用于稀土尾矿砂修复的改良剂及稀土尾矿砂的治理方法技术

本发明专利技术提供了一种用于稀土尾矿砂修复的改良剂及稀土尾矿砂的治理方法，所述改良剂包括：海泡石、动物粪便、腐植酸和生物炭；其中海泡石、动物粪便、腐植酸和生物炭的质量比为(0.05～0.5)：(0.05～0.3)：(0.03～0.2)：(0.04～0.3)。本发明专利技术以海泡石、动物粪便、腐植酸和生物炭协同配合，实现对稀土尾矿砂的修复，无化学物质的引入，避免对土壤的二次危害，并且改良剂的综合应用，实现对土壤肥力的提高。

Modifier for rare earth tail ore restoration and method for controlling rare earth tailing sand

The present invention provides a method for rare earth tailings remediation improver and rare earth tailings treatment method, the amendments include: sepiolite, animal manure, humic acid and biological carbon; the quality of sepiolite, animal manure, humic acid and biological carbon ratio (0.05 ~ 0.5): (0.05 ~ 0.3): (0.03 ~ 0.2): (0.04 ~ 0.3). In the invention, sepiolite, animal manure, humic acid and biological carbon coordination, achieve the repair of rare earth tailings, the introduction of no chemical substances, to avoid the two damage to the soil, and the comprehensive application of modifier, to improve soil fertility.

【技术实现步骤摘要】
用于稀土尾矿砂修复的改良剂及稀土尾矿砂的治理方法
本专利技术属于土壤治理
，尤其涉及用于稀土尾矿砂修复的改良剂及稀土尾矿砂的治理方法。
技术介绍
我国是稀土资源最丰富的国家，尤其是赣南地区的离子型稀土矿。由于早期监管无序及开采工艺落后的影响，开采初期主要采用被称为“搬山运动”的原地浸矿工艺，剥除稀土矿表层覆盖的植被，用硫酸铵、硝酸铵等溶液经注井孔提取粗制稀土原矿，原矿提取后产生的废弃堆称作尾矿，大量的尾矿堆积场地的土壤呈酸性，pH较低，使得土壤养分含量降低、土壤贫瘠、寸草不生，造成严重的水土流失；并且该工艺使用的浸矿剂浓度较高，产生的废水中有浓度较高的氯化钠，通过降雨淋滤和自然渗透会对地下水造成污染和危害，甚至导致矿区土壤盐碱化；矿区的植被严重破坏，使得矿区土壤在风和雨水的作用下肥力下降，有机质含量极低，土壤变为砂土或仅剩沙子，有机质质量浓度、土壤自然含水量及持水能力非常低，造成土壤的贫瘠沙化，因为开采工艺的特殊，开采后产生的尾矿即为开采所导致的土壤恶化，急需对稀土尾矿砂有效治理方式。现有稀土尾矿砂修复的常用方法有物理方法和化学方法。其中，物理方法是指对废弃地进行表土覆盖，包括表土回填和异地熟土覆盖，但是回填表土和异地熟土覆盖的方法治理成本高并且只能在土壤资源充足的地区采用，并不适用于土源短缺，水土流失严重的离子型稀土矿区。化学方法即采用改良剂对稀土尾矿砂进行修复，虽然无需受制于土壤资源的丰富程度，但是现有的改良剂的应用仍然存在着一些不足：天然改良剂改良效果有限，且有持续期短问题；人工合成的高分子化合物的高成本以及潜在的环境污染风险而限制了它的广泛应用；城市污泥类改良剂中含有不可避免的有害成分，对植物和微生物存在危害。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供用于稀土尾矿砂修复的改良剂及稀土尾矿砂的治理方法，本专利技术提供的改良剂能够实现对稀土尾矿砂酸化的改良，并且所述改良剂的使用实现对稀土尾矿砂的改质，提高土壤肥力，结合耐旱草本植物的施种，确保植被修复的同时通过清除、转化和稳定作用，有效降低土壤有害物质的含量。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种用于稀土尾矿砂修复的改良剂，包括：海泡石、动物粪便、腐植酸和生物炭；所述海泡石、动物粪便、腐植酸和生物炭的质量比为(0.05～0.5)：(0.05～0.3)：(0.03～0.2)：(0.04～0.3)。优选的，所述海泡石的pH值为9～11；所述海泡石中有机质的质量百分含量为0.75～0.95％；所述海泡石的平均孔径为1.2～1.5nm；所述海泡石的比表面积为750～900m2/g。优选的，所述海泡石包括以下质量百分含量的组分：Mg3Si2(OH)4O57.5％～10％，Si3O6·H2O6％～10％，CaMgSi2O615％～20％和CaCO360～71.5％。优选的，所述动物粪便的pH值为6.12～7.53；所述动物粪便中有机质的含量为50～85g/kg；所述动物粪便中氮的含量为16～30g/kg，所述动物粪便中磷的含量为8.2～15.6g/kg，所述动物粪便中钾的含量为7.2～16g/kg。优选的，所述腐植酸的pH值为4～6，所述腐植酸中有机质的质量百分含量为65～85％。优选的，所述生物炭的粒径为2～5mm，所述生物炭的比表面积为45.56～60.32m2/g。本专利技术还提供了一种稀土尾矿砂的治理方法，包括以下步骤：(1)将上述技术方案所述的改良剂施用于稀土尾矿砂；(2)在所述施用改良剂后的稀土尾矿砂上施种耐旱草本植物。优选的，所述改良剂施用与所述耐旱草本植物施种的时间间隔为7～10天。优选的，所述改良剂的施用量以待修复稀土尾矿砂的面积为基准计，所述改良剂的施用量为(65～409)kg/亩。优选的，所述耐旱草本植物包括黑麦草、百喜草、狼尾草和高羊茅中的一种或多种。本专利技术提供了一种用于稀土尾矿砂修复的改良剂，包括：海泡石、动物粪便、腐植酸和生物炭；其中海泡石、动物粪便、腐植酸和生物炭的质量比为(0.05～0.5)：(0.05～0.3)：(0.03～0.2)：(0.04～0.3)。本专利技术以海泡石、动物粪便、腐植酸和生物炭协同配合，实现对稀土尾矿砂的修复，无化学物质的引入，避免对土壤的二次危害，并且改良剂的综合应用，实现对稀土尾矿砂肥力的提高。在碱性海泡石对稀土尾矿砂实现中和的作用下，动物粪便、生物炭和腐植酸以所富含的有机质，实现对土壤养分的提高，同时动物粪便微生物活性大，实现稀土尾矿砂中有效物质的活化，腐植酸能够有效降低稀土尾矿砂对磷的固定，使得稀土尾矿砂中难溶于水的Ca3(PO4)2，与腐植酸发生反应形成的磷酸氢盐和磷酸二氢盐都溶于水，有助于被植物的吸收，进而提高磷的利用率。本专利技术还提供了一种稀土尾矿砂的治理方法，首先将所述的改良剂施用于稀土尾矿砂，然后在所述施用改良剂后的稀土尾矿砂上施种耐旱草本植物。所述改良剂的使用实现对稀土尾矿砂的改质，提高土壤肥力，结合耐旱草本植物的施种，确保植被修复的同时通过清除、转化和稳定作用，有效降低土壤有害物质的含量，逐步改善土壤养分状况，恢复土壤质地和结构，促使矿区局部气候得以改善，实现微环境的优化。实施例的结果表明，经本专利技术提供的方法完成对土壤的治理后，植物的生物量达到1.058～1.499g/pet，土壤中有机质含量达到1.5％～2.24％，pH值达到6.128～6.820，碱解氮含量达到40.375～52.250mg/kg，有效磷含量达到29.831～37.710mg/kg；经本专利技术提供的方法对土壤进行治理后，土壤pH值增加35.88％～51.22％，土壤有机质含量增幅650％～1020％，土壤碱解氮增加34.47％～72.73％，土壤有效磷增加231％～318％。具体实施方式本专利技术提供了一种用于稀土尾矿砂修复的改良剂，包括：海泡石、动物粪便、腐植酸和生物炭；所述海泡石、动物粪便、腐植酸和生物炭的质量比为(0.05～0.5)：(0.05～0.3)：(0.03～0.2)：(0.04～0.3)。在本专利技术中，所述改良剂包括海泡石。在本专利技术中，所述海泡石的pH值优选为9～11，进一步优选为9.5～10.5，更优选为10。在本专利技术中，所述海泡石中有机质的质量百分含量优选为0.75～0.95％，进一步优选为0.78～0.90％，更优选为0.80～0.85％。在本专利技术中，所述海泡石中阳离子交换量(CEC)优选为15～20cmol/kg，进一步优选为18cmol/kg。所述阳离子交换量是指在pH值＝7时，每千克土壤中所含有的全部交换性阳离子的厘摩尔数，在本专利技术中，所述交换性阳离子优选为K+、Na+、Ca2+、Mg2+、NH4+、H+和Al3+中的一种或多种。在本专利技术中，所述海泡石的平均孔径优选为1.2～1.5nm，进一步优选为1.25～1.35nm。在本专利技术中，所述海泡石的比表面积优选为750～900m2/g，进一步优选为800～850m2/g。在本专利技术中，所述海泡石优选包括以下质量百分含量的组分：Mg3Si2(OH)4O57.5％～10％，Si3O6·H2O6％～10％，CaMgSi2O615％～20％和CaCO360～71.5％；进一步优选为Mg3Si2(OH)4O59％，Si3O6·H2O本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于稀土尾矿砂修复的改良剂，包括：海泡石、动物粪便、腐植酸和生物炭；所述海泡石、动物粪便、腐植酸和生物炭的质量比为(0.05～0.5)：(0.05～0.3)：(0.03～0.2)：(0.04～0.3)。

【技术特征摘要】
1.一种用于稀土尾矿砂修复的改良剂，包括：海泡石、动物粪便、腐植酸和生物炭；所述海泡石、动物粪便、腐植酸和生物炭的质量比为(0.05～0.5)：(0.05～0.3)：(0.03～0.2)：(0.04～0.3)。2.根据权利要求1所述的改良剂，其特征在于，所述海泡石的pH值为9～11；所述海泡石中有机质的质量百分含量为0.75～0.95％；所述海泡石的平均孔径为1.2～1.5nm；所述海泡石的比表面积为750～900m2/g。3.根据权利要求1或2所述的改良剂，其特征在于，所述海泡石包括以下质量百分含量的组分：Mg3Si2(OH)4O57.5％～10％，Si3O6·H2O6％～10％，CaMgSi2O615％～20％和CaCO360～71.5％。4.根据权利要求1所述的改良剂，其特征在于，所述动物粪便的pH值为6.12～7.53；所述动物粪便中有机质的含量为50～85g/kg；所述动物粪便中氮的含量为16～30g/kg，所述动物粪便...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨侨，侯红，赵龙，孙在金，
申请(专利权)人：中国环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11