一种利用矿区废弃矸石配置的种植基质及制备方法技术

本发明专利技术涉及一种利用矿区废弃矸石配置的种植基质及制备方法，属于矸石固废综合利用领域，种植基质的原料包括油页岩半焦、绿色泥岩、煤矸石和自燃后煤矸石；种植基质的制备方法包括步骤：将原料打碎研磨成油页岩半焦粉土、绿色泥岩粉土、煤矸石粉土和自燃后煤矸石粉土，过筛混合搅拌，将得到的矸石基质的主体与客土混合搅拌后与鸡粪混合搅拌，然后与多孔材料和微生物菌株(Bacillusparamycoides和Paenarthrobacterspp.)混合搅拌，得到矿区废弃矸石配置的种植基质。本发明专利技术的种植基质具有肥力高、结构疏松、保水性强等特点，可实现矿区废弃矸石的综合利用。废弃矸石的综合利用。废弃矸石的综合利用。

【技术实现步骤摘要】
一种利用矿区废弃矸石配置的种植基质及制备方法


[0001]本专利技术属于矸石固废综合利用领域，具体涉及一种利用矿区废弃矸石配置的种植基质及制备方法。

技术介绍

[0002][0003]受资源禀赋、能源结构的影响，大宗固废面临产生强度高、利用不充分、综合利用产品附加值低的严峻挑战。推进大宗固废源头减量、资源化利用和无害化处置，具有重要意义。
[0004]煤炭开采在中国的工业化和城市化进程中发挥了不可或缺的作用，但我国大宗固废综合利用率仅为55％，比国外先进水平低20％左右，既浪费了资源，又污染了环境，从另一方面说明，我国资源综合利用的潜力很大。但矿区开采过程中，会在矿坑周围堆积大量的废弃矸石(油页岩半焦、绿色泥岩、煤矸石、自燃后煤矸石)，这就形成了不同类型的固体废弃物，可观的土地被矸石日益堆积所占据。有研究证实目前中国的采矿业已经侵蚀了大约40,000平方公里的土地，每年新增的废弃的矿区面积约为330平方公里，这就使得矿区固体废弃物的综合处理处置势在必行。
[0005]目前有关矿区固体废弃物的应用主要集中于煤矸石的处理，如《煤矸石绿化基质、制备方法及应用》(CN111699941A)公开了一种煤矸石绿化基质、制备方法及应用，以煤矸石和土壤为主体，掺杂植物粉碎物、煤灰和保水剂制成成品，用于矿区煤矸石废弃地的植被修复，该专利技术应用主体为煤矸石，主要针对煤矸石的综合利用，然而在实际矿区中煤层上部的剥离物远不止煤矸石，还包括油页岩、油页岩半焦、绿色泥岩和自燃后的煤矸石，其堆积数量和煤矸石相差不大。《一种适用于北方矿区生态修复的材料及其制备方法》(CN202210252267.4)公开了一种适用于北方矿区生态修复的材料及其制备方法，主要材料包括煤基固废(煤矸石)、胶凝材料、发泡剂和水，其特点就地取材，原材料数量巨大，成本较低，且制备成的生态修复材料主要用于矿区的生态修复，该专利主要针对矿区煤矸石的综合利用，其使用了其他的化学试剂(胶凝材料、发泡剂)，使用化学试剂会增加废弃物综合利用的成本，还可能会给生态环境带来潜在的危害。
[0006]为解决单独使用矸石孔隙率低、堆积密度大、保水性差、营养元素植物难以吸收和直接使用。目前多见矿区煤矸石的资源化利用，煤矸石基质的专利技术，而矿区周边其他矸石的综合利用未见报道。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中存在的不足，本申请提出一种利用矿区废弃矸石配置的种植基质及制备方法。研究发现不同矸石中含有植物生长所必需的不同营养元素(N、P和K)，矸石具备用作植物生长基质的潜质，在矸石基质中添加矿区分离出的微生物菌株Bacillusparamycoides和Paenarthrobacterspp.，以改善基质内的微环境。添加多孔材料，
增加基质的松散度，提高了基质内的通气率，同时可改善了微生物群落生长的环境并促进植物根系生长发育，进而改善矸石种植机制。
[0008]将矿区废弃矸石(油页岩半焦、绿色泥岩、煤矸石、自燃后煤矸石)结合多孔材料、微生物菌株、配比一定量的客土和鸡粪，可实现矿区固体废弃物的资源化处置和解决土资源短缺的问题。
[0009]一种利用矿区废弃矸石配置的种植基质的制备方法，包括如下步骤：
[0010](1)将矿区废弃矸石中的油页岩半焦、绿色泥岩、煤矸石和自燃后煤矸石打碎研磨成油页岩半焦粉土、绿色泥岩粉土、煤矸石粉土和自燃后煤矸石粉土，过筛后进行混合搅拌，得到矸石基质的主体；
[0011](2)将矸石基质的主体与客土进行混合搅拌，得到预制矸石基质；
[0012](3)将步骤(2)中预制矸石基质与鸡粪进行混合搅拌，得到附肥矸石基质；
[0013](4)将步骤(3)的附肥矸石基质与多孔材料和微生物菌株(Bacillusparamycoides和Paenarthrobacterspp.)进行混合搅拌，得到矿区废弃矸石配置的种植基质。
[0014]步骤(1)中所述过筛后得到的矸石基质的直径为小于100目；所述的油页岩半焦、绿色泥岩、煤矸石和自燃后煤矸石的质量比为(3
‑
6)：(1
‑
3)：(1
‑
3)：1。
[0015]步骤(2)中所述的矸石基质的主体与客土的质量比为(1
‑
3)：1；
[0016]步骤(3)中所述的预制矸石基质与鸡粪的质量比为(7
‑
9)：1；
[0017]步骤(4)中所述的附肥矸石基质与多孔材料和微生物菌株(Bacillusparamycoides和Paenarthrobacterspp.)的质量比为(16
‑
20)：1：1；
[0018]步骤(4)中所述的多孔材料为硅铝酸盐无序介孔材料。
[0019]本专利技术提供了一种将矿区废弃矸石(油页岩半焦、绿色泥岩、煤矸石、自燃后煤矸石)为基础材料，经适宜合理的配比制成种植基质。添加微生物菌株Bacillusparamycoides和Paenarthrobacterspp.，改善基质内的微环境。添加多孔材料增加基质的松散度，提高了基质内的通气率，改善微生物群落生长的环境并促进植物根系生长发育，进而改善矸石种植机制。本专利技术配方合理，物理化学性质稳定、具有肥力高、结构疏松、保水性强等特点，在土资源短缺的区域能够部分或完全代替土壤。可实现矿区废弃矸石的综合利用，同时解决土资源短缺的问题。
[0020]本专利技术的有益效果：
[0021]本专利技术提供了一种将矿区废弃矸石(油页岩半焦、绿色泥岩、煤矸石、自燃后煤矸石)为基础材料，经适宜合理的配比制成种植基质。添加微生物菌株Bacillusparamycoides和Paenarthrobacterspp.，改善基质内的微环境。添加多孔材料增加基质的松散度，提高了基质内的通气率，改善微生物群落生长的环境并促进植物根系生长发育，进而改善矸石种植机制。本专利技术配方合理，物理化学性质稳定、具有肥力高、结构疏松、保水性强等特点，在土资源短缺的区域能够部分或完全代替土壤。可实现矿区废弃矸石的综合利用，同时解决土资源短缺的问题。
附图说明
[0022]图1为本专利技术实施例中植物长势图。
具体实施方式
[0023]下面详细说明本专利技术的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本专利技术的原理，本专利技术的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会得以证实。
[0024]实施例1
[0025](1)将取自抚顺西露天矿区的油页岩半焦、绿色泥岩、煤矸石和自燃后煤矸石打碎、研磨、过筛，选取直径小于100目的油页岩半焦粉土、绿色泥岩粉土、煤矸石粉土和自燃后煤矸石粉土，作为矸石基质的组成；
[0026](2)将油页岩半焦、绿色泥岩、煤矸石和自燃后煤矸石的粉土按照5：2：2：1的比例进行配比、混合、搅拌，形成矸石基质的主体；
[0027](3)将矸石基质的主体与客土按照2：1的比例充分混合、搅拌；
[0028](4)将步骤(3)的样品与鸡粪按本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用矿区废弃矸石配置的种植基质，其特征在于，所述矿区废弃矸石配置的种植基质的原料包括油页岩半焦、绿色泥岩、煤矸石和自燃后煤矸石。2.根据权利要求1所述的利用矿区废弃矸石配置的种植基质，其特征在于，所述的油页岩半焦、绿色泥岩、煤矸石和自燃后煤矸石的质量比为(3
‑
6)：(1
‑
3)：(1
‑
3)：1。3.一种权利要求1
‑
2所述的利用矿区废弃矸石配置的种植基质的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将矿区废弃矸石中的油页岩半焦、绿色泥岩、煤矸石和自燃后煤矸石打碎研磨成油页岩半焦粉土、绿色泥岩粉土、煤矸石粉土和自燃后煤矸石粉土，过筛后进行混合搅拌，得到矸石基质的主体；(2)将矸石基质的主体与客土进行混合搅拌，得到预制矸石基质；(3)将步骤(2)中预制矸石基质与鸡粪进行混合搅拌，得到附肥矸石基质；(4)将步骤(3)的附肥矸石基质与多孔材料和微生物菌株(Bacillusparamycoides和Paenarthrobacters...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡筱敏，张博，姜彬慧，黄菲，任徐丕丞，李亮，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：