[發明專利]一種露天采礦區邊坡土壤修復劑及其制備方法

在審

• 申請號: 201711090771.4
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN107955613A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 何松
• 申請（專利權）人: 馬鞍山菌菌食品科技有限公司
• 主分類號: C09K17/04
• 分類號: C09K17/04;C09K17/12;C09K17/08
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司34112
• 代理人: 方琦

技術領域

本發明涉及邊坡修復技術領域，尤其涉及一種露天采礦區邊坡土壤修復劑及其制備方法。

背景技術

在露天采礦中，保證露天采礦邊坡在其過渡狀態和終了狀態時的長期穩定為礦山管理至關重要的問題之一。為了邊坡的穩定，通常采用工程性防護，如各種砌筑體防護、坡面噴錨等硬防護類型，錨索防護網等柔性防護類型，這些防護措施一般在對破壞坡面穩定性的防護、景觀恢復和工程投資性價比等方面都難以相互兼顧。于此同時露天礦山作業時產生的大量揚塵散落于邊坡土壤上，進一步造成土壤質地板結、各類金屬離子含量增加，植被無法生長，從而帶來了邊坡土壤的持續惡化。

近年來，我國邊坡生態防護技術方面得到了一定發展，它能彌補傳統防護工程護坡的不足，并且可以滿足人們對環境保護的要求，但由于起步較晚，技術和理論都還不是很成熟，還存在許多問題需要解決。中國專利CN1358685公開了一種綠化混凝土添加劑，屬于邊坡綠化用混凝土的添加成分，解決了在邊坡綠化過程中在混凝土中植被生長的問題。相關報道主要側重于植物種子與生長基材的復配，對邊坡土壤的改性研究較少，致使邊坡在生態防護處理后仍存在濕脹跨落、剝落、植被短期退化等現象。

對邊坡土壤污染物的處理中，吸附法因其簡便、高效、經濟、可再生、無二次污染等特點而越來越受到人們的重視。在活性炭、金屬氧化物、殼聚糖、腐殖酸等眾多吸附材料中，鐵氧化物由于其來源廣泛、成本低廉、環境友好等優點而得到較廣泛的應用和較多的研究，但單獨使用鐵氧化物吸附種類單一，吸附量小，同時制備納米結構的鐵氧化物，通常會用到大量有機溶劑，成本較高，不利于實現大規模應用。

粉煤灰是燃煤電廠排出的固體廢物，主要成分是二氧化硅、氧化鋁、氧化鈣、氧化鐵等，目前其重要的資源化利用途徑之一是作為建筑材料制磚。而在城市建設和建筑拆除過程中又會產生大量的粉煤灰廢磚塊，這些廢棄物大量堆積，不僅占用土地，而且會對環境產生不利影響。粉煤灰作為粉煤灰磚的主要成分，具有結構多孔，比表面積大等特點，可吸附土壤中的粉塵、金屬離子等。粉煤灰磚塊中的粉煤灰、石灰、石膏等成分含有鋁、鈣、鐵等多種活性氧化物，這些氧化物經改性后具有與以上污染物結合從而限制其在土壤中的移動。因此，利用廢棄粉煤灰磚塊經改性用于礦區邊坡土壤處理潛力巨大。

發明內容

本發明目的就是為了彌補已有技術的缺陷，提供一種露天采礦區邊坡土壤修復劑及其制備方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：

一種露天采礦區邊坡土壤修復劑，通過以下方法制備：

（1）按摩爾比Fe：Si：Al=（2-3）：（5-6）：1稱取硫酸鐵、硫酸鋁和30%硅酸溶液，將硫酸鐵和硫酸鋁混合并溶于水配成混合液，用NaOH調節溶液中氫氧根的毫摩爾數至1-1.5mmol/L，再將混合液加入到30%硅酸溶液中，攪拌20-30分鐘后靜置陳化得聚硅酸硫酸鋁鐵溶液；

（2）將0.5mol/L硫酸鎂溶液和1mol/L氫氧化鈉溶液等體積混合，攪拌10-15分鐘后再向其中加入硫酸鎂粉末，并于110-120℃下加熱10-12小時，經自然冷卻后得到固體沉淀，干燥后與氯化鐵混合并完全沉浸在水中，以300-350轉/分的速率攪拌60-90分鐘，收集沉淀物，用水洗凈后置于烘箱中，在130-150℃下干燥，并磨細至0.05毫米以內，得納米鐵氧化物備用；

（3）將粉煤灰浸沒于2mol/L硫酸溶液中，攪拌20-30分鐘后過濾，再將其送入烘箱中，于105-110℃烘干2-3小時，得到改性粉煤灰，將其與炭粉、納米鐵氧化物按質量比（16-18）：1：（1-3）混合后沉浸于1mol/L硝酸鋅溶液中，攪拌30-40分鐘后過濾，收集固體并在100-105℃下烘干粉碎，得到粉煤灰固載納米鐵氧化物粉末備用；

（4）將粉煤灰固載納米鐵氧化物粉末加入到聚硅酸硫酸鋁鐵溶液中，二者質量比為1:7-8，微熱至45-50℃并不斷攪拌120-150分鐘，完成后過濾，收集固形物；

（5）將步驟4所得固形物送入造粒機中進行造粒，篩選粒徑為2-6mm顆粒，經稱量包裝后得到本發明修復劑。

所述的露天采礦區邊坡土壤修復劑的制備方法，所述步驟1中Fe、Si、Al的摩爾比為2.5：6：1。

所述的露天采礦區邊坡土壤修復劑的制備方法，所述步驟2中硫酸鎂、氫氧化鈉混合液與硫酸鎂粉末、氯化鐵的質量比為（24-25）：（7-10）：（1-1.5）。