本发明属于矿山土壤复垦改良
技术领域：
，具体涉及一种利用铁尾矿制备复垦土壤的方法。
背景技术：
：铁尾矿是选矿过程中排放的固体废弃物。据不完全统计，我国现有矿山堆存的尾矿量近50亿吨，年排出尾矿量高达5亿吨以上，仅本钢矿业公司歪头山铁矿年排放尾矿580余万吨。堆存尾矿的尾矿库占用了大量的土地资源，因复垦所需表土来源短缺，生态恢复难度大，已成为制约矿山发展和矿山生态恢复的主要因素。另外，随着我国城市化进程的加快，城镇生活污水处理厂排放的污泥量越来越大。处置大量污泥也成为我国亟待解决的难题。如果处理不当，上述废弃物每年的排放将大量压占土地资源，甚至对环境造成严重的污染。因此，有必要开发一种利用铁尾矿制备复垦土壤的方法，以铁尾矿、污泥和畜禽养殖废弃物为原料制备复垦土壤。技术实现要素：本发明的目的是提供一种利用铁尾矿制备复垦土壤的方法，以铁尾矿、污泥和畜禽养殖废弃物为原料制备复垦土壤，不仅绿化了矿山，而且使铁尾矿和污泥等废弃物得到了综合利用，缓解了对土地资源的压占，保护了环境。本发明提供的一种利用铁尾矿制备复垦土壤的方法，包括以下步骤：步骤1，分别收集铁尾矿、第四系次生黄土和有机物料，备用；步骤2，将铁尾矿、第四系次生黄土和有机物料按45～55:40～50:5的质量比例混匀，即得到复垦土壤；所述有机物料为腐熟的畜禽养殖业废弃物或城镇生活污水处理厂排放的腐熟的污泥。优选的，上述利用铁尾矿制备复垦土壤的方法中，铁尾矿、第四系次生黄土和有机物料的质量比例为55:40:5。优选的，上述利用铁尾矿制备复垦土壤的方法中，所述铁尾矿是单金属类鞍山高硅型铁尾矿。优选的，上述利用铁尾矿制备复垦土壤的方法中，所述单金属类鞍山高硅型铁尾矿主要为石英颗粒，并伴有长石和角闪石，单金属类鞍山高硅型铁尾矿中SiO2的质量分数≥75％。优选的，上述利用铁尾矿制备复垦土壤的方法中，所述第四系次生黄土采自矿山露天开采剥离的表层土壤以下0.7-0.9m的底土。优选的，上述利用铁尾矿制备复垦土壤的方法中，第四系次生黄土中，颗粒直径大于2.0mm的砾石的质量分数≤5％，2-0.02mm颗粒直径的砂粒的质量分数≤50％，颗粒直径小于0.002mm的黏粒的质量分数≥25％，水分的质量分数≤25％，pH为6.0-8.0。优选的，上述利用铁尾矿制备复垦土壤的方法中，以畜禽养殖业废弃物的干重计，腐熟的畜禽养殖业废弃物中有机质的质量分数≥45％；以新鲜腐熟的畜禽养殖业废弃物的重量计，腐熟的畜禽养殖业废弃物中水分的质量分数≤30％，pH值6.0-8.0。优选的，上述利用铁尾矿制备复垦土壤的方法中，其特征在于，以城镇生活污水处理厂排放的腐熟的污泥的干重计，腐熟的畜禽养殖业废弃物中有机质的质量分数≥45％；以新鲜腐熟的城镇生活污水处理厂排放的污泥的重量计，腐熟的畜禽养殖业废弃物中水分的质量分数≤30％，pH值6.0-8.0。与现有技术相比，本发明的方法具有以下有益效果：现有技术中铁尾矿为粒径在0.02-2mm的砂粒，不仅缺乏有机质和植物所需的矿质养分，而且持水和保肥能力极低；第四系次生黄土因黏粒含量高，虽然持水能力极强，但因黏重，空隙比例不合理，严重缺乏通气空隙，植物难以生长；生活污水处理厂排放的污泥含水量高，质地黏稠，但有机质含量高，植物生长所需的养分丰富。本发明的充分利用了述三种物料的优点，实现了优缺点互补。利用铁尾矿、污泥和畜禽养殖废弃物备制复垦土壤用于矿山复垦，不使用优良的表层土壤，但是用该方法备制的复垦土壤在容重、孔隙度、有机质和各种养分含量等方面与矿山剥离的表层土壤相似，符合矿山复垦对覆土质量《土地复垦质量控制标准》(TD/T1036-2013)的基本要求；不仅绿化了矿山，而且使铁尾矿和污泥等固体废弃物得到了综合利用，缓解了对土地资源的压占，保护了环境。具体实施方式下面对发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本发明中使用的所有技术和科学术语与本
技术领域：
技术人员通常理解的意义相同。除实施例中使用的具体方法、设备、材料外，根据本
技术领域：
的技术人员对现有技术的掌握及本发明的记载，还可以使用与本发明实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本发明。实施例1一种利用铁尾矿制备复垦土壤的方法，包括以下步骤：步骤1，分别收集铁尾矿、第四系次生黄土和有机物料，备用；铁尾矿为单金属类鞍山高硅型铁尾矿，取自本钢矿业公司歪头山铁矿的尾矿库，矿尾矿砂的烧失量为0.92％，pH为8.16，水分含量为0.06％，主要为石英颗粒，并伴有少量长石和角闪石，单金属类鞍山高硅型铁尾矿中SiO2的质量分数≥75％。粗砂粒(0.2mm-2mm)的质量分数为75.7％，细砂粒(0.02mm-0.2mm)的质量分数23.6％，少量粉砂粒，不含黏粒级颗粒；所述第四系次生黄土采自矿山露天开采剥离的表层土壤以下0.7-0.9m的底土，pH为6.5；第四系次生黄土中，水分的质量分数22％，颗粒直径大于2.0mm的砾石的质量分数≤5％，2-0.02mm颗粒直径的砂粒的质量分数≤50％，颗粒直径小于0.002mm的颗粒的质量分数为53.2％；有机物料为腐熟的畜禽养殖业废弃物，所述畜禽养殖业废弃物包括：畜禽的粪便、尿液、冲洗废水、养殖过程中废饲料及散落的毛羽；以畜禽养殖业废弃物的干重计，腐熟的畜禽养殖业废弃物中有机质的质量分数为45％；以新鲜腐熟的畜禽养殖业废弃物的重量计，腐熟的畜禽养殖业废弃物中水分的质量分数为30％，pH为8.0，腐熟的畜禽养殖业废弃物的环境质量满足《土壤环境质量标准》(GB15618－1995)三级的要求。步骤2，利用机械将铁尾矿、第四系次生黄土和有机物料按55:40:5的比例机械混匀，即得到复垦土壤。采用内径30cm，高45cm的塑料桶进行盆栽实验，每盆装复垦土壤14千克，定植一年生紫穗槐，紫穗槐一个生长季长120cm高，植株生长状态良好。实施例2一种利用铁尾矿制备复垦土壤的方法，包括以下步骤：步骤1，分别收集铁尾矿、第四系次生黄土和有机物料，备用；铁尾矿采取地点同实施例1；第四系次生黄土取自歪头山矿附近的坡积表层土壤以下0.7-0.9m的底土，pH为6.5；第四系次生黄土中，水分的质量分数21％，颗粒直径小于0.002mm的颗粒的质量分数为52.1％，有机质为12.5g/kg；有机物料取自本溪生活污水处理厂的腐熟的污泥，以干重计，腐熟的畜禽养殖业废弃物中有机质的质量分数为45％；以新鲜腐熟的城镇生活污水处理厂排放的污泥的重量计，水分的质量分数为30％，pH值8.0，腐熟的污泥的环境质量满足《土壤环境质量标准》(GB15618－1995)三级的要求步骤2，利用机械将铁尾矿、第四系次生黄土和有机物料按45:50:5的比例机械混匀，即得到复垦土壤。将备制成的复垦土壤覆盖在排土场平台50cm厚，栽植一年生的刺槐，株行距120cm。刺槐当年生长繁茂，株高平均达150cm，植株生长状态良好。我们对复垦土壤中的有效参数进行测定，结果如表1所示，复垦土壤中有机质的含量为1.49％，符合国家土壤养分4级标准，碱解氮的含量为76.71mg/kg，符合国家土壤养分4级标准，速效磷的含量为215.49mg/kg，符合国家土壤养分1级标准，速效钾的含量为158.3mg/kg，符合国家土壤养分2级标准，可以用于植物的种植培养。表1复垦土壤中元素含量复垦土壤国家标准(mg/kg)有机质1.49％1～2％为土壤养分4级标准碱解氮76.71mg/kg60～90mg/kg土壤养分4级标准速效磷215.49mg/kg>40mg/kg为土壤养分1级标准速效钾158.3mg/kg150～200mg/kg为土壤养分2级标准尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。当前第1页1 2 3