CN115669299A - 一种以铁矿尾砂为土壤保墒层的复垦土壤及构造方法 - Google Patents
一种以铁矿尾砂为土壤保墒层的复垦土壤及构造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115669299A CN115669299A CN202211441142.2A CN202211441142A CN115669299A CN 115669299 A CN115669299 A CN 115669299A CN 202211441142 A CN202211441142 A CN 202211441142A CN 115669299 A CN115669299 A CN 115669299A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- soil
- layer
- iron ore
- tailings
- reclamation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 160
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 127
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 63
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000004321 preservation Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 70
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims description 18
- 238000005065 mining Methods 0.000 claims description 13
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 7
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims description 7
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 6
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 3
- 238000005456 ore beneficiation Methods 0.000 claims description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 abstract description 2
- 206010016807 Fluid retention Diseases 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 3
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 3
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 3
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 2
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000010878 waste rock Substances 0.000 description 2
- 241000668854 Howardia biclavis Species 0.000 description 1
- 241001474728 Satyrodes eurydice Species 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000008575 shengdi Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Abstract
本发明涉及一种以铁矿尾砂为土壤保墒层的复垦土壤及构造方法,涉及土壤重构及土壤改良领域。一种以铁矿尾砂为土壤保墒层的复垦土壤,所述土壤由下至上包括:a.大块岩石基岩层;b.碎石底土层;c.红黏土心土层;d.铁矿尾砂保墒层;e.黄土或褐土表土层。铁矿选矿尾砂作为复垦土壤保水层的主要重构材料,增加了土层厚度,提升了复垦土壤保水蓄水能力,同时还能大量消耗铁矿采选产生的尾矿砂,节约了大量复垦土壤资源,避免了土地占用与尾砂集中堆存而造成的经济损失、生态环境破坏等问题,能够获得很好的经济、环境和社会效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种以铁矿尾砂为土壤保墒层的复垦土壤及构造方法,涉及土壤重构及土壤改良领域。
背景技术
铁矿的大规模开采,造成大量的铁矿尾砂堆积成山,难以处置,随着风沙、水流被带入河道、农田,污染环境。另外,铁矿尾砂的堆放需要建设大规模的尾矿库,占地耗资,使企业盈利受损。随着开采规模的加大,我国的尾矿库已满足不了尾矿堆放要求,尾矿的资源化利用迫在眉睫。
利用铁矿尾砂重构复垦土壤并改良中低产田土壤的技术,是铁矿尾砂农业资源化利用最为经济便捷的方式。对于一些采坑废弃地,需要复垦成耕地,在土源稀缺的情况下,可选择利用铁矿尾砂构造复垦土壤,将铁矿尾砂作为土壤保墒层并形成适宜的土体构型,复垦为耕地,种植作物。一方面能使铁矿废弃物得到充分的资源化利用,另一方面能增加耕地面积,提升耕地质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用铁矿尾砂构造土壤保墒层的技术与方法,以解决矿区土地复垦土源紧缺及铁矿尾砂大量堆存的问题。
一种以铁矿尾砂为土壤保墒层的复垦土壤,所述土壤由下至上包括:
a.大块岩石基岩层
b.碎石底土层
c.红黏土心土层
d.铁矿尾砂保墒层
e.褐土或黄土表土层。
优选地,所述复垦土壤各层厚度如下:
大块岩石基岩层:3-8m,视地面高程而定;
碎石底土层的厚度:20-30cm;
红黏土心土层的厚度:20-30cm;
铁矿尾砂保墒层的厚度:20-30cm;
褐土或黄土表土层的厚度:20-50cm。
优选地,所述大块岩石基岩层由大块岩石构成。
进一步地,所述大块岩石基岩层来源于采矿剥离排放的废弃岩石。
本发明所述复垦土壤中,排弃大块岩石按原地层顺序进行堆积,是为了提高复垦场地的地面高程,使其在复垦后与周边其它地块处于同一水平高程。
优选地,所述碎石底土层由碎石构成。
进一步地,所述构造底土层的碎石来源于选矿过程中产生的废石。
更进一步地,所述碎石平均直径为4~6cm,优选为5cm.
本发明所述复垦土壤中,大块岩石堆积完毕后铺覆碎石灌缝压实,形成重构土壤的底土层,也为塑性固定层,以防止上层铺覆的土壤发生不均匀下漏。
优选地,所述构造心土层的红黏土来源于矿山采挖堆置的红黏土。
本发明所述复垦土壤中,在碎石上铺设红黏土灌缝压实作为重构土体的心土层,是为了防止漏水,起到塑性固定及保水保肥的作用。
优选地,所述铁矿尾砂源自铁矿选矿干排放尾砂。
进一步地,所述铁矿尾砂颗粒组成为:黏粒(<0.002mm)0.23%、粉粒(0.05~0.002mm)31.28%、砂粒(>0.05mm)68.42%,无2mm以上的砂粒和石砾。
本发明所述复垦土壤中,在耕作土壤层下铺覆铁矿尾砂,起到保水作用,铺覆大量尾砂能减少客土用量,同时能够大量消耗尾砂,减少尾砂大量堆存占地并污染环境。
优选地,所述褐土或黄土源于采矿剥离表层土源位置的褐土或黄土。
本发明所述复垦土壤中,尾砂碾压平整后在其上铺覆采矿剥离表层土源位置的褐土或黄土,用于作物种植。
本发明的另一目的是提供上述以铁矿尾砂为土壤保墒层的复垦土壤的构造方法。
一种以铁矿尾砂为土壤保墒层的复垦土壤的构造方法,包括下述步骤:
S1,将大块岩石按原地层顺序进行堆积,使其在复垦后与周边其它地块处于同一水平高程;
S2,大块岩石堆积完毕后铺覆碎石灌缝压实,形成重构土壤的底土层;
S3,在碎石上铺设红黏土灌缝压实作为重构土体的心土层;
S4,在心土层之上、耕作土壤层下铺覆铁矿尾砂构成铁矿尾砂保墒层;
S5,铁矿尾砂压平整后在其上铺覆采矿剥离表层土源位置的褐土或黄土。
本发明的有益效果是:铁矿选矿尾砂作为复垦土壤保水层的主要重构材料,增加了土层厚度,提升了复垦土壤保水蓄水能力,同时还能大量消耗铁矿采选产生的尾矿砂,节约了大量复垦土壤资源,避免了土地占用与尾砂集中堆存而造成的经济损失、生态环境破坏等问题,能够获得很好的经济、环境和社会效益。
附图说明
图1为复垦土壤重构程序示意图;
图中,附图标号如下:a基岩层、b底土层、c心土层、d保墒层、e表土层。
图2试验小区不同土壤剖面构造措施
图3各构造措施的效果(1)容重(2)田间持水量(3)土壤水分含量(4)土壤电导率(5)株高(6)茎粗(7)玉米产量
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明,但不以任何方式限制本发明。
下述实施例中所述试验方法,如无特殊说明,均为常规方法;所述试剂和材料,如无特殊说明,均可从商业途径获得。
具体实施方案之一:
在矿区待复垦场地上,在排弃岩土的基础上利用铁矿尾砂进行耕作土壤层构造,首先堆积大块采矿排弃岩石以提高地面高程,然后铺覆碎石灌缝压实,形成重构土壤的底土层,以防止上层铺覆的土壤发生不均匀下漏;其次在碎石上铺设红黏土灌缝压实,作为重构土体的心土层,起到保水保肥作用,接着铺覆铁矿尾砂,起到保墒作用,在红黏土土源紧缺时,可选择直接铺覆大量尾砂作为保墒层,最后将尾砂碾压平整后铺覆土源位置的褐土或黄土,用于种植作物。
下述实施例中,铁矿尾砂来源于盛德日新矿业有限公司铁矿选矿干排放尾砂,其主要组成如下:铁矿选矿干排铁尾矿(铁矿尾砂)的化学成分主要有SiO2、CaCO3、A12O3、P2O5、Fe2O3、FeO、Na2O、MgO、Na2CO3、K2O、BaCO3和H2O等,尾砂中还含有多种微量元素。
所述铁矿尾砂颗粒组成为:黏粒(<0.002mm)0.23%、粉粒(0.05~0.002mm)31.28%、砂粒(>0.05mm)68.42%,无2mm以上的砂粒和石砾。
所述构造底土层的碎石来源于选矿过程中产生的废石,直径约为5cm。
所述构造心土层的红黏土来源于矿山采挖堆置的红黏土。
所述褐土或黄土源于采矿剥离表层土源位置的褐土或黄土。
所述大块岩石基岩层来源于采矿剥离排放的废弃岩石,直径约为50cm。
实施例1
S1,铺覆大块岩石层。在待复垦地上将排弃大块岩石按原地层顺序进行堆积,提高复垦场地的地面高程,使其在复垦后与周边其它地块处于同一水平高程。
S2,铺覆碎石层。大块岩石堆积完毕后铺覆碎石灌缝压实,形成重构土壤的底土层,也为塑性固定层,以防止上层铺覆的土壤发生不均匀下漏。
S3,铺覆红黏土层。在碎石上铺设红黏土灌缝压实,作为重构土体的心土层,以防止漏水,起到塑性固定及保水保肥的作用。
S4,铺覆铁矿尾砂层。在耕作土壤层下铺覆铁矿尾砂,起到保水作用,铺覆大量尾砂能减少客土用量,同时能够大量消耗尾砂,减少尾砂大量堆存占地并污染环境。
S5,铺覆耕层土壤。尾砂碾压平整后在其上铺覆采矿剥离表层土源位置的褐土或黄土,用于作物种植。该环节同时结合了铁矿尾砂表层掺混改良中低产田的技术,在土壤表层施用5cm的铁矿尾砂后翻耕混匀,以改良复垦覆盖土壤黏重的质地。
田间小区试验
于2020年在辽宁省朝阳市建平县小唐镇新城村一处废弃河道上建立试验小区,共构造10种对比措施(表1)。对比分析各构造措施的效果(图3)。
从土壤性质对比分析结果可以出,将铁矿尾砂作为土壤剖面构造中的保墒层,能有效提高构造土壤的田间持水量和土壤水分含量,铁矿尾砂能有效储存水分,在区域降雨较少时为表土提供水分,使构造土壤的含水率高于当地正常农田土壤,且不会造成作物盐害。在构造当年,构造土壤的玉米生长水平与当地正常农田基本一致,玉米产量相当甚至优于当地正常农田。以上充分说明,在辽西半干旱区大量使用铁矿尾砂进行农田土壤剖面构造时,用一定厚度的铁矿尾砂代替土壤作为保墒层,是一种有效改善复垦土壤水分特性的适宜方法。此外,在土壤表层施用5cm的铁矿尾砂后翻耕混匀后的土壤容重明显降低,且田间持水量、土壤含水量均优于表土不掺混铁矿尾砂的措施。对于辽西半干旱区原生表土之地黏重的特点,在表土上施用5cm铁矿尾砂并充分混合,能通过铁矿尾砂不规则的砂粒改变表土层机械组成,进而改变土壤孔隙度,有效降低表层土壤容重。
表1试验小区10种对比措施
Claims (9)
1.一种以铁矿尾砂为土壤保墒层的复垦土壤,其特征在于:所述土壤由下至上包括:
a.大块岩石基岩层
b.碎石底土层
c.红黏土心土层
d.铁矿尾砂保墒层
e.黄土或褐土表土层。
2.根据权利要求1所述的复垦土壤,其特征在于:
大块岩石基岩层:3-8m,视地面高程而定;
碎石底土层的厚度:20-30cm;
红黏土心土层的厚度:20-30cm;
铁矿尾砂保墒层的厚度:20-30cm;
褐土或黄土表土层的厚度:20-50cm。
3.根据权利要求1所述的复垦土壤,其特征在于:所述大块岩石基岩层由大块岩石构成,平均直径为40~60cm,优选为50cm,所述大块岩石基岩层来源于采矿剥离排放的废弃岩石。
4.根据权利要求1所述的复垦土壤,其特征在于:所述碎石底土层由碎石构成,平均直径为4~6cm,优选为5cm,所述构造底土层的碎石来源于选矿过程中产生的废石。
5.根据权利要1所述的复垦土壤,其特征在于:所述构造心土层的红黏土来源于矿山采挖堆置的红黏土。
6.根据权利要1所述的复垦土壤,其特征在于:所述褐土或黄土源于采矿剥离表层土源位置的褐土或黄土。
7.根据权利要1所述的复垦土壤,其特征在于:所述铁矿尾砂源自铁矿选矿干排放尾砂。
8.根据权利要7所述的复垦土壤,其特征在于:所述铁矿尾砂颗粒组成为:黏粒(<0.002mm)0.23%、粉粒(0.05~0.002mm)31.28%、砂粒(>0.05mm)68.42%,无2mm以上的砂粒和石砾。
9.一种以铁矿尾砂为土壤保墒层的复垦土壤的构造方法,其特征在于:包括下述步骤:
S1,将大块岩石按原地层顺序进行堆积,使其在复垦后与周边其它地块处于同一水平高程;
S2,大块岩石堆积完毕后铺碎石灌缝压实,形成重构土壤的底土层;
S3,在碎石上铺设红黏土灌缝压实作为重构土体的心土层;
S4,在心土层之上、耕作土壤层下铺覆铁矿尾砂构成铁矿尾砂保墒层;
S5,铁矿尾砂压平整后在其上铺覆采矿剥离表层土源位置的褐土或黄土。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211441142.2A CN115669299A (zh) | 2022-11-17 | 2022-11-17 | 一种以铁矿尾砂为土壤保墒层的复垦土壤及构造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211441142.2A CN115669299A (zh) | 2022-11-17 | 2022-11-17 | 一种以铁矿尾砂为土壤保墒层的复垦土壤及构造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115669299A true CN115669299A (zh) | 2023-02-03 |
Family
ID=85053524
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211441142.2A Pending CN115669299A (zh) | 2022-11-17 | 2022-11-17 | 一种以铁矿尾砂为土壤保墒层的复垦土壤及构造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115669299A (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101451355A (zh) * | 2008-12-03 | 2009-06-10 | 中国矿业大学 | 一种回填土层的保水方法 |
CN106718269A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-31 | 沈阳农业大学 | 一种利用铁尾矿制备复垦土壤的方法 |
CN108076712A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-05-29 | 鞍钢集团矿业有限公司 | 一种改良的粘质碱化盐土结构及制备方法和应用 |
CN112715083A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-30 | 江苏省中成建设工程总公司 | 一种矿山复垦中沉陷区底部蓄提水方法 |
CN113853868A (zh) * | 2021-11-08 | 2021-12-31 | 包钢集团矿山研究院(有限责任公司) | 利用铁尾矿对荒漠化草原矿区废弃地进行生态修复的方法 |
-
2022
- 2022-11-17 CN CN202211441142.2A patent/CN115669299A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101451355A (zh) * | 2008-12-03 | 2009-06-10 | 中国矿业大学 | 一种回填土层的保水方法 |
CN106718269A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-05-31 | 沈阳农业大学 | 一种利用铁尾矿制备复垦土壤的方法 |
CN108076712A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-05-29 | 鞍钢集团矿业有限公司 | 一种改良的粘质碱化盐土结构及制备方法和应用 |
CN112715083A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-30 | 江苏省中成建设工程总公司 | 一种矿山复垦中沉陷区底部蓄提水方法 |
CN113853868A (zh) * | 2021-11-08 | 2021-12-31 | 包钢集团矿山研究院(有限责任公司) | 利用铁尾矿对荒漠化草原矿区废弃地进行生态修复的方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109824335B (zh) | 一种改良磷石膏用于路基边坡的设计施工方法 | |
CN103039147B (zh) | 一种山地采煤沉陷水田复垦方法 | |
CN110454165B (zh) | 一种用于石灰石采石场废弃矿山矿坑的修复基质及其制备方法和填埋方法 | |
CN111448867B (zh) | 一种基于露天煤矿排岩场土地复垦废岩土壤化的方法 | |
CN108018861A (zh) | 一种废弃矿山排土场生态护坡的方法 | |
Wang et al. | A sand control and development model in sandy land based on mixed experiments of arsenic sandstone and sand: A case study in Mu Us Sandy Land in China | |
CN110366986A (zh) | 矿山污染废石堆场边坡植被恢复的植生层结构及恢复方法 | |
CN105951672B (zh) | 一种新型堤岸与护坡的施工工艺 | |
CN103688617A (zh) | 一种利用客土整治荒石滩的方法 | |
CN113875344A (zh) | 一种煤矿山地质环境生态修复方法 | |
CN108191310A (zh) | 一种固化土及大型煤场防污抗渗处理方法 | |
CN108990458B (zh) | 大规模处置利用煤矸石等废弃物并治理石漠化的方法 | |
CN113196906B (zh) | 一种生土原位快速熟化的方法 | |
CN109722251A (zh) | 一种利用离子型稀土浸矿尾砂构建抗侵蚀沃土层的方法 | |
CN102597375A (zh) | 回收土壌、栽培用土壌、草坪用填充材料、路基材料以及场地用土壌 | |
CN114045714A (zh) | 适用于改良风化软岩路基填料作路基加强层的施工工艺 | |
CN107513992A (zh) | 一种淤泥浅表层固化剂固结连续施工方法 | |
CN112523021A (zh) | 一种公路工程水泥土路基垫层及其施工工艺和检测方法 | |
CN104969681A (zh) | 一种利用引黄泥沙快速改良粘质盐土的方法 | |
CN111893828A (zh) | 一种机制砂改良高液限土路基填筑施工方法 | |
CN115669299A (zh) | 一种以铁矿尾砂为土壤保墒层的复垦土壤及构造方法 | |
CN106489591A (zh) | 一种用于露天煤矿的替代表土材料 | |
CN107905838B (zh) | 一种基于泥浆混合的采煤塌陷地煤矸石充填复垦方法 | |
CN113201987B (zh) | 一种高液限粘土地面的路基基底及其施工方法 | |
CN206666953U (zh) | 一种建筑垃圾再生集料的路基结构 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |