尾礦庫表層淨化與佛甲草生態修複方法

2023-10-17 20:54:09 5

專利名稱：尾礦庫表層淨化與佛甲草生態修複方法
技術領域：
本發明涉及尾礦處理技術領域，具體的說是一種尾礦庫表層淨化與佛甲草生態修
複方法。
背景技術：
礦產資源對國民經濟發展非常重要，我國有95%以上的能源和85%的工業原料 取自於礦產資源，可是礦產資源是一種不可再生的自然資源。為了提高礦產資源的利用率， 也為了保護人類賴以生存的生態環境，人們越來越重視尾礦的綜合利用及治理問題。當前 治理尾礦主要有以下幾種方法 復墾法將尾礦深埋地下，在覆蓋土壤上植樹、種草或建造房屋。該法不僅投資大， 而且浪費大量土壤資源，尾礦上種植的蔬菜或果樹經檢含有不同程度殘毒，建造的房屋也 不宜居住； 尾礦庫法築壩建庫囤積尾礦。尾礦庫是指築壩攔截谷口等用以堆存選別有價值
的精礦後，存放含有大量不能處理的有用或有害成分的尾礦礦漿的場所。我國礦山礦物嵌
布粒度細，為了達到單體解離，需要將礦石磨得很細，它被排到尾礦庫自然乾涸以後，遇到
大風，經浮選被化學物品汙染的尾礦會不斷地被吹到周邊地區，導致土壤汙染、土地退化、
植被破壞及水體惡化，對周邊的生態環境造成了嚴重的危害，有時甚至直接威脅到人畜的
生存。我國絕大多數尾礦多採用此法處理，全國現有尾礦庫4萬多座，堆積尾礦70多億噸，
其長年裸露、寸草不生，尾礦揚塵對空氣、水質及土地形成嚴重汙染； 充填法將尾礦返回礦井充填。它存量有限，成本較高； 固結法通常用水泥固化、瀝青固化和重金屬固定劑，不易恢復生態綠化。 以上所述的復墾、填充及固結三種尾礦治理方法，不僅治理成本大，而且改善不了
生態環境，並且對尾礦二次利用形成困難。我國雖已建有尾礦資源二次利用工程技術研究，
但以單個企業為主的研究方向不受重視，沒有專項資金投入，融資渠道不暢，尾礦綜合利用
資金籌措困難。故我國絕大多數尾礦採用尾礦庫堆存處理，長年裸露的尾礦得不到有效地
治理，周邊的環境仍在不斷惡化，同時由於雨水常年地直接侵蝕滲透，造成潰堤塌方等危害
人們生命財產安全的事故時有發生，裸露的尾礦庫變成禍害之源。

發明內容
本發明的目的是利用一種用淨化物對尾礦淺表淨化除去其油汙和影響植物生長 的毒素，使其達到本植物生存的基本條件，同時在表面覆蓋一層粘土，再在粘土上面進行綠 化的尾礦庫表層淨化與佛甲草生態修複方法。 本發明尾礦庫表層淨化與佛甲草生態修複方法，其步驟如下 ①調查現狀小樣試驗測量植被規模，尾礦庫表層取樣分析，將試樣分隔成形狀、 厚度相同的面積均為0. 5m2的18等分小樣，選擇植物在各等分小樣上進行試驗性栽種，其 步驟如下
a、測量植被規模，尾礦庫表層取樣分析，確定土壤酸鹼性； b、尾礦淺表淨化將每塊0. 5m2的尾礦小樣計18塊的淺表約25cm厚的尾礦按 1000 : 1 10的重量比滲入淨化物生石灰，使其與尾礦中的有毒成分發生酸鹼中和反應， 去汙去毒，使尾礦淺表能達到植物生長的基本條件； c、覆蓋粘土選用粘性土壤篩細，按土壤複合肥泥炭土為iooo : l
10 : 5 15的重量比在18塊的小樣淺表淨化層上部均勻鋪設約5cm厚度的粘土層；
d、植被綠化選用九種植物幼苗——佛甲草、馬齒莧、馬蹄金、高羊茅、馬尼拉、吉 祥草、半枝蓮、絆根草和天鵝絨草，分兩組植於18塊小樣粘土層上，栽種當天澆透定根水， 然後分兩組進行對比，一組是半個月內根據土壤溼度共補水三次，三個月內保持土壤溼潤； 另一組是按自然狀態，不進行養護，就地觀察三個月；經過反覆試驗，對結果進行統計分析， 優選出佛甲草、馬齒莧和絆根草作為目標植物，從而確定修複方案； ②現場小規模試驗在尾礦庫現場選取300m2，將它分隔成形狀、厚度相同的6等 分，根據步驟①所確定的方案進行小規模試驗，其步驟如下 a、尾礦淺表淨化將選定的6塊淺表約25cm厚的尾礦按1000 : 1 10的重量比 滲入淨化物生石灰，使其與尾礦中的有毒成分發生酸鹼中和反應，去汙去毒，使尾礦淺表能 達到植物生長的基本條件； b、覆蓋粘土選用粘性土壤篩細，按土壤複合肥泥炭土為iooo : l
10 : 5 15的重量比混合在6塊尾礦淺表淨化層上部均勻鋪設約5cm厚度的粘土層；
c、植被綠化選用步驟①確定的佛甲草、馬齒莧和絆根草植物幼苗分兩組移植於 6塊粘土層上，栽種當天澆透定根水，然後分兩組進行對比，一組是半個月內根據土壤溼度 共補水三次，三個月內保持土壤溼潤；另一組是按自然狀態，不進行養護，就地觀察三個月； 經過反覆試驗，對結果進行統計分析，進一步確定佛甲草為植被的淨化和修復的最優選方 案； ③大規模淨化修復對尾礦庫範圍內的尾礦淺表進行淨化修復，其步驟如下
a、尾礦淺表淨化將淺表約25cm厚的尾礦按1000 : 1 10的重量比滲入淨化物 生石灰，使其與尾礦中的有毒成分發生酸鹼中和反應，去汙去毒，使尾礦淺表能達到佛甲草 生長的基本條件； b、覆蓋粘土選用粘性土壤篩細，按土壤複合肥泥炭土為iooo : l
10 : 5 15的重量比混和，在淺表淨化層上部均勻鋪設約5cm厚度的粘土層； c、植被綠化選用佛甲草幼苗進行移植，當天澆透定根水，半個月內根據土壤溼度
補水保持溼潤，可成活生根；在20天時按20kg/畝尿素撒施追肥，自然生長三個月即滿園。 佛甲草屬景天科多漿植物，莖高10-20cm，密度5000株/m2左右，脆莖細葉，柔澤如
馬齒莧，尖長而小，夏目開黃花，老苗經霜則枯，慢慢枯萎脫落化成肥料，其時根部幼苗繼發
越冬，逢春迅速生長，生長壽命可達數十年，全年的綠葉期長達十個月以上。由於佛甲草自
身的特性，白天進行光合作用，夜間吸收二氧化碳並放出氧氣，因此它吸收二氧化碳和造氧
能力比普通草坪大三倍，它耐熱耐寒耐旱，養護簡單。經試驗，佛甲草鬚根密實連成一片，一
方面固化了尾礦淺表土層，另一方面根部的微生物有分解轉化有害物質的功能。 本發明的原理是尾礦中有毒金屬的一系列風化、氧化等物理、化學變化，實際上
主要是尾礦中的硫化物與地質體、空氣和水發生物理、化學反應的結果。礦物對於環境條件的變化溫度、溼度是很敏感的。現在通過淨化層、粘土層及植被層覆蓋，改變了氧化狀態環 境，起到了阻隔空氣、水和溫度直接對礦產資源產生影響的作用，是封存保護尾礦、治理汙 染、美化環境的較好方法。
本發明尾礦庫表層淨化與佛甲草生態修複方法的優點是 1、治理汙染有效防止尾礦砂經風吹形成塵暴汙染空氣，汙染地表水，汙染土地； 可大量減少雨水滲透，減輕尾礦汙染物及重金屬等地下水的汙染； 2、修復生態改善和美化礦區環境；由於佛甲草自身的特性，白天進行光合作用， 夜間吸收二氧化碳並放出氧氣，因此它吸收二氧化碳和造氧能力比普通草坪大三倍，這樣 栽種地區的空氣環境質量得到根本性改善，特別是夜間的氧氣含量得到大幅提高；
3、覆蓋層淺薄，節約大量土壤資源，有利於保護尾礦庫，節約礦產資源，極大的方 便了尾礦的二次利用，並提高了尾礦二次利用率； 在尾礦庫上實施本方法，與填充法和固結法相比，節約了治理成本；與復墾法相 比，在節約成本的基礎上，節約了大量土壤資源，而較之普通尾礦庫則是解決了其裸露尾礦 揚塵造成的環境汙染；技術實施方便、成本低廉，有利於生態平衡和社會可持續發展，可取 得很好的經濟效益和環境效益。
具體實施方式

實施例一 —種尾礦庫表層淨化與佛甲草生態修複方法，其步驟如下 ①調查現狀小樣試驗測量植被規模，尾礦庫表層取樣分析，將試樣分隔成形狀、 厚度相同的面積均為0. 5m2的18等分小樣，選擇植物在各等分小樣上進行試驗性栽種，其 步驟如下 a、測量植被規模，尾礦庫表層取樣分析，確定土壤酸鹼性； b、尾礦淺表淨化將每塊0. 5m2的尾礦小樣計18塊的淺表約25cm厚的尾礦按 1000 : 10的重量比滲入淨化物生石灰，使其與尾礦中的有毒成分發生酸鹼中和反應，去汙 去毒，使尾礦淺表能達到植物生長的基本條件； c、覆蓋粘土 選用粘性土壤篩細，按土壤複合肥泥炭土為iooo : i : 15的重
量比在18塊的小樣淺表淨化層上部均勻鋪設約5cm厚度的粘土層； d、植被綠化選用九種植物幼苗——佛甲草、馬齒莧、馬蹄金、高羊茅、馬尼拉、吉 祥草、半枝蓮、絆根草和天鵝絨草，分兩組植於18塊小樣粘土層上，栽種當天澆透定根水， 然後分兩組進行對比，一組是半個月內根據土壤溼度共補水三次，三個月內保持土壤溼潤； 另一組是按自然狀態，不進行養護，就地觀察三個月；經過反覆試驗，對結果進行統計分析， 優選出佛甲草、馬齒莧和絆根草作為目標植物，從而確定修複方案； ②現場小規模試驗在尾礦庫現場選取300m2，將它分隔成形狀、厚度相同的6等 分，根據步驟①所確定的方案進行小規模試驗，其步驟如下 a、尾礦淺表淨化將選定的6塊淺表約25cm厚的尾礦按1000 : 10的重量比滲入 淨化物生石灰，使其與尾礦中的有毒成分發生酸鹼中和反應，去汙去毒，使尾礦淺表能達到 植物生長的基本條件； b、覆蓋粘土 選用粘性土壤篩細，按土壤複合肥泥炭土為iooo : i : 15的重量比混合在6塊尾礦淺表淨化層上部均勻鋪設約5cm厚度的粘土層； c、植被綠化選用步驟①確定的佛甲草、馬齒莧和絆根草植物幼苗分兩組移植於 6塊粘土層上，栽種當天澆透定根水，然後分兩組進行對比，一組是半個月內根據土壤溼度 共補水三次，三個月內保持土壤溼潤；另一組是按自然狀態，不進行養護，就地觀察三個月； 經過反覆試驗，對結果進行統計分析，進一步確定佛甲草為植被的淨化和修復的最優選方 案； ③大規模淨化修復對尾礦庫範圍內的尾礦淺表進行淨化修復，其步驟如下
a、尾礦淺表淨化將淺表約25cm厚的尾礦按1000 : 10的重量比滲入淨化物生石 灰，使其與尾礦中的有毒成分發生酸鹼中和反應，去汙去毒，使尾礦淺表能達到佛甲草生長 的基本條件； b、覆蓋粘土 選用粘性土壤篩細，按土壤複合肥泥炭土為iooo : i : 15的重
量比混和，在淺表淨化層上部均勻鋪設約5cm厚度的粘土層； c、植被綠化；選用佛甲草幼苗進行移植，當天澆透定根水，半個月內根據土壤溼度 補水保持溼潤，可成活生根；在20天時按20kg/畝尿素撒施追肥，自然生長三個月即滿園。 滿園後一般不需人工澆水，春秋季節有少量蟲害發生，發現後按常規打藥即可。平時根據生 長情況，如植株黃瘦，可在春秋兩季選用尿素或複合肥進行追肥。
實施例二 —種尾礦庫表層淨化與佛甲草生態修複方法，其步驟如下； ①調查現狀小樣試驗測量植被規模，尾礦庫表層取樣分析，將試樣分隔成形狀、 厚度相同的面積均為0. 5m2的18等分小樣，選擇植物在各等分小樣上進行試驗性栽種，其 步驟如下 a、測量植被規模，尾礦庫表層取樣分析，確定土壤酸鹼性； b、尾礦淺表淨化將每塊0. 5m2的尾礦小樣計18塊的淺表約25cm厚的尾礦按 1000 : 5的重量比滲入淨化物生石灰，使其與尾礦中的有毒成分發生酸鹼中和反應，去汙 去毒，使尾礦淺表能達到植物生長的基本條件； c、覆蓋粘土 選用粘性土壤篩細，按土壤複合肥泥炭土為iooo : 5 : io的重
量比在18塊的小樣淺表淨化層上部均勻鋪設約5cm厚度的粘土層； d、植被綠化選用九種植物幼苗——佛甲草、馬齒莧、馬蹄金、高羊茅、馬尼拉、吉 祥草、半枝蓮、絆根草和天鵝絨草，分兩組植於18塊小樣粘土層上，栽種當天澆透定根水， 然後分兩組進行對比，一組是半個月內根據土壤溼度共補水三次，三個月內保持土壤溼潤； 另一組是按自然狀態，不進行養護，就地觀察三個月；經過反覆試驗，對結果進行統計分析， 優選出佛甲草、馬齒莧和絆根草作為目標植物，從而確定修複方案； ②現場小規模試驗在尾礦庫現場選取300m、將它分隔成形狀、厚度相同的6等 分，根據步驟①所確定的方案進行小規模試驗，其步驟如下 a、尾礦淺表淨化將選定的6塊淺表約25cm厚的尾礦按1000 : 5的重量比滲入 淨化物生石灰，使其與尾礦中的有毒成分發生酸鹼中和反應，去汙去毒，使尾礦淺表能達到 植物生長的基本條件； b、覆蓋粘土 選用粘性土壤篩細，按土壤複合肥泥炭土為iooo : 5 : io的重
量比混合在6塊尾礦淺表淨化層上部均勻鋪設約5cm厚度的粘土層；
c、植被綠化選用步驟①確定的佛甲草、馬齒莧和絆根草植物幼苗分兩組移植於 6塊粘土層上，栽種當天澆透定根水，然後分兩組進行對比，一組是半個月內根據土壤溼度 共補水三次，三個月內保持土壤溼潤；另一組是按自然狀態，不進行養護，就地觀察三個月； 經過反覆試驗，對結果進行統計分析，進一步確定佛甲草為植被的淨化和修復的最優選方 案； ③大規模淨化修復對尾礦庫範圍內的尾礦淺表進行淨化修復，其步驟如下
a、尾礦淺表淨化將淺表約25cm厚的尾礦按1000 : 5的重量比滲入淨化物生石 灰，使其與尾礦中的有毒成分發生酸鹼中和反應，去汙去毒，使尾礦淺表能達到佛甲草生長 的基本條件； b、覆蓋粘土 選用粘性土壤篩細，按土壤複合肥泥炭土為iooo : 5 : io的重
量比混和，在淺表淨化層上部均勻鋪設約5cm厚度的粘土層； c、植被綠化選用佛甲草幼苗進行移植，當天澆透定根水，半個月內根據土壤溼度 補水保持溼潤，可成活生根；在20天時按20kg/畝尿素撒施追肥，自然生長三個月即滿園。 滿園後一般不需人工澆水，春秋季節有少量蟲害發生，發現後按常規打藥即可。平時根據生 長情況，如植株黃瘦，可在春秋兩季選用尿素或複合肥進行追肥。
實施例三 —種尾礦庫表層淨化與佛甲草生態修複方法，其步驟如下 ①調查現狀小樣試驗測量植被規模，尾礦庫表層取樣分析，將試樣分隔成形狀、 厚度相同的面積均為0. 5m2的18等分小樣，選擇植物在各等分小樣上進行試驗性栽種，其 步驟如下 a、測量植被規模，尾礦庫表層取樣分析，確定土壤酸鹼性； b、尾礦淺表淨化將每塊0. 5m2的尾礦小樣計18塊的淺表約25cm厚的尾礦按 1000 : 1的重量比滲入淨化物生石灰，使其與尾礦中的有毒成分發生酸鹼中和反應，去汙 去毒，使尾礦淺表能達到植物生長的基本條件； c、覆蓋粘土 選用粘性土壤篩細，按土壤複合肥泥炭土為iooo : io : 5的重
量比在18塊的小樣淺表淨化層上部均勻鋪設約5cm厚度的粘土層； d、植被綠化選用九種植物幼苗——佛甲草、馬齒莧、馬蹄金、高羊茅、馬尼拉、吉 祥草、半枝蓮、絆根草和天鵝絨草，分兩組植於18塊小樣粘土層上，栽種當天澆透定根水， 然後分兩組進行對比，一組是半個月內根據土壤溼度共補水三次，三個月內保持土壤溼潤； 另一組是按自然狀態，不進行養護，就地觀察三個月；經過反覆試驗，對結果進行統計分析， 優選出佛甲草、馬齒莧和絆根草作為目標植物，從而確定修複方案； ②現場小規模試驗在尾礦庫現場選取300m2，將它分隔成形狀、厚度相同的6等 分，根據步驟①所確定的方案進行小規模試驗，其步驟如下 a、尾礦淺表淨化將選定的6塊淺表約25cm厚的尾礦按1000 : 1的重量比滲入 淨化物生石灰，使其與尾礦中的有毒成分發生酸鹼中和反應，去汙去毒，使尾礦淺表能達到 植物生長的基本條件； b、覆蓋粘土 選用粘性土壤篩細，按土壤複合肥泥炭土為iooo : io : 5的重
量比混合在6塊尾礦淺表淨化層上部均勻鋪設約5cm厚度的粘土層； c、植被綠化選用步驟①確定的佛甲草、馬齒莧和絆根草植物幼苗分兩組移植於6塊粘土層上，栽種當天澆透定根水，然後分兩組進行對比， 一組是半個月內根據土壤溼度 共補水三次，三個月內保持土壤溼潤；另一組是按自然狀態，不進行養護，就地觀察三個月； 經過反覆試驗，對結果進行統計分析，進一步確定佛甲草為植被的淨化和修復的最優選方 案； ③大規模淨化修復對尾礦庫範圍內的尾礦淺表進行淨化修復，其步驟如下
a、尾礦淺表淨化將淺表約25cm厚的尾礦按1000 : 1的重量比滲入淨化物生石 灰，使其與尾礦中的有毒成分發生酸鹼中和反應，去汙去毒，使尾礦淺表能達到佛甲草生長 的基本條件； b、覆蓋粘土 選用粘性土壤篩細，按土壤複合肥泥炭土為iooo : io : 5的重
量比混和，在淺表淨化層上部均勻鋪設約5cm厚度的粘土層； c、植被綠化選用佛甲草幼苗進行移植，當天澆透定根水，半個月內根據土壤溼度 補水保持溼潤，可成活生根；在20天時按20kg/畝尿素撒施追肥，自然生長三個月即滿園。 滿園後一般不需人工澆水，春秋季節有少量蟲害發生，發現後按常規打藥即可。平時根據生 長情況，如植株黃瘦，可在春秋兩季選用尿素或複合肥進行追肥。
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權利要求
一種尾礦庫表層淨化與佛甲草生態修複方法，其特徵及步驟如下a、尾礦淺表淨化將淺表約25cm厚的尾礦按1000∶1～10的重量比滲入淨化物生石灰，使其與尾礦中的有毒成分發生酸鹼中和反應，去汙去毒，使尾礦淺表能達到佛甲草生長的基本條件；b、覆蓋粘土選用粘性土壤篩細，按土壤∶複合肥∶泥炭土為1000∶1～10∶5～15的重量比混和，在淺表淨化層上部均勻鋪設約5cm厚度的粘土層；c、植被綠化選用佛甲草幼苗進行移植，當天澆透定根水，半個月內根據土壤溼度補水保持溼潤，可成活生根；在20天時按20kg/畝尿素撒施追肥，自然生長三個月即滿園。
2. 根據權利要求1所述的尾礦庫表層淨化與佛甲草生態修複方法，其特徵在於尾礦和淨化物生石灰的混合重量比優選iooo : 5。
3. 根據權利要求1所述的尾礦庫表層淨化與佛甲草生態修複方法，其特徵在於土壤複合肥泥炭土的混合重量比優選iooo : 5 : io。
全文摘要
一種尾礦庫表層淨化與佛甲草生態修複方法，其步驟如下a、尾礦淺表淨化；b、覆蓋粘土；c、植被綠化。其優點是治理汙染；修復生態；在尾礦庫上實施本方法，與填充法和固結法相比，節約了治理成本；與復墾法相比，在節約成本的基礎上，節約了大量土壤資源，而較之普通尾礦庫則是解決了其裸露尾礦揚塵造成的環境汙染；技術實施方便、成本低廉，有利於生態平衡和社會可持續發展，可取得很好的經濟效益和環境效益。
文檔編號B09B3/00GK101767103SQ200910273478
公開日2010年7月7日 申請日期2009年12月29日 優先權日2009年12月29日
發明者歐陽春平, 祝辛卯 申請人:武漢立體綠化有限公司