CN113399451B - 一种固化与修复铅锌尾矿的方法 - Google Patents

一种固化与修复铅锌尾矿的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种固化与修复铅锌尾矿的方法，属于尾矿固化技术领域，所述方法为将铅锌尾矿进行分层固化，在每层铅锌尾矿中注入微生物菌液和胶结液，之后静置、干燥，本发明不仅能固定铅锌尾矿颗粒，还能有效解决铅锌尾矿的重金属污染问题，提高重金属离子的固定率。

Description

一种固化与修复铅锌尾矿的方法
技术领域
本发明涉及尾矿固化技术领域，特别是涉及一种固化与修复铅锌尾矿的方法。
背景技术
随着铅锌需求量的增加，铅锌冶炼企业的规模和铅锌产量不断扩大，同时会产生大量的铅锌尾矿。铅锌尾矿是采出的矿石被破碎、磨矿、分选等得到的固体废弃物，铅锌尾矿的粒径较小、颗粒粘聚力低、堆积体抗压强度差、力学性质也较差。铅锌尾矿的力学性质较差，易导致尾矿溃坝等地质灾害。铅锌尾矿作为固体废弃物，常被堆积在室外，在堆积的过程中也会引起大气污染、土壤污染和水污染等。铅锌矿尾矿引起的大气污染主要集中在扬尘和重金属污染，特别是在干燥的环境中铅锌尾矿极易引起扬尘，导致大气中重金属超标，使重金属污染范围扩大，远超过铅锌尾矿堆放区范围。铅锌尾矿中的重金属离子在风吹、雨淋的作用下容易从尾矿迁移到周边的土壤和水环境中，且随着水在周边环境中循环转化，导致重金属的污染范围增大，给矿区周边的生态环境修复带来巨大压力。铅锌尾矿中的重金属污染物以Fe、Mn、Pb、Zn、Cr、Cu等为主。这些重金属在铅锌尾矿中迁移释放的过程，也会降低铅锌尾矿的力学性能，加剧地质灾害的发生。综上所述，铅锌尾矿作为一种特殊的土体，对铅锌尾矿的治理需要同时考虑到重金属的修复和尾矿力学性质的改善，两者缺一不可。
目前，提高铅锌尾矿力学性能的方法主要有物理力学加固法、碾压法、化学注浆法等。但是上述方法能耗高、成本高、易产生二次污染，且不能修复铅锌尾矿引起的重金属污染问题。微生物诱导碳酸钙沉积技术是目前改善岩土力学性质的一项新技术，具有环境友好、粘结性强、能耗低、碳排放低等优点，是生物工程、化学工程、土木工程等学科交叉的研究热点问题之一。目前尚未有将微生物诱导碳酸钙沉积技术应用到铅锌尾矿固化的报道，这是因为铅锌尾矿中含有大量的重金属，高浓度的重金属会抑制微生物的活性。因此，如何利用微生物固化与修复铅锌尾矿是本领域中亟需解决的技术问题。
发明内容
为了解决铅锌尾矿颗粒粘聚力低、堆积体抗压强度差、易释放重金属污染物等问题，本发明基于分层固化的方式，提出了微生物诱导固化与修复铅锌尾矿的方法，使其不仅能固定铅锌尾矿颗粒，还能有效解决铅锌尾矿的重金属污染问题。
本发明从土壤中富集的菌液中含有的微生物具有较强的重金属耐受性，能在高浓度重金属离子条件下存活。因此，采用土壤富集菌液，并将其应用到诱导固化与修复铅锌尾矿中，不仅能提高尾矿颗粒的强度、防止地质灾害的发生，而且能有效修复铅锌尾矿释放的重金属污染物，降低企业的环境治理成本。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种固化与修复铅锌尾矿的方法，包括以下步骤：采用分层固化的方式固化与修复铅锌尾矿，在每层铅锌尾矿中注入菌液和胶结液，静置、干燥即可。
进一步地，每层铅锌尾矿的厚度为1-10cm。
进一步地，当每层铅锌尾矿的厚度为2cm时，每层铅锌尾矿的重量与菌液的比为(60-70)g：(50-250)mL，每层铅锌尾矿的重量与胶结液的比为(60-70)g：(50-250)mL。
进一步地，具体包括如下步骤：
(1)取湿润环境中的土壤作为种泥接种到第一培养基中，培养至所述第一培养基变浑浊，无菌条件下连续接种8-12次，富集菌液；
(2)将步骤(1)所述菌液接种至第二培养基中，扩大培养，得到扩大培养后的菌液，将扩大培养后的菌液浓度稀释至OD600＝1.5-2.0；
(3)采用分层固化的方式，添加铅锌尾矿，每添加一层铅锌尾矿层之后，依次注入步骤(2)得到的菌液和胶结液，静置、干燥即可。
进一步地，所述步骤(1)中第一培养基为灭菌的NH4-YE培养基。NH4-YE培养基为：硫酸铵10.0g，酵母提取物20.0g，0.13mol/L Tris-buffer(pH＝9.0)，1L去离子水。步骤(1)中优选猪粪周边的润湿土壤作为种泥，将种泥在无菌条件下接种到第一培养基NH4-YE培养基中，30℃、100-150r/min培养1-3d，至第一培养基变浑浊，无菌条件下连续接种8-12次，富集菌液。
进一步地，所述步骤(2)中菌液的接种量为3-6wt％。
进一步地，所述步骤(2)中第二培养基为灭菌的NH4-YE培养基，与第一培养基成分相同。步骤(2)中菌液的接种量优选为5wt％，步骤(2)的具体过程为将菌液接种到灭菌后的第二培养基NH4-YE培养基中，置于30℃、转速为100-150r/min的振荡器上扩大培养1-3d后得到扩大培养后的菌液，将扩大培养后的菌液浓度稀释至OD600＝1.5-2.0。
进一步地，所述步骤(3)中菌液和胶结液的注入间隔时间为30-60min。
进一步地，所述步骤(3)中分别添加每层厚度为1cm、2cm、3cm、4cm和10cm的铅锌尾矿；每层厚度为1cm的铅锌尾矿层每天均添加铅锌尾矿；每层厚度为2cm的铅锌尾矿层间隔2d添加铅锌尾矿；每层厚度为3cm的铅锌尾矿层间隔3d添加铅锌尾矿；每层厚度为4cm的铅锌尾矿层间隔4d添加铅锌尾矿；每层厚度为10cm的铅锌尾矿层间隔5d后再添加1cm的铅锌尾矿；当铅锌尾矿添加到11cm或12cm后，每天仅注入菌液不添加尾矿，之后注入胶结液。
例如，以每层厚度为2cm的铅锌尾矿层间隔2d添加铅锌尾矿的固化过程可以为：取顶部和底部均开口的内径为50mm、高170mm的亚克力管作为固化模具，用两层纱布密封模具底部后，在模具的侧壁涂抹凡士林作为脱模剂，在固化模具中采用分层固化的方式，添加厚度为2cm的铅锌尾矿层(此模具内2cm高的铅锌尾矿层重量约为60-70g)，注入步骤(2)得到的菌液100-200mL/d，间隔30-60min后注入胶结液100-200mL/d，巴氏芽孢杆菌菌液和胶结液连续注入2d，重复上述注入菌液和胶结液的步骤直至得到厚度为12cm高的铅锌尾矿层，注入步骤(2)的菌液100-200mL/d，间隔30-60min后注入胶结液100-200mL/d，菌液和胶结液连续注入1-2d，静置、干燥即可。
进一步地，静置时间为2d，干燥温度为100-110℃，干燥时间为24-36h。
进一步地，所述胶结液为含0.5mol/L的尿素和0.5mol/L的Ca2+的水溶液。Ca2+溶液为0.5mol/L的乙酸钙溶液。
本发明公开了以下技术效果：
1.经过本发明固化与修复铅锌尾矿的方法得到的铅锌尾矿材料的无侧限抗压强度提高到0.5-1.0MPa，与其它提高铅锌尾矿力学性能的方法相比，本发明以微生物诱导固化铅锌尾矿，提高铅锌尾矿的力学性能，具有环境友好、粘结性强、能耗低、碳排放低等优点。
2.本发明处理前的铅锌尾矿中含有重金属离子Fe3+、Zn2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、Mn2+、总Cr中的一种或多种，一般是含有多种重金属离子，以铅锌尾矿的浸出液作为对照组，经过本发明微生物诱导固化与修复铅锌尾矿后浸出液中Fe3+、Zn2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、Mn2+、总Cr等重金属离子的固定率分别达到了100％、100％、100％、100％、100％、97-99％和93-97％。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
以下实施例中，铅锌尾矿样品取自辽宁省葫芦岛市某铅锌矿。
以下实施例中，种泥为辽宁省阜新市阜蒙县某乡村堆积在猪粪周边的湿润土壤。
实施例1
一种微生物诱导固化与修复铅锌尾矿的方法，包括如下步骤：
步骤(1)：在辽宁省阜新市阜蒙县某乡村取堆积在猪粪周边的湿润土壤作为种泥，将种泥在无菌条件下接种到121℃灭菌30min的NH4-YE培养基中，30℃、120r/min培养2d，当NH4-YE培养基变浑浊，说明已经培养出微生物，无菌条件下连续接种10次，富集菌液中的微生物，经过分离纯化后进行16S测序，进化树分析结果，结果显示菌液中富集的微生物属于芽孢杆菌菌属，主要为巴氏芽孢杆菌。其中，NH4-YE培养基为：硫酸铵10.0g，酵母提取物20.0g，0.13mol/L Tris-buffer(pH＝9.0)，1L去离子水；
步骤(2)：将步骤(1)中富集的菌液按照5％的接种量接种到无菌的NH4-YE培养基中，置于30℃、转速为150r/min的振荡器上扩大培养3d后得到大量富集巴氏芽孢杆菌的菌液，诱导固化与修复铅锌尾矿前使用培养基将巴氏芽孢杆菌菌液浓度稀释至OD600＝1.5-1.8，此步骤NH4-YE培养基成分与步骤(1)的相同；
步骤(3)：取顶部和底部均开口的内径为50mm、高170mm的亚克力管作为固化模具，用两层纱布密封模具底部后，在模具的侧壁涂抹凡士林；
步骤(4)：在固化模具中添加2cm高的铅锌尾矿(重量约为60-70g)，注入步骤(2)所得富含巴氏芽孢杆菌的菌液150mL/d，间隔30-60min后注入胶结液(0.5mol/L的尿素和0.5mol/L的Ca2+水溶液)150mL/d，巴氏芽孢杆菌菌液和胶结液连续注入2d；
步骤(5)：在步骤(4)的基础上继续添加2cm高的铅锌尾矿，注入巴氏芽孢杆菌菌液(指步骤(2)得到的富集巴氏芽孢杆菌的菌液，下同)150mL/d，间隔30-60min后注入胶结液150mL/d，巴氏芽孢杆菌菌液和胶结液连续注入2d；
步骤(6)：在步骤(5)的基础上继续添加2cm高的铅锌尾矿，注入巴氏芽孢杆菌菌液150mL/d，间隔30-60min后注入胶结液150mL/d，巴氏芽孢杆菌菌液和胶结液连续注入2d；
步骤(7)：在步骤(6)的基础上继续添加2cm高的铅锌尾矿，注入巴氏芽孢杆菌菌液150mL/d，间隔30-60min后注入胶结液150mL/d，巴氏芽孢杆菌菌液和胶结液连续注入2d；
步骤(8)：在步骤(7)的基础上继续添加2cm高的铅锌尾矿，注入巴氏芽孢杆菌菌液150mL/d，间隔30-60min后注入胶结液150mL/d，巴氏芽孢杆菌菌液和胶结液连续注入2d；
步骤(9)：在步骤(8)的基础上继续添加2cm高的铅锌尾矿，注入巴氏芽孢杆菌菌液150mL/d，间隔30-60min后注入胶结液150mL/d，巴氏芽孢杆菌菌液和胶结液连续注入2d；
步骤(10)：在步骤(9)的基础上注入巴氏芽孢杆菌菌液150mL/d，间隔30-60min后注入胶结液150mL/d，巴氏芽孢杆菌菌液和胶结液连续注入2d；
步骤(11)：将上述微生物诱导固化与修复铅锌尾矿材料在模具中静置2d后，将微生物诱导固化与修复铅锌尾矿试件脱模，并置于105℃的鼓风干燥箱中干燥36h。将干燥后的试件两端打磨平整，形成直径和高度分别为5cm和12cm的微生物诱导固化与修复铅锌尾矿试件；
步骤(12)：将微生物诱导固化与修复铅锌尾矿试件放置于计算机控制的万能试验机上，按加载速度为2mm/min进行无侧限抗压强度试验，计算得微生物诱导固化与修复铅锌尾矿试件的无侧限抗压强度稳定在0.9-1.0MPa；
步骤(13)：取微生物诱导固化与修复铅锌尾矿试件上中下三个部分的样品按照1:1:1进行混合后，按照固液比1：5(m：V，g/mL)将微生物诱导固化与修复铅锌尾矿样品添加到去离子水中，25℃、150r/min进行浸出试验，浸出5d后测定浸出液的pH值和Fe3+、Zn2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、Mn2+、总Cr浓度。以同等实验条件下，铅锌尾矿浸出液的各项指标作为对照组，计算Fe3+、Zn2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、Mn2+、总Cr的固定率，分别为100％、100％、100％、100％、100％、97.92％和94.45％。浸出液的pH值由6.21-6.31提升至7.56-7.96。
实施例2
一种微生物诱导固化与修复铅锌尾矿的方法，同实施例1，不同之处在于：
步骤(4)-(10)中，注入巴氏芽孢杆菌菌液100mL/d，间隔30-60min后注入胶结液100mL/d；
步骤(10)中，巴氏芽孢杆菌菌液和胶结液连续注入1d；
步骤(12)中，微生物诱导固化与修复铅锌尾矿试件的无侧限抗压强度稳定在0.95Mpa；
步骤(13)中，微生物诱导固化与修复铅锌尾矿后，铅锌尾矿中Fe3+、Zn2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、Mn2+、总Cr的固定率，分别为100％、100％、100％、100％、100％、97.93％和95.56％。浸出液的pH值由6.21-6.31提升至7.61-8.10。
实施例3
一种微生物诱导固化与修复铅锌尾矿的方法，同实施例1，不同点在于：
步骤(10)中，巴氏芽孢杆菌菌液和胶结液连续注入1d；
步骤(12)中，微生物诱导固化与修复铅锌尾矿试件的无侧限抗压强度稳定在0.93MPa。
步骤(13)中，微生物诱导固化与修复铅锌尾矿后，铅锌尾矿中Fe3+、Zn2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、Mn2+、总Cr的固定率，分别为100％、100％、100％、100％、100％、97.94％和95.59％。浸出液的pH值由6.21-6.31提升至7.54-8.10。
实施例4
一种微生物诱导固化与修复铅锌尾矿的方法，同实施例1，不同点在于：
步骤(4)-(10)中，注入巴氏芽孢杆菌菌液200mL/d，间隔30-60min后注入胶结液200mL/d；
步骤(10)中，巴氏芽孢杆菌菌液和胶结液连续注入1d；
步骤(12)中，微生物诱导固化与修复铅锌尾矿试件的无侧限抗压强度稳定在0.89MPa。
步骤(13)中，微生物诱导固化与修复铅锌尾矿后，铅锌尾矿中Fe3+、Zn2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、Mn2+、总Cr的固定率，分别为100％、100％、100％、100％、100％、98.07％和96.67％。浸出液的pH值由6.19-6.31提升至7.55-8.21。
实施例5
一种微生物诱导固化与修复铅锌尾矿的方法，同实施例1，不同点在于：
步骤(2)将巴氏芽孢杆菌菌液浓度稀释至OD600＝2.0；
步骤(4)-(10)注入巴氏芽孢杆菌菌液150mL/d，间隔30min后注入胶结液150mL/d。
步骤(12)中，微生物诱导固化与修复铅锌尾矿试件的无侧限抗压强度稳定在1.0MPa。
步骤(13)中，微生物诱导固化与修复铅锌尾矿后，铅锌尾矿中Fe3+、Zn2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、Mn2+、总Cr的固定率，分别为100％、100％、100％、100％、100％、98.35％和96.78％。浸出液的pH值由6.19-6.30提升至7.63-8.12。
实施例6
步骤(1)-(3)、(11)同实施例1；
步骤(4)：在固化模具中添加1cm高的铅锌尾矿(重量约为33g)，注入步骤(2)所得富含巴氏芽孢杆菌的菌液150mL/d，间隔30-60min后注入胶结液(0.5mol/L的尿素和0.5mol/L的Ca2+水溶液)150mL/d，每天添加1cm高的铅锌尾矿层，重复上述注入菌液和胶结液的过程，直至达到12cm。
步骤(12)中，微生物诱导固化与修复铅锌尾矿试件的无侧限抗压强度稳定在0.88MPa。
步骤(13)中，微生物诱导固化与修复铅锌尾矿后，铅锌尾矿中Fe3+、Zn2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、Mn2+、总Cr的固定率，分别为100％、100％、100％、100％、100％、98.24％和95.56％。浸出液的pH值由6.19-6.30提升至7.81-7.96。
实施例7
步骤(1)-(3)、(11)同实施例1；
其余步骤：在固化模具中添加3cm高的铅锌尾矿注入步骤(2)所得富含巴氏芽孢杆菌的菌液150mL/d，间隔30-60min后注入胶结液(0.5mol/L的尿素和0.5mol/L的Ca2+水溶液)150mL/d，每隔3天添加3cm高的铅锌尾矿层，重复上述注入菌液和胶结液的过程，直至达到12cm。
步骤(12)中，微生物诱导固化与修复铅锌尾矿试件的无侧限抗压强度稳定在0.73MPa。
步骤(13)中，微生物诱导固化与修复铅锌尾矿后，铅锌尾矿中Fe3+、Zn2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、Mn2+、总Cr的固定率，分别为100％、100％、100％、100％、100％、97.71％和94.45％。浸出液的pH值由6.19-6.30提升至7.71-7.81。
实施例8
步骤(1)-(3)、(11)同实施例1；
其余步骤：在固化模具中添加4cm高的铅锌尾矿注入步骤(2)所得富含巴氏芽孢杆菌的菌液150mL/d，间隔30-60min后注入胶结液(0.5mol/L的尿素和0.5mol/L的Ca2+水溶液)150mL/d，每隔4天添加4cm高的铅锌尾矿层，重复上述注入菌液和胶结液的过程，直至达到12cm。
步骤(12)中，微生物诱导固化与修复铅锌尾矿试件的无侧限抗压强度稳定在0.52MPa。
步骤(13)中，微生物诱导固化与修复铅锌尾矿后，铅锌尾矿中Fe3+、Zn2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、Mn2+、总Cr的固定率，分别为100％、100％、100％、100％、100％、97.03％和93.34％。浸出液的pH值由6.19-6.30提升至7.87-7.78。
对比例1
同实施例1，不同之处仅在于直接在步骤(3)的固化模具中添加12cm高的铅锌尾矿，注入巴氏芽孢杆菌菌液150mL/d，间隔50min后注入胶结液150mL/d，巴氏芽孢杆菌菌液和胶结液连续注入14d；
固化与修复之后铅锌尾矿试件的无侧限抗压强度为0.20MPa，计算Fe3+、Zn2+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、Mn2+、总Cr的固定率，分别为78.65％、70.12％、100％、81.2％、62.87％、55.43％和46.71％，浸出液的pH值由6.24提升至7.12。
由实施例1-5可知，当注菌/注胶结液量分别为100mL、150mL、200mL时，形成的巴氏芽孢杆菌固化含硫铅锌尾矿试件CaCO3含量分别为：7.88％、8.75％、9.47％。当注菌/注胶结液为50mL时，菌液和胶结液量较小，产生的CaCO3少，因此抗压强度较小(无应用价值，实施例中未示出)。当注菌/注胶结液为100-250mL时，菌液和胶结液充足，细菌的代谢活性强，能为碳酸钙沉积提供大量的成核位点，产生的CaCO3量随注菌/注胶结液量增加而增加，但抗压强度却有小幅度的下降。当注菌/注胶结液为100mL时，试件的抗压强度最大。当菌液和胶结液添加过量时，巴氏芽孢杆菌产生的CaCO3容易在表层累积，造成抗压强度下降。此外，当添加量较大时，胶结液中的Ca2+利用率降低，这与体系中Ca2+数量较多有关。据报道，大量的Ca2+吸附在巴氏芽孢杆菌细胞表面会抑制细菌的活性。因此，当注菌/注胶结液较大时，巴氏芽孢杆菌对尾矿的固化效果减弱。不同注菌/注胶结液条件下，巴氏芽孢杆菌固化含硫铅锌尾矿试件的无侧限抗压强度和CaCO3含量影响较大。随着注菌/注胶结液量的增加，试件的抗压强度呈先增加再趋于稳定最后下降的趋势，CaCO3含量呈增加的趋势。
由各实施例和各对比例可知，不同尾矿添加量对巴氏芽孢杆菌固化含硫铅锌尾矿试件无侧限抗压强度和CaCO3含量影响较大。当每层添加2-10cm尾矿时，随着尾矿添加量的增加试件的抗压强度和CaCO3含量逐渐减小。当每层添加2cm尾矿时，试件的无侧限抗压强度和CaCO3含量最大。当每层添加10cm尾矿时，试件的无侧限抗压强度和CaCO3含量都较小。不同尾矿添加量下形成的尾矿固化试样，其无侧限抗压强度与CaCO3含量呈正相关的关系。当尾矿添加量适宜时，注入的菌液与尾矿充分接触，部分巴氏芽孢杆菌附着在尾矿颗粒上，利用胶结液中的尿素产生碳酸根，最终形成具有粘结性的CaCO3，将尾矿颗粒固结在一起。当尾矿添加量由1cm增加到2cm时，菌液在尾矿颗粒间的流动时间变长，累积的CaCO3产量增多，抗压强度增大。当尾矿添加量由2cm增加到10cm时，菌液在尾矿颗粒间的流动速度逐渐减慢，甚至低于巴氏芽孢杆菌合成CaCO3的速率，导致CaCO3在局部堆积，造成尾矿整体胶结不均匀，导致抗压强度下降。
本发明在铅锌尾矿中添加富含巴氏芽孢杆菌的菌液，对尾矿中的金属离子具有较好的固定效果，能够有效修复尾矿释放的金属离子。巴氏芽孢杆菌固定金属离子的主要机制是巴氏芽孢杆菌产生大量活性高的脲酶，脲酶进一步催化尿素水解产生大量的碳酸根，同时提高了体系整体的pH值。在碱性环境下，金属离子容易形成碳酸盐沉淀和氢氧化物沉淀。以铅锌尾矿释放量最大的Mn2+为例，在巴氏芽孢杆菌的作用下，发生了如下的反应的方程式：
CO(NH2)2+H2O→NH2COOH+NH3，
NH2COOH+H2O→H2CO3+NH3，
Figure BDA0003180112970000141
Figure BDA0003180112970000142
Figure BDA0003180112970000151
Figure BDA0003180112970000152
尾矿添加量对巴氏芽孢杆菌固化含硫铅锌尾矿试件的无侧限抗压强度和CaCO3含量影响较大，整体呈随着尾矿添加量的增加，抗压强度和CaCO3含量均呈先增加再降低的趋势。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种固化与修复铅锌尾矿的方法，其特征在于，包括以下步骤：采用分层固化的方式固化与修复铅锌尾矿，在每层铅锌尾矿中注入菌液和胶结液，静置、干燥即可；
每层铅锌尾矿的厚度为1-10cm；当每层铅锌尾矿的厚度为2cm时，每层铅锌尾矿的重量与菌液的比为(60-70)g∶(50-250)mL，每层铅锌尾矿的重量与胶结液的比为(60-70)g∶(50-250)mL；
具体包括如下步骤：
(1)取湿润环境中的土壤作为种泥接种到第一培养基中，培养至所述第一培养基变浑浊，无菌条件下连续接种8-12次，富集菌液；
(2)将步骤(1)所述菌液接种至第二培养基中，扩大培养，得到扩大培养后的菌液，将扩大培养后的菌液浓度稀释至OD600＝1.5-2.0；
(3)采用分层固化的方式，添加铅锌尾矿，每添加一层铅锌尾矿层之后，依次注入步骤(2)得到的菌液和胶结液，静置、干燥即可。
2.根据权利要求1所述的一种固化与修复铅锌尾矿的方法，其特征在于，所述步骤(1)中第一培养基为灭菌的NH4-YE培养基。
3.根据权利要求1所述的一种固化与修复铅锌尾矿的方法，其特征在于，所述步骤(2)中菌液的接种量为3-6wt％。
4.根据权利要求1所述的一种固化与修复铅锌尾矿的方法，其特征在于，所述步骤(2)中第二培养基为灭菌的NH4-YE培养基。
5.根据权利要求1所述的一种固化与修复铅锌尾矿的方法，其特征在于，所述步骤(3)中菌液和胶结液的注入间隔时间为30-60min。
6.根据权利要求1所述的一种固化与修复铅锌尾矿的方法，其特征在于，所述步骤(3)中分别添加每层厚度为1cm、2cm、3cm、4cm和10cm的铅锌尾矿；每层厚度为1cm的铅锌尾矿层每天均添加铅锌尾矿；每层厚度为2cm的铅锌尾矿层间隔2d添加铅锌尾矿；每层厚度为3cm的铅锌尾矿层间隔3d添加铅锌尾矿；每层厚度为4cm的铅锌尾矿层间隔4d添加铅锌尾矿；每层厚度为10cm的铅锌尾矿层间隔5d后再添加1cm的铅锌尾矿；当铅锌尾矿添加到11cm或12cm后，每天仅注入菌液不添加尾矿，之后注入胶结液。
7.根据权利要求1所述的一种固化与修复铅锌尾矿的方法，其特征在于，静置时间为2d，干燥温度为100-110℃，干燥时间为24-36h。
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