[發明專利]一種用于露天煤礦表土替代材料的改良劑制備及使用方法

有效

• 申請號: 202011177887.3
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112175625B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 楊卓;馬培忠;周國馳;盛世博;辛建寶;劉娜
• 申請（專利權）人: 中煤科工集團沈陽設計研究院有限公司
• 主分類號: C09K17/40
• 分類號: C09K17/40;A01B79/00;A01B79/02;C09K101/00;C09K109/00
• 代理公司: 沈陽科威專利代理有限責任公司 21101
• 代理人: 王勇

本發明涉及一種用于露天煤礦表土替代材料的改良劑制備及使用方法，使用H₂O₂溶液對碳質泥巖進行常溫浸泡離心，獲得黃腐酸一次浸提液和一次離心固體，將一次離心固體加入混合酸溶液攪拌離心，獲得黃腐酸二次浸提液和二次離心固體；將黃腐酸一次浸提液與黃腐酸二次浸提液混合濃縮得到黃腐酸濃縮液；所述黃腐酸濃縮液中添加木醋液和竹醋液，得到改良劑液體組分；將二次離心固體行風干研磨，與農產品廢棄物，磷石膏粉混合，加入土壤微生物菌，獲得改良劑固體組分；所述改良劑固體組分用量為50?200 kg/畝，改良劑液體組分用量為50?200kg/畝；本方法采用碳質泥巖作為原料并對其進行氧化酸化處理，有效并同時解決表土替代材料pH值、有機質等問題，使表土替代材料快速適應植物生長。

技術領域

本發明涉及礦區排土場植被重建領域，具體是涉及一種用于露天煤礦表土替代材料的改良劑制備及使用方法。

技術背景

露天煤礦開采過程中需要剝離煤層上方全部巖層及土層，剝離物的堆砌造成需要復墾的地標表面積增大，土壤結構和養分是實現礦區土地復墾與生態重建的關鍵因素，表土替代材料為植物生長提供了立地條件，但表土替代材料不同于表土，其氮素缺乏、有機質含量低、pH值偏高、容重大、孔隙度小等問題，未經改良的表土替代材料在應用過程中往往會出現土壤板結，鹽堿化嚴重等問題，種植的植物因根系缺氧導致根系活力下降，易出現弱苗病苗、缺素黃化等現象，嚴重影響土地復墾效果，阻礙了綠色礦山推進過程，因此對表土替代材料進行改良是實現礦區可持續發展的關鍵之一。

表土替代材料的研究尚處于探索階段，對其改良劑的研究成果與成熟的產品更是鮮有報道，在現有技術中所記載的均為土壤改良劑，主要用于改善土壤某一方面的不足，且主要應用于農田、果園、蔬菜大棚等領域，待復墾的礦區土地環境復雜程度遠遠大于農田，針對礦區土地復墾工作中對表土替代材料的改良劑尚未發現。

發明內容

為了彌補上述現有技術的不足，本發明的目的是提出一種用于露天煤礦表土替代材料的改良劑制備及使用方法，采用碳質泥巖作為原料并對其進行氧化酸化處理，提取并富集其中的黃腐酸、棕腐酸等腐殖酸，提高表土替代材料中有機碳含量，解決表土替代材料pH值偏高、有機質缺失以及微生物數量及活性差等問題，使表土替代材料快速提供適合植物生長的立地條件。

本改良劑的使用可以全面提高表土替代材料中氮、磷等大量元素含量，鎂、鋅、鐵、錳等植物生長所必需的微量元素，提高腐殖酸含量，降低表土替代材料容重，促進團聚體形成，降低表土替代材料pH，提高表土替代材料中微生物水平，改善土壤微環境，從養分供應、物理性狀及微生物全方面對表土替代材料起到改良作用，加速表土替代材料的熟化進程。

本發明提出了一種用于露天煤礦表土替代材料的改良劑制備方法，其技術要點包括以下步驟：

（1）備料

篩選粒徑小于1cm的碳質泥巖；

（2）浸泡

使用質量濃度為10-20%的H₂O₂溶液對上述碳質泥巖進行常溫浸泡處理，所述碳質泥巖與H₂O₂溶液固液質量比為1:2.5-1:2.7，浸泡2-4小時后進行離心分離，獲得黃腐酸一次浸提液和一次離心固體；

（3）酸化

所述離心后的一次離心固體加入相同質量的混合酸溶液，在50-70℃環境下攪拌20-40min后進行離心分離，獲得黃腐酸二次浸提液和二次離心固體；

所述混合酸溶液包括硝酸（質量濃度為10-20%）、鹽酸（質量濃度為4-8%）、乙二胺四乙酸EDTA（質量濃度為4-8%）、草酸銨（質量濃度為0.05-0.2%）、草酸鐵鉀（質量濃度為0.05-0.2%）；

（4）混合濃縮