一种金属矿废石场的酸性改良基质及其植被恢复施工方法技术

本发明专利技术公开了一种金属矿废石场的酸性改良基质及其植被恢复施工方法，酸性改良基质包括HDS底泥、石灰粉、稻壳和有机聚合胶联剂，对应于1‑3m

【技术实现步骤摘要】
一种金属矿废石场的酸性改良基质及其植被恢复施工方法
本专利技术属于植被恢复
，涉及一种金属矿废石场的植被恢复，具体涉及一种金属矿废石场的酸性改良基质及其植被恢复施工方法。
技术介绍
金属矿山以硫化物赋存于矿物中的比例很大，尤其是铜、铅、锌等金属矿床，约占各类矿物种类总量的75％。金属品位极低，矿物采剥比大，产生大量的固体废弃物；其中，每采山1吨矿石平均约产生1.25吨废石，近几年大约需要排放废石1.3-1.4亿吨/a，累计堆存数十亿吨。废石堆放于露天，在氧化铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌等微生物的催化作用下，废石中的硫和金属硫化物被氧化，经过雨水冲刷，形成了矿山酸性废水(AcidMineDrainage，简称AMD)；由于AMD的pH值极低，且含有Fe、Mn、Cu、Zn、Pb、Cd、As和Al等金属离子及SO42-，会对环境造成污染和破坏。工程实践证明，废石场的植被恢复首先从源头控制酸性污染的产生，同时可以恢复受损的生态环境；而在废石场植被恢复的过程中，堆场本身的产酸环境严重制约了植物的正常生长，最终导致植被恢复工程的失败。综上分析可知，如何有效构建酸性改良层对废石场的植被恢复至关重要。如何减缓和控制酸性土壤的进一步酸化是废石场酸性改良的关键，其基本原理是通过添加土壤改良剂减缓和控制酸化，从而营造植物正常生长的环境。目前的常规方法是采用人工播撒石灰粉等改良剂的方式进行酸性改良，其弊端主要在作业工人的安全性和改良工程的时效性得不到很好的保证。
技术实现思路
针对上述不足，本专利技术针对现有技术中金属矿山HDS底泥产生量大、资源化利用率低、堆存占用大量土地且存在环境风险的现状，提供了一种金属矿废石场的酸性改良基质及其植被恢复施工方法。本专利技术采用如下技术方案：本专利技术一方面提供了一种金属矿废石场的酸性改良基质，包括HDS底泥、石灰粉、稻壳和有机聚合胶联剂。具体地，在上述酸性改良基质中，对应于1-3m3的HDS底泥，所述石灰粉、稻壳和有机聚合胶联剂的加入量分别为20-40kg、5-10kg和50-100g。在上述技术方案中，所述HDS底泥为矿山酸性废水经回收有价元素后，采用石灰乳或电石渣酸碱中和处理后得到的废弃物，其含水率≤40％，且pH为6-7.5。详细地，所述HDS底泥为就地取材的第I类一般工业固体废物。进一步地，在上述技术方案中，所述稻壳为稻谷加工后的废弃物。详细地，所述稻壳中富含纤维素、木质素和二氧化硅，且稻壳中二氧化硅含量越高，则越坚硬，耐磨性能越强，是一种可以资源化利用的固体废弃物资源。该稻壳与HDS底泥混合能提高HDS底泥的保蓄性和缓冲性，同时上述稻壳的使用还可以保护农村生态环境，并促进农业的生态化发展；其他具有上述功能的农作物粉碎物也可以采用，效果以本申请采用的为优。进一步地，在上述技术方案中，所述有机聚合胶联剂为以植物种子为胶粉进行复合混配改性而成的天然黏合剂。针对传统的高分子化合黏合剂不易降解的缺陷，上述有机聚合胶联剂通过在纤维与纤维之间和纤维与土壤之间建立捆绑胶联，大大提高土壤颗粒依附强度，促进土壤颗粒团粒结构形成，同时能够优化土壤微生物生存环境，进一步促进土壤的熟化；其他具有上述功能的有机聚合胶联剂也可以采用，效果以本申请采用的为优。本专利技术另一方面提供了一种金属矿废石场的植被恢复施工方法，包括，对金属矿废石场进行预处理后，将上述酸性改良基质与水混匀，制得浓浆状的酸性改良材料，将所述酸性改良材料喷射到待恢复的金属矿废石场的表面，固结形成酸性改良层。具体地，在上述技术方案中，酸性改良基质的用量根据待恢复的金属矿废石场的单位面积确定；详细地，对应于每平方米的待恢复的金属矿废石场，所述HDS底泥、石灰粉、稻壳和有机聚合胶联剂的用量分别为0.1-0.3m3、2-4kg、0.5-1.0kg和5-10g。具体地，在上述技术方案中，将酸性改良基质与水加入液力喷播机的搅拌罐中，通过搅拌罐中的搅拌轴将酸性改良基质与水充分混合，形成浓浆状的酸性改良材料，再通过液力喷播机喷射到待恢复的金属矿废石场的表面，通过重力作用及流体力学的原理，使浓浆状的酸性改良材料入渗，固结后形成表层和竖向的酸性改良层。进一步地，在上述技术方案中，所述酸性改良材料的固液比为(3-5)：10。再进一步地，在上述技术方案中，所述预处理后的金属矿废石场的坡度≤50°。具体地，在上述技术方案中，通过对待恢复的金属矿废石场的预处理，对其边坡实现平整度的最大化，坡度控制在50°以内，保障酸性改良层的入渗深度。进一步地，在上述技术方案中，在所述喷射的过程中，控制所述酸性改良材料全部渗入所述金属矿废石场的废石间隙中，避免形成流体在所述金属矿废石场的表面流动。在本专利技术的一个具体实施方式中，所述酸性改良材料采用多次喷射的方式喷射到待恢复的金属矿废石场的表面。优选地，在上述技术方案中，相邻所述喷射的间隔时间为控制上一次喷射的酸性改良材料已完成固结。详细地，在上述技术方案中，通过采用液力喷播机喷射的方式实施酸性改良，一方面，能有效克服传统直接撒播石灰粉改良所造成的无组织粉尘带来的施工作业安全性欠佳和雨水淋溶后石灰粉易淋失的关键问题，另一方面，酸性改良物为固液比30-50％的浓浆状物料，采用多次喷射可以避免其沿边坡的大量流失，此外，通过多次喷射实施，浓浆状物料在流体重力的作用下，分层渗透，在竖向上，通过有机聚合胶联剂将HDS底泥、石灰粉和稻壳三者形成交互鳌合成有机整体，从而保持酸性改良的长效性。因此，可营造后期植被恢复可持续性的土壤环境，促进植被正常生长，加速生态系统的恢复。进一步地，在上述技术方案中，所述酸性改良层在垂直于金属矿废石场表面的方向的厚度为1.0-1.5m。又进一步地，在上述技术方案中，所述金属矿废石场的预处理具体包括：S1、分区块分别对金属矿废石场的顶部平台、边坡和边坡平台进行地形整理，保证其整体稳定性，并使所述边坡平台和顶部平台分别向内和向外形成倾角；S2、在金属矿废石场修建纵横交错的排水沟，构建良好的雨水分流系统，最大化降低雨水的淋溶。具体地，在上述技术方案中，通过采用机械辅助人工的方式，对所述金属矿废石场进行地形整理，避免雨水侵蚀造成坡体的不稳定性。又进一步地，在上述技术方案中，所述植被恢复施工方法还包括，在所述酸性改良材料固结形成酸性改良层后，覆土并播撒植物种子。具体地，在上述技术方案中，所播撒的植物种子选择适应当地气候的种类外，还要特别注意选择抗逆性和抗寒性的品种。本专利技术的优点：(1)本专利技术所提供的金属矿废石场的酸性改良基质采用HDS底泥、石灰粉、稻壳和有机聚合胶联剂为原料混合制得，在上述有机聚合胶联剂的作用下，该HDS底泥、石灰粉和稻壳三者交互鳌合形成有机整体，在金属矿废石场的废石间隙中形成无数连续的改良柱，最大化减少了石灰粉的淋失，从而保证了对金属矿废石场的酸性改良的长效性，有效克服了传统的酸性改良石灰粉淋失快的问题；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属矿废石场的酸性改良基质，其特征在于，包括HDS底泥、石灰粉、稻壳和有机聚合胶联剂；/n对应于1-3m

【技术特征摘要】
1.一种金属矿废石场的酸性改良基质，其特征在于，包括HDS底泥、石灰粉、稻壳和有机聚合胶联剂；
对应于1-3m3的HDS底泥，所述石灰粉、稻壳和有机聚合胶联剂的加入量分别为20-40kg、5-10kg和50-100g。


2.根据权利要求1所述的酸性改良基质，其特征在于，所述HDS底泥为矿山酸性废水经回收有价元素后，采用石灰乳或电石渣酸碱中和处理后得到的废弃物，其含水率≤40％，且pH为6-7.5。


3.根据权利要求1或2所述的酸性改良基质，其特征在于，
所述稻壳为稻谷加工后的废弃物；
和/或，所述有机聚合胶联剂为以植物种子为胶粉进行复合混配改性而成的天然黏合剂。


4.一种金属矿废石场的植被恢复施工方法，其特征在于，包括，对金属矿废石场进行预处理后，将权利要求1-3任一项所述的酸性改良基质与水混匀，制得浓浆状的酸性改良材料，将所述酸性改良材料喷射到待恢复的金属矿废石场的表面，固结形成酸性改良层。


5.根据权利要求4所述的植被恢复施工方法，其特征在于，所述酸性改良材料的固液比为(3-5)：10。


6.根据权利要求4或5所述的植被恢复施工方法，其特征在于，所述预...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琼，杨越晴，孙伟，李昊，孟磊，
申请(专利权)人：北京矿冶科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11