一種人工土壤基質(zhì)及其配制方法以及應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種人工土壤基質(zhì)，尤其是涉及一種以鐵尾礦以及固體廢棄物為主要 原料的人工土壤基質(zhì)及其配制方法以及應用，屬于礦區(qū)生態(tài)恢復領域。
【背景技術】
[0002] 隨著公路、鐵路、水利和礦山開采等工程建設需要開挖大量的邊坡，形成數(shù)量巨大 的裸露巖質(zhì)邊坡。大量邊坡的形成和破壞嚴重的影響著生態(tài)環(huán)境。目前我國邊坡生態(tài)修復 技術研宄已有一定的進展，針對邊坡的生態(tài)修復問題，常用的生態(tài)修復方法有：植被混凝土 生態(tài)護坡技術（CBS)、厚層基材噴射植被護坡技術、巖石邊坡植生基質(zhì)生態(tài)防護技術等。
[0003]目前應用比較廣泛的植被混凝土邊坡綠化技術對巖質(zhì)邊坡的植被恢復十分有效。 植被混凝土邊坡綠化技術是指通過把水泥、土壤、有機質(zhì)、添加劑、混合植綠種子按特定比 例，加一定量的水充分攪拌后形成的混合物，然后噴播到巖質(zhì)邊坡上，對邊坡進行綠化修 復。由于露天采礦的開挖導致礦山表土的匱乏，若采用常用的邊坡修復技術將導致大量土 壤的使用和開挖，這將會帶來新的環(huán)境破壞，同時大量土壤的使用在無形中增加了邊坡綠 化的成本，高成本的綠化技術很難在礦山上試用推廣，因此如何降低礦山巖質(zhì)邊坡生態(tài)恢 復成本是目前亟需解決的一個問題。
[0004]目前國內(nèi)選礦過程中產(chǎn)生了大量的鐵尾礦，大量的鐵尾礦需要大量的尾礦庫來堆 存，占用大量的土地，鐵尾礦對環(huán)境產(chǎn)生的污染包括粉塵污染和對地下水的污染，嚴重的影 響了人類的正常生活，同時鐵尾礦經(jīng)改良后可具備種植草本、灌木的條件。如何科學合理的 處置尾礦成為一個亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術礦區(qū)土地破壞現(xiàn)狀，為了解決鐵尾礦堆存占用大量的土地， 污染環(huán)境的問題，本發(fā)明的發(fā)明目的提供一種用鐵尾礦替代土壤作為基礎材料，采用水泥 作為粘結劑，與秸桿、蘑菇渣和保水劑等進行配比，得到一種低成本的適合礦區(qū)生態(tài)重建的 人工土壤基質(zhì)。
[0006] 實現(xiàn)上述目的采用以下技術方案： 一種人工土壤基質(zhì)，所述的人工土壤基質(zhì)是基于鐵尾礦的人工土壤基質(zhì)，其原料組 成包括：鐵尾礦1份，以鐵尾礦為基數(shù)，按照重量百分比添加：按照重量百分比添加：水泥 6. 0-8. 0%，秸桿 1. 5-2. 5%，蘑菇渣 1. 5-2. 5%，糠醛渣 6. 0-8. 0%，粘合劑 0. 5-0. 7%，有機肥 L 5-2. 5%，保水劑 0? 1%，水 30. 0-40. 0%。
[0007] 作為優(yōu)選，所述的浮選鐵尾礦為鐵礦采用浮選法選礦后排出的固體廢棄物；磁選 鐵尾礦為磁鐵礦經(jīng)磁選后排出的固體廢棄物，所述的磁選鐵尾礦與浮選鐵尾礦分別是曬干 后的尾礦，其干重質(zhì)量比為1:1。
[0008] 作為優(yōu)選，所述的水泥選用高標號P. C 42. 5R低堿度硫鋁酸鹽水泥。
[0009] 作為優(yōu)選，所述的稻桿選用曬干的小麥稻桿，小麥稻桿的長度為l_2cm。
[0010] 作為優(yōu)選，所述的蘑菇渣選自用棉籽殼生產(chǎn)蘑菇產(chǎn)生的蘑菇渣，是將蘑菇渣破碎 過2mm篩的篩下物。
[0011] 作為優(yōu)選，所述糠醛渣是利用玉米芯生產(chǎn)糖醛所產(chǎn)生的固體廢棄物，是經(jīng)曬干后 粉碎過2mm篩的篩下物，其pH值為3. 0-3. 5〇
[0012] 作為優(yōu)選，所述粘合劑，采用質(zhì)量配比為1:1的聚醋酸乙烯乳液與聚丙烯酰胺的 混合物。
[0013] 作為優(yōu)選，所述的人工土壤基質(zhì)，其pH為9. 0-9. 5。
[0014] 本發(fā)明的另一個發(fā)明目的是提供一種易操作、配制流程簡單的人工土壤基質(zhì)的配 制方法，實現(xiàn)這一目的采用的技術方案是： 一種人工土壤基質(zhì)的配制方法，按照上述的原料組成及比例，其配制方法步驟如下： a. 首先配制鐵尾礦：將優(yōu)選的磁選鐵尾礦與浮選鐵尾礦以質(zhì)量比1:1的比例混合均 勻，得到的混合物為鐵尾礦備用； b. 將6.0-8. 0%的水泥與鐵尾礦混合均勻，得到水泥與鐵尾礦的混合物備用； c. 將過篩后的1. 5-2. 5%的蘑菇渣與6. 0-8. 0%的糖醛渣、1. 5-2. 5%秸桿混合均勻，得 到蘑菇渣、糖醛渣與秸桿的混合物備用； d. 將1. 5-2. 5%的有機肥與0. 1%的保水劑混合均勻，得到有機肥與保水劑混合物備 用； e. 將蘑菇渣、糖醛渣和秸桿混合物與有機肥與保水劑混合物混合均勻，得到渣肥混合 物備用； f. 將0. 5-0. 7%的粘合劑溶于30. 0-40. 0%的水中，攪拌均勻，備用； g. 將水泥與鐵尾礦混合物與渣肥混合物混合均勻，加入水溶液，攪拌均勻即為成品人 工土壤基質(zhì)。
[0015] 本發(fā)明又一個發(fā)明目的是提供一種人工土壤基質(zhì)在礦區(qū)植被恢復中的應用。
[0016] 采用上述技術方案，本發(fā)明的有益效果是：用鐵尾礦及其它固體廢棄物為基礎材 料，經(jīng)適宜的處理與配比，配制為人工土壤基質(zhì)，用以替代當前礦區(qū)植被恢復中大量使用客 土的現(xiàn)狀，在人工土壤基質(zhì)上種植植物，降低了礦區(qū)植被恢復成本，同時亦可實現(xiàn)固體廢棄 物的再利用。本發(fā)明不僅可以解決礦區(qū)植被重建用土問題，降低礦山生態(tài)重建成本，還解決 了鐵尾礦等廢棄物所造成的環(huán)境污染問題，滿足社會對改善礦山生態(tài)環(huán)境條件的需求，具 有一定的社會、生態(tài)和經(jīng)濟效益，而且以鐵尾礦及其它固體廢棄物為基礎材料配制而成的 土壤基質(zhì)適宜植被生長。
【具體實施方式】
[0017] 下面根據(jù)具體實施例對本發(fā)明做進一步的描述。
[0018] 以下所述的實施例用于說明本發(fā)明，但不能用來限制本發(fā)明的范圍。 具體實施例
[0019]實施例1人工土壤基質(zhì) 本實施例的人工土壤基質(zhì)是基于鐵尾礦的人工土壤基質(zhì)，其原料組成為：鐵尾礦、水 泥、秸桿、蘑菇渣、糠醛渣、粘合劑、有機肥、保水劑和水。
[0020] 鐵尾礦是磁選鐵尾礦與浮選鐵尾礦分別曬干后，按照干重質(zhì)量比為1:1混合的混 合物。其中浮選鐵尾礦為鐵礦采用浮選法選礦后排出的固體廢棄物；磁選鐵尾礦為磁鐵礦 經(jīng)磁選后排出的固體廢棄物。
[0021] 磁選鐵尾礦、浮選鐵尾礦兩種鐵尾礦的顆粒組成如表1。
[0022] 表1鐵尾礦粒度分級
【主權項】
1. 一種人工土壤基質(zhì)，其特征在于，所述的人工土壤基質(zhì)是基于鐵尾礦的人工土壤基 質(zhì)，其原料組成包括：按重量份鐵尾礦1份，以鐵尾礦為基數(shù)，按照重量百分比添加：水泥 6. 0-8. 0%，秸桿 1. 5-2. 5%，蘑菇渣 1. 5-2. 5%，糠醛渣 6. 0-8. 0%，粘合劑 0. 5-0. 7%，有機肥 L 5-2. 5%，保水劑 0? 1%，水 30. 0-40. 0%。
2. 根據(jù)權利要求1所述的一種人工土壤基質(zhì)，其特征在于，所述的浮選鐵尾礦為鐵礦 采用浮選法選礦后排出的固體廢棄物；磁選鐵尾礦為磁鐵礦經(jīng)磁選后排出的固體廢棄物， 所述的磁選鐵尾礦與浮選鐵尾礦分別是曬干后的尾礦，其干重質(zhì)量比為1:1。
3. 根據(jù)權利要求1所述的一種人工土壤基質(zhì)，其特征在于，所述的水泥選用高標號P. C 42. 5R低堿度硫鋁酸鹽水泥。
4. 根據(jù)權利要求1所述的一種人工土壤基質(zhì)，其特征在于，所述的秸桿選用曬干的小 麥稻桿，小麥稻桿的長度為l_2cm。
5. 根據(jù)權利要求1所述的一種人工土壤基質(zhì)，其特征在于，所述的蘑菇渣選自用棉籽 殼生產(chǎn)蘑菇產(chǎn)生的蘑菇渣，是將蘑菇渣破碎過2_篩的篩下物。
6. 根據(jù)權利要求1所述的一種人工土壤基質(zhì)，其特征在于，所述糠醛渣是利用玉米芯 生產(chǎn)糖醛所產(chǎn)生的固體廢棄物，是經(jīng)曬干后粉碎過2_篩的篩下物，其pH值為3. 0-3. 5。
7. 根據(jù)權利要求1所述的一種人工土壤基質(zhì)，其特征在于，所述粘合劑，采用質(zhì)量配比 為1:1的聚醋酸乙烯乳液與聚丙烯酰胺的混合物。
8. 根據(jù)權利要求1所述的人工土壤基質(zhì)的配制方法，其特征在于，所述的人工土壤基 質(zhì)，其 pH 為 9. 0-9. 5。
9. 一種如權利要求1所述的一種人工土壤基質(zhì)的配制方法，其特征在于，按照權利要 求1的原料組成及比例，其配制方法步驟如下： a. 首先配制鐵尾礦：將優(yōu)選的磁選鐵尾礦與浮選鐵尾礦以質(zhì)量比1:1的比例混合均 勻，得到的混合物為鐵尾礦備用； b. 將6.0-8. 0%的水泥與鐵尾礦混合均勻，得到水泥與鐵尾礦的混合物備用； c. 將過篩后的1. 5-2. 5%的蘑菇渣、6. 0-8. 0%的糖醛渣與1. 5-2. 5%秸桿混合均勻，得 到蘑菇渣、糖醛渣與秸桿的混合物備用； d. 將1. 5-2. 5%的有機肥與0. 1%的保水劑混合均勻，得到有機肥與保水劑混合物備 用； e. 將蘑菇渣、糖醛渣和秸桿混合物與有機肥與保水劑混合物混合均勻，得到渣肥混合 物備用； f. 將0. 5-0. 7%的粘合劑溶于30. 0-40. 0%的水中，攪拌均勻，備用； g. 將水泥與鐵尾礦混合物與渣肥混合物混合均勻，加入水溶液，攪拌均勻即為成品人 工土壤基質(zhì)。
10. -種如權利要求1所述的一種人工土壤基質(zhì)的應用，其特征在于，該人工土壤基質(zhì) 用于礦區(qū)植被恢復。
【專利摘要】一種人工土壤基質(zhì)及其配置方法以及應用，屬于礦區(qū)生態(tài)恢復領域。該基質(zhì)利用鐵尾礦及其它固體廢棄物為基礎材料，經(jīng)適宜的處理與配比，配制為人工土壤基質(zhì)，用以替代當前礦區(qū)植被恢復中大量使用客土的現(xiàn)狀，降低礦區(qū)植被恢復成本，同時亦可實現(xiàn)固體廢棄物的再利用。該土壤基質(zhì)用于礦區(qū)植被恢復，不僅可以解決礦區(qū)植被重建用土問題，改善礦區(qū)生態(tài)環(huán)境，同時解決了鐵尾礦等廢棄物所造成的環(huán)境污染問題，具有一定的社會、生態(tài)和經(jīng)濟效益。
【IPC分類】C05G3-06, A01G31-00
【公開號】CN104719116
【申請?zhí)枴緾N201510187160
【發(fā)明人】李富平, 張俊英, 許永利, 谷海紅, 袁雪濤, 韓冬蕓
【申請人】華北理工大學
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年4月20日