[發明專利]一種隔層控鹽堿實現赤泥堆場植被覆蓋的方法和應用

在審

• 申請號: 202310095183.9
• 申請日: 2023-01-28
• 公開（公告）號: CN116267078A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 任杰;唐士明;杜平;郭偉;胡麗娟;張熙;郝沖凱
• 申請（專利權）人: 內蒙古大學
• 主分類號: A01B79/02
• 分類號: A01B79/02;A01G20/00;A01G22/40;A01G22/20
• 代理公司: 北京精金石知識產權代理有限公司 11470
• 代理人: 張黎

本發明提供了一種隔層控鹽堿實現赤泥堆場植被覆蓋的方法和應用，涉及赤泥生態植被恢復方法技術領域。該方法首先使用無機調控劑和風化煤矸石對赤泥進行基質改良，無機調控劑和風化煤矸石的添加量分別為赤泥干重的1?5％，調節含水率為40?70％，自然老化后形成團聚結構，降低赤泥堿性、增加赤泥肥力；然后在改良后的赤泥基質和下層未處理的赤泥之間增設新排煤矸石和秸稈隔層，以降低堆場返鹽、返堿對植物生長的影響；最后翻耕播種耐鹽堿植物。本專利提供的赤泥改良、隔層控鹽堿以及耐鹽堿植物混合播種技術，使得赤泥的群落多樣性和穩定性更強，有效解決赤泥返鹽、返堿導致的植物枯死現象，實現長期范圍內的植被覆蓋。

技術領域

本發明屬于赤泥生態植被恢復方法技術領域，具體涉及一種隔層控鹽堿實現赤泥堆場植被覆蓋的方法和應用。

背景技術

鋁是一種經濟適用的有色金屬材料，其消耗量在世界范圍內僅次于鐵，廣泛應用于國民經濟與國防建設的各個領域，每生產1噸鋁需要消耗約2噸的氧化鋁。赤泥是高溫熔融鋁土礦浸出氧化鋁過程中產生的廢棄物，赤泥最常見的處置方式為陸地堆存，然而堆存處置不僅占用大量土地資源，而且筑壩及日常維護費用高昂，極大的增加了成本。同時，赤泥堿性強(pH9-13)，鹽分高(EC?1.4-28.4mS/cm)，含有金屬種類多(Cr、As、Cd、V、Ni等)、毒性大，結構精細(平均粒徑2-100μm)，極易產生揚塵并造成水體和土壤鹽堿化，嚴重威脅堆場及其周邊生態環境。

赤泥作為大宗工業固體廢棄物，化學堿性難以脫除、有害物質行為不明確，其綜合利用屬于世界性難題。赤泥堆場屬于典型的礦區廢棄地，自然風化過程緩慢，可通過表層基質改良降低赤泥堿性，改善赤泥物理結構和化學性質，加速堆場表面復墾和植被恢復，實現堆場的自然生態重建，成為目前最具前景的大規模赤泥處置方式。然而，由于赤泥高鹽、高堿的特性，鹽堿隨水運移，使得改良后的基質又極易被返鹽、返堿影響而再度鹽堿化，結果往往是改良后的赤泥表層基質可以很好的支持植被生長，而一段時間后由于鹽堿脅迫導致植物枯死。因此，在赤泥堆場恢復植被的研究中，對赤泥堆場進行返鹽堿的控制極為重要。大量的研究也有給出一些控鹽堿的方案。

最常用的降堿措施是添加石膏、海水和二氧化碳。然而，采用海水降低赤泥堿性常用于靠近海邊的氧化鋁廠，且加入過量海水會使赤泥基質中的鹽分、膠體顆粒和沉淀物積累，從而導致海水降堿后赤泥的后續培肥變得更加困難，不利于植被定植；采用二氧化碳中和赤泥雖然可以通過消耗液相堿(CO₃^2-，OH^-和Al(OH)₄^-)實現pH的降低，同時降低工業二氧化碳的排放，但碳酸與氫氧根的反應會導致pH的反彈，且二氧化碳只能中和液相堿，而與赤泥中礦物堿的的反應極其緩慢，幾乎不會發生，二氧化碳影響的主要是赤泥中堿度的形態，而不是堿的溶解度，因此不能從根本上解決赤泥高堿性制約植物生長的問題；石膏中和赤泥堿性的方法，可以很好的降低鐵含量高而鈣含量低的赤泥，如拜耳法赤泥，但對于目前大量堆存的聯合法赤泥和燒結法赤泥(鈣含量遠高于鐵含量)，則并無降堿效果。因此，亟需研究具有長效降堿功能的環境材料，實現不同種類赤泥的堿性調控。綠礬的主要成分是七水合硫酸亞鐵，溶解性優于石膏，綠礬可同時中和聯合法赤泥的液相堿和固相堿，也可使拜耳法赤泥的pH降低約2個單位，但石膏對拜耳法赤泥的降堿效果要優于綠礬，因此對于拜耳法赤泥，仍選用石膏作為調控劑。

中國發明專利CN106034458A公開了一種防治赤泥堆場產生揚塵和環境污染的方法，首先使用綠礬和硝基腐植酸對聯合法赤泥進行改良，綠礬添加量為聯合法赤泥干重的3-10％，硝基腐殖酸添加量為聯合法赤泥干重的5-20％，自然老化10天以上，使其具備植物生長的基本條件；其次通過在改良后的聯合法赤泥與堆場下層赤泥之間增設排水層和緩沖層以減小實際情況中反鹽、反堿現象對植物生長的影響，排水層包括傾斜濾水管及粗細礫石層，緩沖層選擇酸性保水性良好的材料，待基質老化穩定后，選擇耐鹽堿植物檸條進行栽培。該發明可防治赤泥堆場產生的揚塵，土壤及地下水污染等環境問題。