阅读说明：本技术 一种用于酸化尾矿库的土壤改良剂 (Soil conditioner for acidified tailing pond ) 是由 徐卫娟 任甲泽 陈俊 鲁勇 张尧 王杰 王刚全 于 2021-08-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用于酸化尾矿库的土壤改良剂,是由以下组份的原料按比例混合而成,原料中各组份的质量百分含量为：碱性调理剂20-40％,有机肥50-70％,凹凸棒土2-10％,碳气凝胶2-10％,微生物菌种2-10％。本发明原料中各组份碱性调理剂、有机肥、凹凸棒土、碳气凝胶、微生物菌种协同作用,不仅持续不断的降低尾矿库的酸化、提高酸化尾矿库土壤的pH值并固化、稳定化重金属、保水保肥,降低尾砂中有效态重金属含量,还增加尾矿库土壤的有机质,有效提升其肥力,有助于尾矿库的生态恢复。同时,本发明亦可应用于其它酸化矿物废弃地的土壤改良及生态恢复工程中。(The invention discloses a soil conditioner for an acidified tailing pond, which is prepared by mixing the following raw materials in percentage by mass: 20-40% of alkaline conditioner, 50-70% of organic fertilizer, 2-10% of attapulgite, 2-10% of carbon aerogel and 2-10% of microbial strain. The alkaline conditioner, the organic fertilizer, the attapulgite, the carbon aerogel and the microbial strain in the raw materials have synergistic effect, so that the acidification of a tailing pond is continuously reduced, the pH value of the acidified tailing pond soil is improved, heavy metals are solidified and stabilized, water and fertilizer are preserved, the content of effective heavy metals in tailings is reduced, organic matters in the tailing pond soil are increased, the fertility of the tailing pond is effectively improved, and the ecological restoration of the tailing pond is facilitated. Meanwhile, the invention can also be applied to soil improvement and ecological restoration engineering of other acidified mineral waste lands.)

一种用于酸化尾矿库的土壤改良剂

技术领域

本发明涉及尾矿库生态修复技术领域，更具体地说，涉及一种用于酸化尾矿库生态修复的土壤改良剂，也可在酸化排土场、酸化废弃堆场生态修复工程中推广应用。

背景技术

尾矿库是指筑坝拦截谷口或围地构成的，用以堆存金属或非金属矿山进行矿石选别后排出尾矿或其他工业废渣的场所。而尾矿库土壤往往呈酸化，重金属离子超标，且无植物正常生长所需的氮、磷、钾等多种营养元素，因此尾矿库的地面上往往无法生长植被。

我国尾矿库大部分采取传统的覆客土后再进行生态恢复，而此种方法需要消耗大量优质客土，工程费用高且容易出现返酸现象。因此，尾矿库无覆土改良方法成为众多环保科研工作者的研究方向之一。

传统的酸化土壤改良剂往往都是作用于酸化土壤中使用的，但因尾矿库中尾砂成分与普通土壤的成分不同，基本无营养成分，且因含硫量高，会持续输出酸化。因此现有的酸化土壤改良剂并不能满足酸化尾矿库无覆土改良土质的要求。

《现代矿业》2019年第4期发表的“酸化尾矿废弃地生态修复技术进展”一文根据尾矿废弃地酸化机理,结合国内外最新研究进展,分析了生态修复技术现状；概述了隔离覆盖、改良剂改良、植物修复、微生物法等多种处理方法在实践中的适应性及优缺点,并分别介绍了隔离覆盖-植物修复技术、原位改良-植物修复技术在Reden煤矿、永平铜矿的成功应用案例。该文认为：针对酸化尾矿废弃地的特点,单一处理方法具有较大的局限性,需要采用联合工艺进行治理,隔离覆盖-植物修复技术、原位改良-植物修复技术因见效快、效果好、操作简单,势必成为将来研究的主要方向。但不论是隔离覆盖-植物修复技术、原位改良-植物修复技术都存在着工程量大、修复时间长等问题。

碳气凝胶属于一种轻质、多孔、非晶态、具有纳米微孔结构的新型前沿纳米碳材料，具有比表面积大、吸附能力强、纳米微结构可控等一系列优异的特性，是传统及超级活性炭的换代产品，与碳纳米管、石墨烯等材料同被誉为二十一世纪最有应用前景的材料。但过去几年里，因其价格高昂，其应用较少。如今，随着技术的发展，碳气凝胶材料价格也随之降低，目前已有科研工作者将其用在水净化、空气净化中。但尚未见将碳气凝胶用于酸化尾矿库的土壤改良剂中的有关报道。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术中存在的需要消耗大量优质客土、工程费用高且容易出现返酸现象以及工程量大、修复时间长等问题，而提供一种用于酸化尾矿库的土壤改良剂，可以有效提升尾矿库土壤的pH值，提高其肥力，并能降低尾矿库中重金属的有效态，能够应用于酸化尾矿库的无覆土生态恢复工程中。

为实现本发明的上述目的，本发明一种用于酸化尾矿库的土壤改良剂采用的技术方案为：

本发明一种用于酸化尾矿库的土壤改良剂是由以下组份的原料按比例混合而成，原料中各组份的质量百分含量为：碱性调理剂20-40％，有机肥50-70％，凹凸棒土2-10％，碳气凝胶2-10％，微生物菌种2-10％。

原料中各组份的质量百分含量优选为：碱性调理剂28-32％，有机肥55-60％，凹凸棒土3-6％，碳气凝胶3-6％，微生物菌种3-6％；最佳为：碱性调理剂30％，有机肥58％，凹凸棒土4％，碳气凝胶4％，微生物菌种4％

所述的碱性调理剂用于中和土壤的酸化，优选为生石灰粉、熟石灰粉、白云石粉、石灰石粉、碱渣粉、钢渣粉中的一种或多种；所述的各种粉料的纯度≥90％，细度为-100目(0.147mm)含量≥90％。

所述的有机肥为农业生产废料、绿化养护管理废料、禽畜粪便中的一种或多种经堆肥发酵、烘干、粉碎处理后的无害化肥料；其中：农业生产废料为稻壳、秸秆中的一种或二者的混合物；绿化养护管理废料为树叶、草屑中的一种或二者的混合物。

所述的凹凸棒土为粉料，细度为-200目(0.075mm)含量≥90％。

所述的碳气凝胶为粉料，其平均粒径小于6μm，比表面积大于1000m²/g。

所述的微生物菌种为粉剂菌种，包括恶臭假单胞菌、枯草芽孢杆菌、硫酸盐还原菌，其中三种菌种配合比例为1：(1.8－2.2)：(1.8－2.2)，以1:2:2为优。

实验室研究和现场试验研究表明，本发明原料中各组份碱性调理剂、有机肥、凹凸棒土、碳气凝胶、微生物菌种协同作用，不仅持续不断的降低尾矿库的酸化、提高酸化尾矿库土壤的pH值并固化、稳定化重金属、保水保肥，降低尾砂中有效态重金属含量，还增加尾矿库土壤的有机质，有效提升其肥力。

与现有技术相比，本发明一种用于酸化尾矿库的土壤改良剂具有如下优点：

(1)本发明中添加的碱性调理剂采用碱性矿石或碱性固废，可提高酸化尾矿库土壤的pH值，起到降低尾砂中有效态重金属含量的作用。

(2)本发明中添加的有机肥为农业生产废料、绿化养护管理废料、禽畜粪便等废料经堆肥发酵处理后的无害化肥料，可以增加尾矿库土壤的有机质，有效提升其肥力，提供生态恢复植被生长所需的养分，且促进尾矿库中微生物的繁殖。

(3)本发明中添加的凹凸棒土具有阳离子可交换性、吸水性、较大的比表面积等性质，可改善尾矿库尾砂性质，吸附尾砂土壤中的重金属，降低尾矿库的酸化。

(4)本发明中添加的碳气凝胶属于一种轻质、多孔、非晶态、具有纳米微孔结构的新型前沿纳米碳材料，因其比表面积大、吸附能力强等特性，应用于尾矿库土壤改良剂中，可以长期稳定的固化尾砂中的重金属，而且可以具有较好的保水保肥作用。

(5)本发明中添加的微生物菌种包括恶臭假单胞菌、枯草芽孢杆菌、硫酸盐还原菌，其中恶臭假单胞菌可降低重金属等对植物种子的生长发育抑制作用；枯草芽孢杆菌作为生物肥料，促进植被生长；硫酸盐还原菌则可把尾矿库中的硫酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐等硫氧化物及元素硫还原成硫化氢，持续不断的降低尾矿库的酸化。

本发明原料广泛，制备方法简单易行，易于推广，具有广阔的应用前景。

具体实施方式

为描述本发明，下面结合实施例对本发明一种用于酸化尾矿库的土壤改良剂做进一步详细说明。

为进一步了解本发明的内容，下面结合实施例对本发明一种用于酸化尾矿库的土壤改良剂做进一步详细描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员受其启示，在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

所述改良剂按重量分数包括以下物质：30份碱性调理剂(其中，20份生石灰粉、10份白云石粉)、58份有机肥(原材料为秸秆、草屑、鸡粪)、4份凹凸棒土、4份碳气凝胶、4份微生物菌种。

实施例2

所述改良剂按重量分数包括以下物质：10份生石灰粉、5份钢渣粉、10份白云石粉、60份有机肥(原材料为秸秆、草屑、鸡粪)、8份凹凸棒土、4份碳气凝胶、3份微生物菌种。

本发明已经在某冶金矿山尾矿库闭库治理与生态修复工程中应用，该尾矿库中的尾矿中含有硫化物，产生的酸水的pH值在2-4之间，通过施加本发明土壤改良剂并栽种植物进行生态覆绿，植物长势良好。