复工程成本;
(2)本发明所提供的用于金属矿山酸性废石场生态修复的改良基质以尾砂作为原料制备,实现了金属矿山废石场无客土植被恢复,为避免取土造成的二次生态破坏,体现“以废治废”的环保理念;
(3)本发明通过合理配比将所选定的尾砂、稻壳、鸡粪、发酵污泥、膨润土、有机聚合胶联剂和微生物菌剂制备用于金属矿山酸性废石场生态修复的改良基质,能有效地调节土壤有机氮、磷、钾、有机质含量,改善了土壤结构,营造了良好的植物生长环境;
(4)本发明所提供的金属矿山酸性废石场生态修复方法,采用现代喷播技术为手段,有效提高了施工效率,采用分层喷播的方法,构建最优化的植物正常生长的土壤结构;
(5)本发明所提供的金属矿山酸性废石场生态修复方法,以土壤改良理论为基础,通过构建酸性改良层中和金属矿山酸性废石场产生的H+,为植物的生长提供良好的土壤环境,改良基材层由尾砂、稻壳、鸡粪、发酵污泥、膨润土、有机聚合胶联剂和微生物菌剂按照一定比例混合制备而成,改善了土壤结构,具有良好的透气性及持水性,并且富含大量有机质,为植物后期快速生长提供了良好的环境和养分,同时,使尾砂、稻壳、鸡粪和发酵污泥等固体废物变废为宝,提高了固废的资源化开发利用,降低了生态修复工程成本,创造巨大的环境效益和社会效益,也为企业创造了客观的经济效益,促进了循环经济的发展;
(6)本发明所提供的金属矿山酸性废石场生态修复方法,施工工艺简单,易实施,效率高,效果好适用了大面积的应用,具有能优化生态环境的明显效果和长远意义。
附图说明
图1为本发明实施例中金属矿山酸性废石场生态修复的示意图;
图2为图1中D的局部放大图;
图中:
1-酸性废石场;2-边坡平台;3-顶部平台;4-清污分流系统;5-生态棒;6-锚杆;7-酸性改良层;8-勾花网;9-改良基材层;10-种子层; 11-养护层。
具体实施方式
下面结合实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的保护范围。
以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的保护范围,本发明的保护范围以权利要求书为准。
若未特别指明,本发明实施例中所用的实验试剂和材料等均可市售获得。
若未具体指明,本发明实施例中所用的技术手段均为本领域技术人员所熟知的常规手段。
在本发明实施例中,体积的单位可以是立方米、立方千米等,重量的单位可以是克、千克等,视具体的生产情况而定。
国内某大型铜矿YTW废石场,占地面积10.9hm2,1991年停止堆放,至今废弃近30年;堆场由采矿剥离的废石堆弃而成,堆体松散程度较高,且含有硫化矿物,堆体表面风化程度较低,没有土层,堆体边坡局部坡度为45-60°,堆场淋溶液pH值为2.5-4.0,植被恢复极度困难。
在上述YTW废石场中设置3个实验区,分别标记为A、B和C,对其进行生态修复,如图1和图2所示,具体步骤如下:
(1)废石场稳定性处理:清除酸性废石场1的边坡浮石,消除边坡落石隐患,并降低局部坡度,整体坡度控制在50°左右;
(2)地形重塑:边坡平台2和顶部平台3的地形重塑,使边坡平台 2向内形成5°倾角,顶部平台3向外形成10°倾角;
(3)清污分流系统:结合酸性废石场1的地形修改截排水设施,构建完善的清污分流系统4;
(4)坡面分割:在酸性废石场1边坡上铺设生态棒5,采用锚杆 6固定;
(5)构造酸性改良层:酸性改良层7是通过专用干喷机将混合均匀后的尾砂、石灰、有机聚合胶联剂和稻壳喷射到坡面上形成的;
(6)铺设勾花网:铺设勾花网8,并采用锚杆6固定;
(7)构造改良基材层:改良基质由尾砂、混合改良材料、有机聚合胶联剂、微生物菌剂均匀混合而成,且混合改良材料按照体积比由 20%稻壳+35%鸡粪+30%发酵污泥+15%膨润土混合而成,有机聚合胶联剂和微生物菌剂的施用量以尾砂和混合改良材料混合体积计算,并按有机聚合胶联剂200g/m3和微生物菌剂25g/m3的量,将有机聚合胶联剂和微生物菌剂加入后再次搅拌混合均匀,通过专用干喷机将改良基质喷射到酸性改良层7表面,形成酸性废石场的改良基材层9;
(8)构造种子层:种子层10由聚合木纤维和植物种子混合而成,其中,植物品种为湿地松、马棘、刺槐、小叶女贞、盐肤木、苎麻、紫花苜蓿、百喜草、高羊茅、金鸡菊,聚合木纤维为美国Applegate公司的Wood-Lok HPM;
(9)铺设养护层:养护层11采用椰纤毯(厚度0.8cm),使椰纤毯覆盖整个植物种子层,并采用锚杆6固定。
在本发明实施例中,所用尾砂为就地取材的铜矿YTW废石场的固体废弃物,其粒径在0.06-0.85mm之间;所用发酵污泥为城市污水处理厂的脱水污泥采用高温好氧堆肥的方法,经过好氧微生物的发酵分解并转化为稳定性较高的类腐殖质,其外观呈褐色,疏松、分散、细颗粒状,含水率≤30.0%,密度为1.2-1.5g/cm3,粒径<10mm,泥质达到《城镇污水处理厂污泥处置园林绿化用泥质》(GB/T 23486-2009)相关规定和控制标准;所用膨润土为层间阳离子为Na+的膨润土市售产品;所用有机聚合胶联剂为深圳市五大湖新概念环保科技有限公司的有机聚合胶联剂G-Tac产品;所用微生物菌剂为一种具有多元作用的生物制剂产品,其为活菌数分别为2.5×108cfu/g和3.0×108cfu/g的芽孢杆菌和放线菌的混合物。
实施例1
本实施例对实验区A进行生态修复,相关技术参数如下:
(1)坡面分割:生态棒铺设的纵向间距为1.0m;
(2)酸性改良层:石灰、稻壳和有机聚合胶联剂的用量分别为1.0 kg/m2、0.5kg/m2和20g/m2,酸性改良层的厚度为1.0cm,其余为尾砂;
(3)改良基材层:尾砂和混合改良材料的占比分别为25%和75%,改良基材层厚度为6.0cm;
(4)物种子层:聚合木纤维600g/m2和植物种子25g/m2,其厚度为0.6cm。
实施例2
本实施例对实验区B进行生态修复,相关技术参数如下:
(1)坡面分割:生态棒铺设的纵向间距为1.0m;
(2)酸性改良层:石灰、稻壳和有机聚合胶联剂的用量分别为1.5 kg/m2、0.5kg/m2和20g/m2,酸性改良层厚度为1.5cm,其余为尾砂;
(3)改良基材层:尾砂和混合改良材料的占比分别为50%和50%,改良基材层厚度为8cm;
(4)植物种子层:聚合木纤维800g/m2和植物种子30g/m2,其厚度为0.8cm。
实施例3
本实施例对实验区C进行生态修复,相关技术参数如下:
(1)坡面分割:生态棒铺设的纵向间距为1.5m。
(2)酸性改良层:石灰、稻壳和有机聚合胶联剂的用量分别为1.5 kg/m2、0.5kg/m2和20g/m2,酸性改良层厚度为1.5cm,其余为尾砂;
(3)改良基材层:尾砂和混合改良材料的占比分别为75%和25%,改良基材层厚度为8cm;
(4)植物种子层:聚合木纤维1000g/m2和植物种子35g/m2,其厚度为1.0cm。
上述实施例经过连续5年的跟踪监测,在生态效应上,植物覆盖率达到了100%,呈现出以木本植物为主的乔灌草立体防护结构,与周边自然植被相互融合,且能自我繁衍生长,坡面形成牢固的根系结构,有效的控制了水土流失,恢复局部生态系统;在环境效益上,从源头上减少了75%的酸性废水和30%以上的重金属排放量。实现了将“源头控制”的理念引入到金属矿山废物堆场生态修复,从治本的角度解决堆场对环境的污染。
采用上述实施例的修复方法,经过连续5年的跟踪监测,在改善土壤结构上,阳离子交换量由1.5cmol/kg提高到13.25cmol/kg,土壤养分由6级提高至3级,显著增加了贫瘠土壤的有机质和有效氮磷钾的含量,同时,有机质含量的增加,降低土壤容重,增加土壤总孔隙度,增加土壤持水力;在生态效应上,植物覆盖率达到了100%,呈现出以木本植物为主的乔灌草立体防护结构,与周边自然植被相互融合,且能自我繁衍生长,坡面形成牢固的根系结构,有效的控制了水土流失,恢复局部生态系统;在环境效益上,从源头上减少了75%的酸性废水和30%以上的重金属排放量。综上所述,本发明实施例实现了将“源头控制”的理念引入到金属矿山废物堆场生态修复,从治本的角度解决堆场对环境的污染。
最后,以上仅为本发明的较佳实施方案,并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内大。
Claims (10)
1.一种用于金属矿山酸性废石场生态修复的改良基质,其特征在于,由尾砂、混合改良材料、有机聚合胶联剂和微生物菌剂组成,所述尾砂和混合改良材料在改良基质中的体积份数分别为0-75%和25-100%,所述混合改良材料包括稻壳、鸡粪、发酵污泥和膨润土。
2.根据权利要求1所述的改良基质,其特征在于,所述混合改良材料由体积比为(18-22.5):(32-38):(27.5-33):(13.5-18)的稻壳、鸡粪、发酵污泥和膨润土组成。
3.根据权利要求1或2所述的改良基质,其特征在于,以尾砂和混合改良材料的体积之和计,所述有机聚合胶联剂和微生物菌剂的加入量分别为185-220g/m3和22-28g/m3。
4.根据权利要求1-3任一项所述的改良基质,其特征在于,
所述尾砂为粒径0.06-0.085mm的选矿废料;
和/或,所述发酵污泥为脱水污泥经高温好氧发酵后得到的类腐殖质,其含水率≤30.0%,密度为1.2-1.5g/cm3,粒径<10mm;
和/或,所述膨润土为颗粒状钠基膨润土;
和/或,所述微生物菌剂为活菌数分别为(2.3-2.8)×108cfu/g和(2.6-3.5)×108cfu/g的芽孢杆菌和放线菌的混合物。
5.一种金属矿山酸性废石场生态修复方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、对金属矿山酸性废石场进行预处理,在边坡上铺设生态棒后用双向土工格栅覆盖坡面,并通过锚杆固定;
S2、依次铺设酸性改良层和勾花网,随后通过锚杆固定;
S3、铺设权利要求1所述的改良基质形成改良基材层,控制所述改良基材层完全覆盖所述生态棒和双向土工格栅;
S4、喷射种子层,控制所述种子层完全覆盖所述改良基材层。
6.根据权利要求5所述的金属矿山酸性废石场生态修复方法,其特征在于,步骤S3中,所述改良基材层的厚度为6-8cm。
7.根据权利要求5或6所述的金属矿山酸性废石场生态修复方法,其特征在于,
步骤S4中,所述种子层的厚度为0.5-1.0cm,所述种子层包括聚合木纤维和植物种子;
优选地,所述聚合木纤维的用量为600-1000g/m2,所述植物种子的用量为25-35g/m2。
8.根据权利要求5或7所述的金属矿山酸性废石场生态修复方法,其特征在于,
步骤S4中,还包括,在所述种子层上铺设养护层,并通过锚杆固定;
优选地,所述养护层的厚度为0.6-1.0cm;
进一步优选地,所述养护层为天然椰子纤维经冲压加工成的椰纤毯。
9.根据权利要求5所述的金属矿山酸性废石场生态修复方法,其特征在于,
步骤S2中,所述酸性改良层包括尾砂、石灰、有机聚合胶联剂和稻壳,所述酸性改良层的厚度为1-2cm;
优选地,所述石灰的用量为1.0-1.5kg/m2,所述有机聚合胶联剂的用量为18-23g/m2,所述稻壳的用量为0.45-0.55kg/m2。
10.根据权利要求5-9任一项所述的金属矿山酸性废石场生态修复方法,其特征在于,步骤S1中,具体包括:
S11、清除金属矿山酸性废石场边坡浮石,消除边坡落石隐患,削坡减载,按小于自然安息角的坡度降低局部坡度;
S12、在废石场进行边坡平台和顶部平台的地形重塑,使所述边坡平台和顶部平台分别向内和向外形成倾角,保证雨水能迅速导排,避免对废石场边坡造成不稳定影响;
S13、在废石场外缘修建截水沟,在边坡修建排水沟,构建良好的清污分流系统,最大化降低雨水对废石场的淋溶;
S14、在边坡上铺设生态棒,用双向土工格栅覆盖坡面,并通过锚杆固定生态棒和双向土工格栅。
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Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112792121A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-05-14 | 宁波城市阳光环境建设工程有限公司 | 一种应用菌根技术的矿山生态修复方法 |
CN113089691A (zh) * | 2021-03-01 | 2021-07-09 | 商丘师范学院 | 一种基于景观再造的高陡硬质边坡修复系统及其修复方法 |
CN113248195A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-08-13 | 中煤地质集团有限公司 | 金属硫化物矿山酸性开采边坡中重金属固化修复材料及其施工方法 |
CN113728882A (zh) * | 2021-09-26 | 2021-12-03 | 矿冶科技集团有限公司 | 用于生态修复的复合基质层以及寒旱区矸石堆的生态修复方法 |
CN113863331A (zh) * | 2021-09-28 | 2021-12-31 | 中铁第一勘察设计院集团有限公司 | 石质山区生态防护弃渣场 |
CN114467400A (zh) * | 2020-10-27 | 2022-05-13 | 国家电投集团远达环保工程有限公司重庆科技分公司 | 一种基于微生物菌剂修复露天煤矿排土场的方法 |
CN115088586A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-09-23 | 中冶生态环保集团有限公司 | 一种矿山生态修复基质及其制备方法和使用方法 |
CN115162371A (zh) * | 2022-07-01 | 2022-10-11 | 青海九零六工程勘察设计院有限责任公司 | 一种泥岩边坡土壤修复自动调节系统及方法 |
CN115815318A (zh) * | 2023-01-10 | 2023-03-21 | 中国科学院沈阳应用生态研究所 | 一种尾矿废弃地的修复方法 |
CN117468510A (zh) * | 2023-11-01 | 2024-01-30 | 湖南中车环境工程有限公司 | 一种金属矿山酸性废渣的原位阻隔结构及施工工艺 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101974911A (zh) * | 2010-09-17 | 2011-02-16 | 北京矿冶研究总院 | 酸性废石场边坡生态修复方法 |
CN103739344A (zh) * | 2013-11-22 | 2014-04-23 | 北京矿冶研究总院 | 一种含有发酵污泥的底层喷播基材及其制备方法 |
CN103806454A (zh) * | 2014-02-14 | 2014-05-21 | 北京矿冶研究总院 | 一种金属硫化矿固废堆场污染防治与植被恢复的方法 |
CN103821154A (zh) * | 2014-02-12 | 2014-05-28 | 北京矿冶研究总院 | 一种烧结法赤泥堆场边坡的生态修复方法 |
CN105061001A (zh) * | 2015-04-17 | 2015-11-18 | 北京林业大学 | 酸性铜尾矿基质改良剂、改良基质及其制备方法和应用 |
CN108990455A (zh) * | 2018-06-19 | 2018-12-14 | 深圳文科园林股份有限公司 | 一种尾矿库酸性土壤植被恢复的隔离层及其制备方法 |
CN110128191A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-08-16 | 中国瑞林工程技术股份有限公司 | 一种强酸重金属排土场废弃地的土壤改良基质及生态恢复方法 |
KR102095740B1 (ko) * | 2019-08-05 | 2020-04-02 | 주식회사 제이에스비건설 | 폐기물 슬러지를 이용한 식생복원토 조성물 및 이를 이용한 비탈면 녹화 시공 방법 |
-
2020
- 2020-04-20 CN CN202010313369.3A patent/CN111593745B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101974911A (zh) * | 2010-09-17 | 2011-02-16 | 北京矿冶研究总院 | 酸性废石场边坡生态修复方法 |
CN103739344A (zh) * | 2013-11-22 | 2014-04-23 | 北京矿冶研究总院 | 一种含有发酵污泥的底层喷播基材及其制备方法 |
CN103821154A (zh) * | 2014-02-12 | 2014-05-28 | 北京矿冶研究总院 | 一种烧结法赤泥堆场边坡的生态修复方法 |
CN103806454A (zh) * | 2014-02-14 | 2014-05-21 | 北京矿冶研究总院 | 一种金属硫化矿固废堆场污染防治与植被恢复的方法 |
CN105061001A (zh) * | 2015-04-17 | 2015-11-18 | 北京林业大学 | 酸性铜尾矿基质改良剂、改良基质及其制备方法和应用 |
CN108990455A (zh) * | 2018-06-19 | 2018-12-14 | 深圳文科园林股份有限公司 | 一种尾矿库酸性土壤植被恢复的隔离层及其制备方法 |
CN110128191A (zh) * | 2019-04-10 | 2019-08-16 | 中国瑞林工程技术股份有限公司 | 一种强酸重金属排土场废弃地的土壤改良基质及生态恢复方法 |
KR102095740B1 (ko) * | 2019-08-05 | 2020-04-02 | 주식회사 제이에스비건설 | 폐기물 슬러지를 이용한 식생복원토 조성물 및 이를 이용한 비탈면 녹화 시공 방법 |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114467400A (zh) * | 2020-10-27 | 2022-05-13 | 国家电投集团远达环保工程有限公司重庆科技分公司 | 一种基于微生物菌剂修复露天煤矿排土场的方法 |
CN112792121A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-05-14 | 宁波城市阳光环境建设工程有限公司 | 一种应用菌根技术的矿山生态修复方法 |
CN112792121B (zh) * | 2020-11-25 | 2022-09-02 | 宁波城市阳光环境建设工程有限公司 | 一种应用菌根技术的矿山生态修复方法 |
CN113089691A (zh) * | 2021-03-01 | 2021-07-09 | 商丘师范学院 | 一种基于景观再造的高陡硬质边坡修复系统及其修复方法 |
CN113248195A (zh) * | 2021-04-13 | 2021-08-13 | 中煤地质集团有限公司 | 金属硫化物矿山酸性开采边坡中重金属固化修复材料及其施工方法 |
CN113728882A (zh) * | 2021-09-26 | 2021-12-03 | 矿冶科技集团有限公司 | 用于生态修复的复合基质层以及寒旱区矸石堆的生态修复方法 |
CN113863331A (zh) * | 2021-09-28 | 2021-12-31 | 中铁第一勘察设计院集团有限公司 | 石质山区生态防护弃渣场 |
CN115088586A (zh) * | 2022-06-27 | 2022-09-23 | 中冶生态环保集团有限公司 | 一种矿山生态修复基质及其制备方法和使用方法 |
CN115088586B (zh) * | 2022-06-27 | 2023-08-18 | 中冶生态环保集团有限公司 | 一种矿山生态修复基质及其制备方法和使用方法 |
CN115162371A (zh) * | 2022-07-01 | 2022-10-11 | 青海九零六工程勘察设计院有限责任公司 | 一种泥岩边坡土壤修复自动调节系统及方法 |
CN115815318A (zh) * | 2023-01-10 | 2023-03-21 | 中国科学院沈阳应用生态研究所 | 一种尾矿废弃地的修复方法 |
CN117468510A (zh) * | 2023-11-01 | 2024-01-30 | 湖南中车环境工程有限公司 | 一种金属矿山酸性废渣的原位阻隔结构及施工工艺 |
CN117468510B (zh) * | 2023-11-01 | 2024-04-23 | 湖南中车环境工程有限公司 | 一种金属矿山酸性废渣的原位阻隔结构及施工工艺 |
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Publication number | Publication date |
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CN111593745B (zh) | 2022-03-04 |
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