[發(fā)明專(zhuān)利]金屬硫化物礦山酸性開(kāi)采邊坡中重金屬固化修復(fù)材料及其施工方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110396456.4
• 申請(qǐng)日: 2021-04-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113248195B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉玉華;郝朝旭;賈焱
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中煤地質(zhì)集團(tuán)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): E21C41/32
• 分類(lèi)號(hào): E21C41/32;C04B28/04;C09K17/40
• 代理公司: 北京維正專(zhuān)利代理有限公司 11508
• 代理人: 薛赟

本申請(qǐng)涉及礦山生態(tài)環(huán)境治理領(lǐng)域，具體公開(kāi)了一種金屬硫化物礦山酸性開(kāi)采邊坡中重金屬固化修復(fù)材料及其施工方法，一種金屬硫化物礦山酸性開(kāi)采邊坡中重金屬固化修復(fù)材料，包括由內(nèi)向外依次噴射在酸性邊坡表面的隔離層和種子層，所述隔離層由包括下列重量份的物質(zhì)組成：300～400份水、350～450份種植土、100～150份水泥、80～100份氧化鈣和20～60份螯合劑。其施工方法包括：S1、邊坡護(hù)坡預(yù)處理；S2、隔離層設(shè)置；S3、客土層設(shè)置；S4、種子層設(shè)置；本申請(qǐng)的金屬硫化物礦山酸性開(kāi)采邊坡中重金屬固化修復(fù)材料可用于礦山生態(tài)環(huán)境治理中，能較好地提高修復(fù)金屬硫化物礦山酸性開(kāi)采邊坡的效率，改善金屬硫化物礦山酸性開(kāi)采邊坡的環(huán)境。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及礦山生態(tài)環(huán)境治理領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，它涉及一種金屬硫化物礦山酸性開(kāi)采邊坡中重金屬固化修復(fù)材料及其施工方法。

背景技術(shù)

金屬礦物多為硫化物形態(tài)賦存，重金屬元素在地殼中廣泛分布，它們賦存于各種礦物巖石中，經(jīng)過(guò)巖石風(fēng)化、流沖刷和等過(guò)程，構(gòu)成其在自然環(huán)境中遷移循環(huán)。金屬礦產(chǎn)既是工業(yè)的基礎(chǔ)，又是天然的生態(tài)環(huán)境污染源，正在開(kāi)采或已廢棄的金屬礦產(chǎn)更是人為加天然的雙重污染源，重金屬及酸性廢水污染已經(jīng)是生態(tài)環(huán)境的最大污染。

硫化金屬礦圍巖多為巖漿巖及沉積巖，較多礦山采取露天開(kāi)采的方式進(jìn)行開(kāi)采，邊坡多為裸露，低品位的礦石或礦脈直接裸露于邊坡。硫化金屬礦石在裸露空間條件下，與空氣及雨水的共同作用下，發(fā)生復(fù)雜的氧化反應(yīng)；極易形成酸水（PH值可達(dá)4以下），邊坡巖石層或土層酸化；邊坡酸化后形成的酸水加劇重金屬的浸出，從而污染環(huán)境。長(zhǎng)期的氧化淋濾，導(dǎo)致邊坡巖石應(yīng)力結(jié)構(gòu)發(fā)生變化；引發(fā)局部塌方等地質(zhì)災(zāi)害。

現(xiàn)有的硫化金屬礦山開(kāi)采邊坡的生態(tài)恢復(fù)治理過(guò)程中，常使用的方案是在酸性邊坡上簡(jiǎn)單使用人工種植或客土噴播的工藝進(jìn)行生態(tài)修復(fù)施工，但是硫化物氧化后形成的酸水沖刷或者滲出邊坡，使得植被受到酸水沖刷或其根系環(huán)境酸化，進(jìn)而導(dǎo)致植被枯萎，經(jīng)常出現(xiàn)“一年綠兩年黃三年死光光”的現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

為了改善現(xiàn)有硫化金屬礦山開(kāi)采邊坡的生態(tài)恢復(fù)治理過(guò)程中修復(fù)效果和修復(fù)效率不佳的缺陷，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N金屬硫化物礦山酸性開(kāi)采邊坡中重金屬固化修復(fù)材料及其施工方法，采用如下的技術(shù)方案：

第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N金屬硫化物礦山酸性開(kāi)采邊坡中重金屬固化修復(fù)材料，包括由內(nèi)向外依次包覆在酸性邊坡表面的隔離層和種子層，所述隔離層由包括下列重量份的物質(zhì)組成：300～400份水、350～450份種植土、100～150份水泥、80～100份氧化鈣和20～60份螯合劑。

通過(guò)采用上述技術(shù)方案，由于本申請(qǐng)?jiān)谒嵝赃吰卤砻嬖O(shè)置隔離層和種子層，先通過(guò)隔離層對(duì)邊坡的表面封閉并形成阻斷層，阻擋邊坡表面硫化物與空氣及雨水接觸，使邊坡表面不再被氧化，控制酸水的產(chǎn)生。同時(shí)隔離層的設(shè)置能對(duì)酸性邊坡進(jìn)行改性，固化重金屬；在此基礎(chǔ)上，本申請(qǐng)?jiān)偻ㄟ^(guò)設(shè)置的種子層在該隔離層表面生成植被覆蓋，有效修復(fù)邊坡環(huán)境，達(dá)到良好的修復(fù)效果；

本申請(qǐng)先通過(guò)隔離層中設(shè)置的螯合劑材料螯合酸性邊坡土壤或巖石中的金屬離子，使其穩(wěn)定在邊坡土壤中有效固定重金屬離子，其次再通過(guò)隔離層中設(shè)置的氧化鈣，使其分散在隔離層中改善酸性邊坡中土壤的PH值，鈍化酸性邊坡中的重金屬，修復(fù)植被的生長(zhǎng)環(huán)境；

同時(shí)本申請(qǐng)方案中添加了水泥進(jìn)行阻隔，有效改善邊坡隔離層的強(qiáng)度，增加隔離層與邊坡的粘合度，防止邊坡隔離層被雨水沖刷滑落，再通過(guò)水泥、氧化鈣和水的共同作用下發(fā)生水熱反應(yīng)，中和下伏邊坡的酸性。

進(jìn)一步地，所述隔離層和種子層之間還設(shè)有客土層，所述客土層由包括下列重量份的物質(zhì)組成：500～650份復(fù)合土、200～300份水、20～25份水泥、20～25份氧化鈣和10～20份螯合劑。