一种隔层控盐碱实现赤泥堆场植被覆盖的方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种隔层控盐碱实现赤泥堆场植被覆盖的方法和应用，涉及赤泥生态植被恢复方法技术领域。该方法首先使用无机调控剂和风化煤矸石对赤泥进行基质改良，无机调控剂和风化煤矸石的添加量分别为赤泥干重的1

【技术实现步骤摘要】
一种隔层控盐碱实现赤泥堆场植被覆盖的方法和应用


[0001]本专利技术属于赤泥生态植被恢复方法
，具体涉及一种隔层控盐碱实现赤泥堆场植被覆盖的方法和应用。

技术介绍

[0002]铝是一种经济适用的有色金属材料，其消耗量在世界范围内仅次于铁，广泛应用于国民经济与国防建设的各个领域，每生产1吨铝需要消耗约2吨的氧化铝。赤泥是高温熔融铝土矿浸出氧化铝过程中产生的废弃物，赤泥最常见的处置方式为陆地堆存，然而堆存处置不仅占用大量土地资源，而且筑坝及日常维护费用高昂，极大的增加了成本。同时，赤泥碱性强(pH9
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13)，盐分高(EC 1.4
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28.4mS/cm)，含有金属种类多(Cr、As、Cd、V、Ni等)、毒性大，结构精细(平均粒径2
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100μm)，极易产生扬尘并造成水体和土壤盐碱化，严重威胁堆场及其周边生态环境。
[0003]赤泥作为大宗工业固体废弃物，化学碱性难以脱除、有害物质行为不明确，其综合利用属于世界性难题。赤泥堆场属于典型的矿区废弃地，自然风化过程缓慢，可通过表层基质改良降低赤泥碱性，改善赤泥物理结构和化学性质，加速堆场表面复垦和植被恢复，实现堆场的自然生态重建，成为目前最具前景的大规模赤泥处置方式。然而，由于赤泥高盐、高碱的特性，盐碱随水运移，使得改良后的基质又极易被返盐、返碱影响而再度盐碱化，结果往往是改良后的赤泥表层基质可以很好的支持植被生长，而一段时间后由于盐碱胁迫导致植物枯死。因此，在赤泥堆场恢复植被的研究中，对赤泥堆场进行返盐碱的控制极为重要。大量的研究也有给出一些控盐碱的方案。
[0004]最常用的降碱措施是添加石膏、海水和二氧化碳。然而，采用海水降低赤泥碱性常用于靠近海边的氧化铝厂，且加入过量海水会使赤泥基质中的盐分、胶体颗粒和沉淀物积累，从而导致海水降碱后赤泥的后续培肥变得更加困难，不利于植被定植；采用二氧化碳中和赤泥虽然可以通过消耗液相碱(CO
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，OH
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和Al(OH)4‑
)实现pH的降低，同时降低工业二氧化碳的排放，但碳酸与氢氧根的反应会导致pH的反弹，且二氧化碳只能中和液相碱，而与赤泥中矿物碱的的反应极其缓慢，几乎不会发生，二氧化碳影响的主要是赤泥中碱度的形态，而不是碱的溶解度，因此不能从根本上解决赤泥高碱性制约植物生长的问题；石膏中和赤泥碱性的方法，可以很好的降低铁含量高而钙含量低的赤泥，如拜耳法赤泥，但对于目前大量堆存的联合法赤泥和烧结法赤泥(钙含量远高于铁含量)，则并无降碱效果。因此，亟需研究具有长效降碱功能的环境材料，实现不同种类赤泥的碱性调控。绿矾的主要成分是七水合硫酸亚铁，溶解性优于石膏，绿矾可同时中和联合法赤泥的液相碱和固相碱，也可使拜耳法赤泥的pH降低约2个单位，但石膏对拜耳法赤泥的降碱效果要优于绿矾，因此对于拜耳法赤泥，仍选用石膏作为调控剂。
[0005]中国专利技术专利CN106034458A公开了一种防治赤泥堆场产生扬尘和环境污染的方法，首先使用绿矾和硝基腐植酸对联合法赤泥进行改良，绿矾添加量为联合法赤泥干重的3
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10％，硝基腐殖酸添加量为联合法赤泥干重的5
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20％，自然老化10天以上，使其具备植物
生长的基本条件；其次通过在改良后的联合法赤泥与堆场下层赤泥之间增设排水层和缓冲层以减小实际情况中反盐、反碱现象对植物生长的影响，排水层包括倾斜滤水管及粗细砾石层，缓冲层选择酸性保水性良好的材料，待基质老化稳定后，选择耐盐碱植物柠条进行栽培。该专利技术可防治赤泥堆场产生的扬尘，土壤及地下水污染等环境问题。
[0006]中国专利技术专利CN112655515A公开了一种赤泥土壤化的方法，将赤泥用含有酸性有机残渣和石膏进行改性，得到的赤泥改性混合物对方在阻断层上，然后在赤泥改性混合物的表面铺设秸秆，静置陈化，使得赤泥土壤化。所用的阻断层依次从上到下为秸秆层、石膏层和碎石层。经该方法得到的赤泥土壤盐碱含量大幅度降低，适于后期植被的种植。
[0007]在对赤泥进行控盐碱的改良技术方法中，阻断层材料的使用和选择是关键。煤矸石是在采煤和洗煤过程中产生的黑色含碳固体废弃物。煤矸石的堆存、自燃以及重金属溶出污染大气、水体和土壤。煤矸石是优质的硅铝质矿物材料，结构稳定，呈化学惰性，且含有大量碳、氮等营养元素，为植物生长提供必要的养分，其大粒级结构具有较好的水盐调控作用。因此，采用煤矸石改良赤泥理化性质的同时抑制赤泥返碱、返盐具有较高的应用潜力。
[0008]本专利技术通过对比了禾本科植物披碱草单播、豆科植物柠条单播以及披碱草、柠条与3种藜科植物混播后在赤泥基质上的生长情况，评估了植物生长对赤泥基质物理、化学和生物性质的影响，提出一种隔层控盐碱实现赤泥堆场植被覆盖的方法。采用本方法改善赤泥堆场，实现赤泥堆场自我维持的长期植被覆盖，以废治废，具有资源可利用性、生态可循坏性以及经济可持续性的优点，使赤泥堆场实现生态重建成为可能。

技术实现思路

[0009]本专利技术针对现有技术存在的问题，提供了一种隔层控盐碱实现赤泥堆场植被覆盖的方法和应用，其目的在于解决现下赤泥堆存中由于返盐、返碱引起的无效植被重建问题，利用耐盐碱植物从长远改善赤泥理化性质并维持肥力；同时为煤矸石的规模化资源再利用提供一种新的途径，也为赤泥堆场植被能够在长期范围内自我维持生态系统稳定性提供一种简单高效、以废治废的方法。
[0010]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0011]一方面，本专利技术提供一种隔层控盐碱实现赤泥堆场植被覆盖的方法，包括以下步骤：
[0012]步骤一、对赤泥进行基质改良
[0013]采用石膏和风化煤矸石对拜耳法赤泥进行基质改良，石膏的添加量为赤泥干重的1％
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5％，风化煤矸石添加量为赤泥干重的1％
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5％，调节含水率为40％
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70％后混合均匀，自然老化后即为拜耳法改良后的赤泥生长基质，备用；
[0014]或采用绿矾和风化煤矸石对联合法赤泥进行基质改良，绿矾的添加量为赤泥干重的1％
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5％，风化煤矸石添加量为赤泥干重的1％
‑
5％，调节含水率为40％
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70％后混合均匀，自然老化后即为联合法改良后的赤泥生长基质，备用；
[0015]步骤二、铺设隔层控盐碱材料
[0016]所述隔层控盐碱材料包括秸秆隔层和新排煤矸石隔层；所述新排煤矸石隔层设在秸秆隔层的下面，铺设完成后统一平整；
[0017]步骤三、回填基质改良后的赤泥
[0018]将步骤一的改良后的赤泥生长基质覆盖在步骤二的隔层控盐碱材料上面，覆盖赤泥生长基质的厚度要为10
‑
50cm，得到回填基质改良后的赤泥，翻耕后进行播种；
[0019]步骤四、耐盐碱植物混合播种
[0020]将耐盐碱植物披种子用过氧化氢溶液灭菌、蒸馏水清洗干净后，在生长季播种到回填基质改良本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隔层控盐碱实现赤泥堆场植被覆盖的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、对赤泥进行基质改良采用石膏和风化煤矸石对拜耳法赤泥进行基质改良，石膏的添加量为赤泥干重的1％
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5％，风化煤矸石添加量为赤泥干重的1％
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5％，调节含水率为40％
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70％后混合均匀，自然老化后即为拜耳法改良后的赤泥生长基质，备用；或采用绿矾和风化煤矸石对联合法赤泥进行基质改良，绿矾的添加量为赤泥干重的1％
‑
5％，风化煤矸石添加量为赤泥干重的1％
‑
5％，调节含水率为40％
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70％后混合均匀，自然老化后即为联合法改良后的赤泥生长基质，备用；步骤二、铺设隔层控盐碱材料所述隔层控盐碱材料包括秸秆隔层和新排煤矸石隔层；所述新排煤矸石隔层设在秸秆隔层的下面，铺设完成后统一平整；步骤三、回填基质改良后的赤泥将步骤一的改良后的赤泥生长基质覆盖在步骤二的隔层控盐碱材料上面，覆盖赤泥生长基质的厚度为10
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50cm，得到回填基质改良后的赤泥，翻耕后进行播种；步骤四、耐盐碱植物混合播种将耐盐碱植物披种子用过氧化氢溶液灭菌、蒸馏水清洗干净后，在生长季播种到回填基质改良后的赤泥中；所述播种，禾本科植物以及藜科植物播种密度均为150
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300粒每平方米，豆科植物播种密度为20
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50粒每平方米。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一中，所述风化煤矸石的粒径小于2mm，风化煤矸石的添加量为赤泥干重的2
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5％；所述调节含水率为50
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70％；所述自然老化的时间为50
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100天。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤一中，所述石膏的添加量为赤泥干重的3％，所述绿矾的添加量为赤泥干重的3％。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤二中，所述秸秆隔层选自玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆、棉花秸秆中的至少一种；所述秸秆隔层的秸秆长度为3
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10cm长度，隔层厚度为2.5
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8cm。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述新排煤矸石隔层由的排煤矸石粒径为1
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6mm，隔层厚度为2.5
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5cm。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤三中，所述赤泥生长基质的厚度为15
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25cm。7.根据权利要求1所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：任杰，唐士明，杜平，郭伟，胡丽娟，张熙，郝冲凯，
申请(专利权)人：内蒙古大学，
类型：发明
国别省市：