一种用于矿山修复构建耕作层土壤的组合物及方法技术

本发明专利技术公开了一种用于矿山修复构建耕作层土壤的组合物及方法，所述组合物主要成分是由营养物料(以风化煤、农林废弃物等10%～30%、废弃菌棒50%～60%、磷石膏20%～30%等堆料发酵)35%～45%，基质（废弃菌棒等）55%～65%，吸水材料1%～5%，将其按比例混合制成。其应用方法包括如下步骤：1）将矿山地表石块进行平整；2）将营养物料、基质、吸水材料混合物均匀平铺于地表上；3）浇水喷洒；4）3‑5天后进行旋耕；5）旋耕后种植豆科绿肥1茬，然后再进行旋耕将绿肥还田，1‑2个月后得到耕作层土壤，再种植中药材等经济作物。本发明专利技术能够迅速恢复植被，降低矿渣表面的扬尘，而且成本低廉，经济效果显著。

【技术实现步骤摘要】
一种用于矿山修复构建耕作层土壤的组合物及方法
本专利技术涉及磷石膏和废弃菌棒综合利用
，特别涉及一种用于矿山修复构建耕作层土壤的方法应用。
技术介绍
矿业开发过程中形成的尾矿库、剥岩区、排土场等对自然环境造成极大的危害：堆存和处置矿山开采后产出的大量废石、排土和尾砂(通常露天采矿采剥比为5～10)，将占用大量的土地或林地,而且对周围环境空气造成严重影响；人为开采后的废石(排土)、尾矿建设，破坏生态系统、水环境，使动植物失去了其适宜的生活、生长环境。磷石膏是生产磷肥、磷酸时排放出的固体废弃物，全球每年湿法磷酸年总产量约2.6亿吨，副产废弃物物磷石膏约1.5亿吨，利用率仅为4.3％～4.6％，堆放磷石膏不仅占用了大量土地，而且磷石膏里含有的砷、镉、汞等有害重金属化学物质对环境造成的影响长达数百年之久。我国目前对于磷石膏的利用研究，主要包括：建材制品，土壤改良剂，水泥缓凝剂，化工原料等方面,除了以上利用途径，还有循环再生利用领域，如利用磷石膏处理盐碱地。贵州食用菌产业进入快速发展阶段，未来三年内全省食用菌种植规模将达40亿棒,产量将达240万吨,大量的废弃菌棒得不到合理的利用，将会对环境造成一定污染，进一步的影响食用菌产业的发展，因此，寻求合理的废弃菌棒的利用途径是急需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对上述问题提供一种用于矿山修复构建耕作层土壤的组合物及方法，能有效覆盖矿山灰尘，不易脱离，应用于矿山裸露表面的植被恢复，以及矿渣表面的植被恢复以及抑尘，消化磷石膏及食用菌菌棒，降低了矿山恢复的成本，提高了植被恢复的效果；迅速恢复植被，降低矿渣表面的扬尘，而且成本低廉，经济效果显著，可以大面积推广使用。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：按重量百分数计，耕作层主要成分是由营养物料(以风化煤、农林废弃物等10%～30%、废弃菌棒50%～60%、磷石膏20%～30%等堆料发酵)35%～45%，基质（废弃菌棒等）55%～65%，吸水材料1%～5%，将其按比例混合制成。前述一种用于矿山修复构建耕作层土壤的方法，包括以下步骤：(1)营养物料：将风化煤、农林废弃、废弃菌棒、磷石膏按照质量百分比为，风化煤、农林废弃物：废弃菌棒：磷石膏＝10％～30％：50％～60％：20％～30％混合均匀，混合料堆料发酵。自然堆放发酵，自常温升温至55℃～70℃，翻堆三次，持续堆肥10～15天，冷却常温，即制成；(2)基质：废弃菌棒粉碎，物料细度过10目筛即可；(3)吸水材料：使用一定量废弃菌棒发酵之后的物料与10%磷石膏（菌棒发酵后物料重量的10%），按顺序加入中和度为75%的丙烯酸，丙烯酰胺，N，N′-亚甲基双丙烯酰胺，过硫酸铵，无水亚硫酸钠；在室温条件下制备吸水材料，待反应成凝胶后继续放置三小时，取出，烘干，粉碎即得；(4)整地：将矿山地表石块进行平整；(5)覆料：将营养物料：基质：吸水材料=35％～45％：55％～65％：1％～5％混合均匀，平铺地表上10cm～18cm左右；（6）喷水：浇水喷施；（7）3-5天后进行旋耕；（8）旋耕后种植豆科绿肥1茬，然后再进行旋耕将绿肥还田，1-2个月后得到耕作层土壤，再种植中药材等经济作物。前述矿山修复构建耕作层土壤的方法，步骤(1)所述料堆高度为1.2～1.5m，宽度为1m；当发酵过程料温升至65℃以上时进行翻堆，所述翻堆进行3次，所用物料细度过10目筛。营养物料有机质含量大于40%，pH在5～8之间，有害物质的溶出《污水综合排放标准》GB8978-1996标准和《地下水质量标准GB/T14848-2017》。前述矿山修复构建耕作层土壤的方法，步骤(3)所述菌棒发酵后物料细度过80～100目筛。前述矿山修复构建耕作层土壤的方法，步骤(3)所述吸水材料，吸水率满足《农林保水剂》NY886-2010。有害物质的溶出满足《污水综合排放标准》GB8978-1996标准和《地下水质量标准GB/T14848-2017》。前述矿山修复构建耕作层土壤的方法，步骤(6)喷水，采用喷灌。采用上述一种用于矿山修复构建耕作层土壤的组合物及方法，对比现有技术，本专利技术的有益效果是：能够用于矿山修复构建耕作层土壤，有效覆盖矿山灰尘，不易脱离，应用于矿山裸露表面的植被恢复，以及矿渣表面的植被恢复以及抑尘，消化磷石膏及食用菌菌棒，降低了矿山恢复的成本，提高了植被恢复的效果；迅速恢复植被，降低矿渣表面的扬尘，而且成本低廉，经济效果显著，可以大面积推广使用。1.本专利技术所采用的堆料发酵处理技术手段，在高效杀灭病菌的同时，还能够促进原料迅速降解，有利于后续菌丝的生长。本专利技术所采用的发酵处理具有以下优点，其一，营养物料发酵的过程中，在升温发酵剂作用下，原料中的一些嗜热微生物如放线菌等快速生长繁殖，使堆料温度上升至65～70℃，可将原料中一些有害的虫卵和部分杂病菌杀灭；其二，发酵过程中的放线菌等有益微生物可促进废弃菌棒中的木质素、纤维素等有机物质迅速降解以及磷石膏中含F元素降解；其三，发酵过程中进行3次翻堆，可以将培养发酵过程中释放出的有害气体。2.本专利技术所采用的吸水材料加入了10%磷石膏，在化学接枝过程中，降解了磷石膏中F含量，保证吸水率和有害物质的溶出达到标准。3.本专利技术采用的基质配方为由营养物料35%～45%，基质55%～65%，吸水材料1%～5%，将其按比例混合制成，能把磷石膏和废弃菌棒变废为宝。具体实施方式一种用于矿山修复构建耕作层土壤的方法，具体方法包括以下步骤：（1）营养物料准备：将风化煤、农林废弃物：废弃菌棒：磷石膏＝30％：50％：20％混合均匀，混合料堆料发酵。自然堆放发酵，自常温升温至55℃～70℃，翻堆三次，持续堆肥10～15天，冷却常温；（2）基质准备：将废弃菌棒粉碎处理；（3）吸水材料：使用100g废弃菌棒发酵之后的物料与10g磷石膏，按顺序加入中和度为75%的丙烯酸1250mL，丙烯酰胺100g，N，N′-亚甲基双丙烯酰胺0.8g，过硫酸铵4g，无水亚硫酸钠1.6g；在室温条件下制备吸水材料，待反应成凝胶后继续放置三小时，取出，烘干，粉碎即得；（4）混配：按重量百分数计，用由营养物料45%，基质50%，吸水材料5%，混合均匀，（5）喷水：浇水喷施；（6）3-5天后进行旋耕；（7）旋耕后种植豆科绿肥1茬，然后再进行旋耕将绿肥还田，1-2个月后得到耕作层土壤，再种植中药材等经济作物。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于矿山修复构建耕作层土壤的组合物，其特征在于：按重量百分数计，所述组合物主要成分是由营养物料：基质：吸水材料=35％～45％：55％～65％：1％～5％混合制成；所述营养物料包含风化煤、农林废弃物；所述基质包含废弃菌棒。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于矿山修复构建耕作层土壤的组合物，其特征在于：按重量百分数计，所述组合物主要成分是由营养物料：基质：吸水材料=35％～45％：55％～65％：1％～5％混合制成；所述营养物料包含风化煤、农林废弃物；所述基质包含废弃菌棒。


2.根据权利要求1所述的用于矿山修复构建耕作层土壤的组合物，其特征在于：所述营养物料按下述方法制成的：将风化煤、农林废弃物、废弃菌棒、磷石膏按照质量百分比为，风化煤、农林废弃物：废弃菌棒：磷石膏＝10％～30％：50％～60％：20％～30％混合均匀，混合料堆料发酵；自然堆放发酵，自常温升温至55℃～70℃，翻堆三次，持续堆肥10～15天，冷却常温，即制成。


3.根据权利要求1所述的用于矿山修复构建耕作层土壤的组合物，其特征在于：所述基质是将废弃菌棒粉碎，物料细度过10目筛制成。


4.根据权利要求1所述的用于矿山修复构建耕作层土壤的组合物，其特征在于：所述吸水材料按下述方法制成的：使用一定量废弃菌棒发酵之后的物料与10%磷石膏，即菌棒发酵后物料重量的10%，按顺序加入中和度为75%的丙烯酸，丙烯酰胺，N，N′-亚甲基双丙烯酰胺，过硫酸铵，无水亚硫酸钠；在室温条件下制备吸水材料，待反应成凝胶后继续放置三小时，取出，烘干，粉碎即得。


5.将权利要求1-4任一项应用于矿山修复构建耕作层土壤。


6.一种用于矿山修复构建耕作层土壤的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)营养物料：将风化煤、农林废弃、废弃菌棒、磷石膏按照质量百分比为，风化煤、农林废弃物：废弃菌棒：磷石膏＝10％～30％：50％～60％：20％～30％混合均匀，混合料堆料发酵；自然堆放发酵，自常温升温至55℃～70℃，翻堆三次，持续堆肥10～15天，冷却常温，即制成；
(2)基质：...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓廷飞，田言，杨小生，解田，潘雄，葛丽娟，朱安祥，
申请(专利权)人：瓮福集团有限责任公司，贵州省中国科学院天然产物化学重点实验室，
类型：发明
国别省市：贵州;52