一种离子型稀土尾砂地改良剂及其修复方法技术

本发明专利技术公开了一种离子型稀土尾砂地改良剂及其修复方法，本发明专利技术利用改良剂改良稀土尾砂矿并通过美洲商陆提取稀土元素的方法。使尾砂地土壤大量元素含量提升，土壤的导电率，碳氮比也有显著的提升。种植美洲商陆后其根际土壤溶液中的总稀土浓度有明显下降，总有机碳和有机氮含量有了显著提升，本发明专利技术为稀土尾砂地的修复治理提供了一种新的改良剂以及植物改良模式，该模式对稀土尾砂地的土壤改良和复垦起到了良好的效果。另一方面，美洲商陆生长迅速，生物量大，抗逆性强，对稀土积累能力高，能够为后期稀土资源化回收提供了良好的基础。

An ion type rare earth tailings modifier and its repair method

The invention discloses an ion-type rare earth tailings modifier and a remediation method thereof. The method improves the rare earth tailings with the modifier and extracts the rare earth elements from Phytolacca americana. The content of heavy elements in the tailings soil increased, and the conductivity and C / N ratio of the soil increased significantly. After planting Phytolacca americana, the total rare earth concentration in the rhizosphere soil solution decreases obviously, and the total organic carbon and organic nitrogen content increases remarkably. The present invention provides a new modifier and a plant improvement model for the remediation and treatment of rare earth tailings, which has played a good role in the soil improvement and reclamation of rare earth tailings. The effect. On the other hand, Phytolacca Americana grows rapidly, has large biomass, strong stress resistance and high rare earth accumulation capacity, which can provide a good basis for the later recovery of rare earth resources.

【技术实现步骤摘要】
一种离子型稀土尾砂地改良剂及其修复方法
本专利技术属于稀土尾砂地修复
，具体来讲，是一种稀土尾砂地的新型改良方法以及利用稀土积累植物提取回收稀土元素的方法。
技术介绍
离子型稀土矿是我国重要的战略资源，其主要分布我国江西省，广东省，内蒙古，福建省，广西省和湖南省等地。江西省的离子型稀土矿储量占到全国的40％，其开采指标、产量占全国中重稀土的70％左右，而赣州市的稀土资源占到整个江西省的80.65％。离子型稀土尾砂矿中大部分稀土以离子的形式吸附在高岭土等粘土矿物上，一般丰度较低。粘土矿物上的稀土阳离子不易在乙醇和水中溶解，但在强电解质溶液中(例如NH4Ac，NH4Cl，(NH4)2SO4，NaCl等)能够发生离子交换并进入溶液中。赣州市离子型稀土矿的开采时间长，开采量多，为当地的经济发展及我国的稀土产业作出了重大的贡献。长期以来，离子型稀土矿一般采用堆浸工艺进行开采：即将表土下层的风化层和半风化层中富含稀土的矿砂搬运至堆浸场，用硫酸铵反复浸取。虽然能够获得较为丰富的稀土母液，但是遗留下了大量的稀土尾砂地。这些尾砂地不仅占用大量的土地资源，还容易破坏周边地区植被，造成严重的水土流失。另外一个方面，尾砂地残留的硫酸铵容易随着水土流失进入水体和农田，造成水体和农田的硫酸根和铵根离子的污染，以及富营养化现象。另外，稀土尾矿地区的稀土金属浓度较高，矿区周边水体中稀土浓度比普通淡水高百倍。稀土尾砂地给当地的生态环境及居民的身心健康带来了严重的危害。因此离子型稀土矿的尾砂地的修复刻不容缓。与传统的物理化学修复方法相比，植物修复是一种绿色高效经济的土壤修复方式。然而，目前关于稀土尾砂地的植物修复研究较少，普通植物的效果不容乐观，难以推广利用。本团队前期研究显示，美洲商陆生物量大，生长迅速，抗逆性强，具有较强的稀土元素积累能力。但是目前还未见有其修复稀土尾砂地的报道。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有离子型稀土尾砂地的贫瘠与理化性质缺陷，旨在解决稀土尾砂地理化性质差，营养元素含量低，植被难以生长的问题，同时推广此项技术为后期稀土元素资源化回收提供材料。本专利技术的目的在于提供一种稀土尾砂地改良剂及其修复方法。本专利技术所采取的技术方案是：一种稀土尾砂地的改良剂，由猪粪和锯末按体积比1：1.5～2.5组成。一种稀土尾砂地的修复方法，将上述所述的改良剂与稀土尾砂地土壤混合，再种植植物美洲商陆。一种稀土尾砂地的修复方法，包括以下步骤：S1，将上述所述改良剂与稀土尾矿地土壤混合，翻耕；S2，将美洲商陆种子播种于S1的土壤中，浇水；S3，生长至少100天后收获美洲商陆地上部分，保留地下部分。进一步的，步骤S1中，改良剂施加量为2～3kg/m2。进一步的，步骤S1中，翻耕的深度为8～15cm。进一步的，步骤S2中，美洲商陆种子经水浸泡之后消毒，再用水洗净后用于播种。进一步的，所述水浸泡的时间为3～5h，温度为24～30℃。进一步的，所述消毒为用12～17％过氧化氢溶液消毒8～12min。进一步的，步骤S2中，播种之后，一次性浇水，所浇水为纯净水，浇水量为8～12L/m2，之后不再浇水。进一步的，播种10～18天之后进行间苗，使植物间隔为12～19cm。改良剂和植物美洲商陆在修复离子型稀土尾砂地中的应用，所述改良剂由猪粪和锯末按质量比1：1.5～2.5组成。改良剂和植物美洲商陆在富集或/和回收稀土元素中的应用，所述改良剂由猪粪和锯末按质量比1：1.5～2.5组成。进一步的，所述稀土元素具体包括镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)。本专利技术的有益效果是：本专利技术为稀土尾砂地提供了一种新型改良剂，同时提供了一种新的修复植物及修复模式，达到了改良和修复稀土尾砂地的目标。同时，利用常见的有机废弃物作为改良剂，来源广泛，价格低廉，实现了废物循环利用，解决了其可能带来的环境问题。另外，美洲商陆具有抗逆性强，生长迅速，生物量大，不需要管理的特点，同时对稀土元素的积累能力高，通过收获其地上部分可以回收稀土元素，具备较大的经济效益，值得大力推广。附图说明图1不同实验小区的土壤溶液中稀土总浓度(A)(mgkg-1)及TOC/TNb含量(B)(mgL-1)，图中TotalREEs表示总稀土浓度。图2BAPA组土壤溶液主成分分析的因子载荷散点图，PC1：第一主成分，PC2：第二主成分，RareEarthElements:稀土元素，Majorelements:大量元素，Organicacids:有机酸，TOC：总有机碳，TNb：总有机碳。图3P.americana各组织总的稀土浓度(mgkg-1)及球粒陨石标准化稀土分异模式；A为植组织根、茎、叶中的稀土总含量，B、C、D分别为根、茎、叶中各稀土元素的含量。图4稀土元素在土壤—植物体系中的总分异模式(A)、在大块土到根际土的分异模式(B)、从根际土到土壤溶液的分异模式(C)、从土壤溶液到根部的分异模式(D)、从根部到茎部的分异(E)、从茎部到叶部的分异(F)。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步的说明。实施例1(1)将尾砂地土壤与改良剂混合，翻耕深度为8cm，充分混合，施加量为2kg/m2，边际土埂高度为15cm。所述改良剂由猪粪和锯末按体积比1：1.5组成。(2)将处理好的美洲商陆种子种入其中，条形播种，条形间隔30cm。所述的美洲商陆种子需经过温水浸泡5h，之后用12％的过氧化氢消毒12min，纯净水洗净后用于播种。(3)植物播种之后一次性浇水，所浇水为纯净水，浇水量为8L/m2，之后不再浇水。(4)两周后间苗，保证植物株间间隔12～19cm。(5)100日后收获植物，收获的时候沿土壤表面切割植物地上部分，地下部分保留。上述所有操作均采取全露天式栽培方式。所述尾砂地土壤中有镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)污染。实施例2(1)将尾砂地土壤与改良剂混合，翻耕深度为12cm，充分混合，施加量为3kg/m2，边际土埂高度为15cm。所述改良剂由猪粪和锯末按体积比1：2.5组成。(2)将处理好的美洲商陆种子种入其中，条形播种，条形间隔30cm。所述的美洲商陆种子需经过温水浸泡3h，之后用17％的过氧化氢消毒8min，纯净水洗净后用于播种。(3)植物播种之后一次性浇水，所浇水为纯净水，浇水量为12L/m2，之后不再浇水。(4)两周后间苗，保证植物株间间隔12～19cm。(5)100日后收获植物，收获的时候沿土壤表面切割植物地上部分，地下部分保留。上述所有操作均采取全露天式栽培方式。所述尾砂地土壤中有镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)污染。实施例3实验分组：本实施例选择江西省赣州市定南县某稀土矿地为实验对象。对照组为不施加改良剂的空白地区(B)，不施加改良剂种植植物组(BPA)，实验组为施加改良剂组(BA)以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稀土尾砂地的改良剂，其特征在于，由猪粪和锯末按体积比1：1.5～2.5组成。

【技术特征摘要】
1.一种稀土尾砂地的改良剂，其特征在于，由猪粪和锯末按体积比1：1.5～2.5组成。2.一种稀土尾砂地的修复方法，其特征在于，将权利要求1所述的改良剂与稀土尾砂地土壤混合，再种植植物美洲商陆。3.根据权利要求2所述的一种稀土尾砂地的修复方法，其特征在于，包括以下步骤S1，将权利要求1所述改良剂与稀土尾矿地土壤混合，翻耕；S2，将美洲商陆种子播种于S1的土壤中，浇水；S3，生长至少100天后收获美洲商陆地上部分，保留地下部分。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤S1中，改良剂施加量为2～3kg/m2。5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤S1中，翻耕的深度为8～15c...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤叶涛，袁鸣，仇荣亮，刘文深，刘畅，郭美娜，陈莺燕，游敏，晁元卿，王诗忠，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东,44