本发明属于土壤修复
技术领域：
，具体涉及一种利用沙漠风积沙二次尾矿复垦土壤的方法。
背景技术：
：沙漠风积沙本身颗粒较粗，颗粒间孔隙大，通透性好，质地疏松，保水性差、蓄水能力弱；同时沙地中有机质分解快、积累下来的比较少，致使保肥性差，养分比较贫乏。水分的缺失加之养分的流失导致沙漠地区无法耕种农作物，因此，沙漠风积沙的保水问题已经成为目前沙地治理领域的一个亟待解决的问题。风积沙是被风吹而积淀下来的沙层，是沙漠侵占绿洲、沙漠扩张的触手。为了延缓沙漠扩张的脚步，减轻沙漠化危害，人们往往采取植树种草等防沙、固沙措施。近年来，随着工业化治沙、工业化用沙概念的提出，资源化利用风积沙正逐渐成为防沙、固沙的新举措。目前，利用风积沙做路基材料已经取得成功，相关技术已经得到了推广应用。如果要充分利用沙漠风积沙资源并对其进行选矿加工，则前提条件是要能够通过合理的降铁、降铝等除杂工艺流程，有效降低沙漠风积沙中的铁、钛及铝的含量，这样才能达到玻璃行业的基本要求，为工业利用提供一种新型的矿床资源。现有技术中用于选矿除铁(钛)的方法有磁选法、重选法、浮选除铁、酸浸除铁、超声波除铁和微生物除铁等等，但单一的选矿除铁方法都存在各自的缺陷和不足。例如酸浸除铁是利用石英(长石)不溶于酸(氢氟酸除外)，含铁的杂质矿物被酸溶解，从而实现除铁的目的；酸浸法常用的酸有硫酸、盐酸、硝酸，但酸耗费用高，环境污染大，随着人们环保意识的增强，其应用范围越来越受到限制。又如超声波除铁主要是依靠媒质传播的高频率(20000赫兹)声波，当超声波在溶液中传导时，产生许多压缩、膨胀区域，形成无数气泡，气泡的形成和破裂(空化现象)，液体内部压强发生突变，从而伴有冲击波(压力可达几千到几万个大气压)，在这种冲击波的作用下，粘附在颗粒表面的含铁矿物从颗粒表面脱落下来进入液相，从而达到除铁的目的，但超声波除铁技术相对复杂，成本较高。微生物除铁是利用黑曲霉菌等微生物对表面铁进行浸除，可以用来浸除颗粒表面的薄膜铁或浸染铁，但除铁效率较低，效果也有待进一步提高。因此，如何结合和优化现有的除铁(钛)方法，并将其有效应用到沙漠风积沙的选矿工艺中，这成为制约沙漠风积沙资源利用的一个先决性条件。除了上述对沙漠风积沙的除铁(钛)问题，最终还涉及到沙漠风积沙中石英与长石的分选问题，这是能否利用沙漠风积沙中石英矿和长石矿的最终决定性因素。目前国内主要使用浮选分离法对石英和长石进行分离，具体包括氢氟酸法、无氟有酸法和无氟无酸法三种方法。现有一般沙地的保水方法如cn201310351009、cn201310631993中所描述的是在沙地中施加保水剂等化学物质，但该方法成本高，且对自然环境有一定的危害，并且种植效果不够理想。因此开发一种工业上可行的技术在开发风积沙的同时解决沙漠风积沙的保水问题，实现资源利用和环境治理的双重目标。技术实现要素：本发明的目的是提供一种利用沙漠风积沙二次尾矿复垦土壤的方法，通过这种方法，既从沙漠风积沙中提取了有用的长石和石英产品，形成了经济效益，又能降低风积沙整体细度，提高了风积沙的保水能力，使之能够进行农作物种植，从而利用较低的成本就达到了沙漠变绿洲的目的，为我国沙漠风积沙的治理又提供了一条相当好的途径。为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：一种利用沙漠风积沙二次尾矿复垦土壤的方法，所述方法包括以下步骤：(1)将0.1-0.4mm的粗粒风积沙进行分离，细粒部分在原沙位置进行回填备用；(2)将粗颗粒风积沙进行整形磨矿选矿提取长石和石英，选矿提取中各步骤的剩余物作为尾矿；(3)将步骤2的尾矿，加入絮凝剂，搅拌浓缩压滤后制成滤饼产物；(4)将滤饼产物平铺在步骤1中0.1-0.4mm筛分剩下的细粒部分上面，通过机械旋耕的方式进一步混合均匀。进一步地，步骤1中通对风积沙进行筛选分析和镜检，确定筛分细度范围，将风积沙过筛，进入气流分级机并将筛下产物进入分级设备进行分离。进一步地，步骤2中所述磨矿采用长筒型球磨机和高频细筛组成闭路磨矿系统，磨矿细度达到小于200目的颗粒含量达到50-70％。进一步地，步骤2中所述长石和石英的选矿和提取方法包括强磁选，浮选。进一步地，步骤2中提取石英和长石后所剩余的部分，细度达到了小于0.074mm的颗粒含量达到80％以上。进一步地，步骤3中总尾矿浓度在10％-15％。进一步地，步骤3中所述絮凝剂为聚丙烯酰胺或者其他用于絮凝脱水的有机物质，在浓缩脱水过程中，加入的量相对于沙土质量为10-500g/t。进一步地，步骤3中滤饼产物的含水量在5-15％。进一步地，步骤5中混合均匀后总细度达到了小于0.074mm的颗粒含量达到50％以上。首先将0.1-0.4mm的粗粒风积沙进行分离，细粒部分在原沙位置进行回填备用。粗颗粒风积沙经过整形磨矿后，细度达到了小于200目的颗粒含量为50-70％，因粗颗粒风积沙中粘土含量也比较高，经过磨矿后，其中小于0.038mm细泥部分就占到了20％以上，大大的降低了粗粒风积沙的细度，磨矿后通过选矿方法，将其中的粗颗粒石英和有价值的长石矿物提取出来，进一步降低了风积沙的细度，提取石英和长石后所剩余的部分，细度达到了小于0.074mm的颗粒含量为80％以上，大大降低了风积沙的细度。这部分产物最终集中在一起为最终的总尾矿，总尾矿浓度在10％-15％，这部分产物需浓缩压滤后再排放，这部分产物在浓缩脱水过程中，需加入10-500g/t的聚丙烯酰胺或者其他用于絮凝脱水的有机物质，加入后经高效浓密机底流浓度可达到40-50％，再经压滤机压滤可得到含水量在5-15％的滤饼产物，该滤饼平铺在原沙0.1-0.4mm筛分剩下的细粒部分上面，然后通过机械旋耕的方式进一步混合均匀，混合均匀后总细度达到了小于0.074mm的颗粒含量为50％以上，这样就可以得到保水性能较好的沙土。在浓缩过程中加入的具有絮凝效果的聚丙烯酰胺或者其他用于絮凝脱水的有机物质后，加入量为沙土质量的10-500g/t，这部分有机物质能够进一步粘连沙土颗粒，且在遇水后能再次溶于水而粘连沙土颗粒，这样通过有机物质的粘连使沙土具有连通孔隙和封闭孔隙结构，进一步增加了沙土的保水能力。这个过程本来是上述提取长石和石英后的总尾矿浓缩中必须的一个流程，但是却间接的改进了沙土的土壤结构，所以也是结合了上述综合利用的废水回用技术。而后通过施加有机肥及氮磷钾等改善沙土的营养成分，再进行树木的种植。通过这种方法，既从沙漠风积沙中提取了有用的长石和石英产品，形成了经济效益，又能降低风积沙整体细度，提高了风积沙的保水能力，用利用总尾矿的浓缩技术间接的改善了沙土的孔隙结构，进一步增强了保水能力，使之能够进行农作物种植，从而利用较低的成本就达到了沙漠变绿洲的目的，为我国沙漠风积沙的治理又提供了一条相当好的途径。附图说明图1为本发明的利用沙漠风积沙二次尾矿复垦土壤的方法的技术流程图。图2为本发明的利用沙漠风积沙二次尾矿复垦土壤的方法的全工艺流程图。具体实施方式为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。首先对风积沙进行筛分，以腾格里沙漠为例，筛分结果如表1：表1腾格里沙漠风积沙筛分实验结果(％)名称/目产率+4020.85+6015.66+8019.30+10020.49+12011.38-12012.32合计100.00从表1可以看出，以腾格里沙漠内蒙古阿拉善盟部分为例，沙漠风积沙的颗粒90％以上都是大于120目。保水能力相当差。实施例1(1)首先对风积沙进行筛选分析和镜检，确定筛分细度为0.1-0.4mm，将风积沙过0.5mm筛，筛除草根、树叶等杂质。其次将筛下产物进入分级设备，筛除大部分0.1mm左右细颗粒杂质。筛除的草根树叶杂质和细粒部分直接回填到原沙位置，留作土壤复垦备用。(2)将上述获得的粗粒部分给入高频细筛，给入浓度15％，筛除0.1mm左右剩余的细粒杂质。然后将分级筛上粗粒经浓缩后给入磨机进行磨矿，磨矿浓度65％，磨矿采用球磨机和高频细筛组成闭路磨矿系统，这样既能更精确保证长石和石英产品细度，又能保证颗粒外观形貌。磨矿使各种矿物达到单体解离，便于后续的分选，磨矿细度小于200目的颗粒含量达到50-70％。(3)铁杂质是长石和石英最主要的杂质，所以将磨好的矿浆，浓度在15％给入立环高梯度磁选机进行强磁除铁，磁场强度在1.0t。除去磁性较强的铁矿物，比如赤铁矿、褐铁矿等。强磁进行一粗选一扫选两次除铁，除铁后精矿中仍含有一部分硅酸铁，这部分铁要通过后续的脱泥和浮选工艺去除。(4)对强磁除铁的精矿进行脱泥，去除部分细粒碳酸盐和粘土类等硅酸盐等杂质。去除0.04mm以下的细泥。(5)脱泥后底流浓度在35％，对脱泥后的底流产品进行浮选，去除剩余的碳酸盐和硅酸盐杂质，用10％的稀硫酸调整矿浆的ph值在2-3之间，用量在1000-3000g/t，加入混合胺进行杂质的浮选，工艺为一粗选二扫选，粗选混合胺用量在100g/t，扫一用量在55g/t，扫二用量在30g/t。(6)浮选除杂后的矿物中fe2o3含量小于0.1％，可以进行长石浮选。浮选首先加入hf，作为调整剂和活化剂，用量为300-1000g/t，矿浆的ph值在2-3之间，加入混合胺进行长石的浮选，工艺为一次粗选，粗选混合胺用量在60g/t，粗选产品即长石精矿。(7)因剩余的矿浆中，主要成分就是石英，所以要对剩余的矿浆进行石英提纯，上述长石精矿粗选后剩余的矿浆，加入30g/t胺类捕收剂继续进行一次扫选，然后加入20g/t胺类捕收剂进行多次扫选，在扫选过程中根据实际ph情况适当补充hf，最终槽内产品即石英精矿，扫选次数和药剂用量可以根据实际泡沫情况进行增减。(8)浮选所得的石英精矿，经过滤脱水后，重新调浆，浓度在15％左右，给入立环高梯度磁选机进行强磁选，磁场强度在1.0t。目的是去除最初强磁除铁的残留和浮选过程中设备及其他原因带入的含铁杂质。这样可得sio2大于99％，fe2o3含量小于0.1％，al2o3含量小于0.2％的石英精矿产品，这种产品可以用做生产玻璃的原料。(9)将步骤2-9的剩余物最终集中在一起为最终的总尾矿，总尾矿浓度在12.5％，这部分产物需浓缩压滤后再排放，这部分产物在浓缩脱水过程中，需加入250g/t的聚丙烯酰胺，加入后经高效浓密机底流浓度可达到45％，再经压滤机压滤可得到含水量在10％的滤饼产物，该滤饼平铺在原沙0.1-0.4mm筛分剩下的细粒部分上面，然后通过机械旋耕的方式进一步混合均匀，混合均匀后总细度达到了粒径小于0.074mm的颗粒含量为50％以上，这样就可以得到保水性能较好的沙土。实施例2(1)首先对风积沙进行筛选分析和镜检，确定筛分细度为0.1-0.4mm，将风积沙过0.3mm筛，筛除草根、树叶等杂质。其次将筛下产物进入分级设备，筛除大部分0.1mm左右细颗粒杂质。筛除的草根树叶杂质和细粒部分直接回填到原沙位置，留作土壤复垦备用。(2)将上述获得的粗粒部分给入高频细筛，给入浓度20％，筛除0.1mm左右剩余的细粒杂质。然后将分级筛上粗粒经浓缩后给入磨机进行磨矿，磨矿浓度60％，磨矿采用球磨机和高频细筛组成闭路磨矿系统，这样既能更精确保证长石和石英产品细度，又能保证颗粒外观形貌。磨矿使各种矿物达到单体解离，便于后续的分选，磨矿细度在-200目50-70％(3)铁杂质是长石和石英最主要的杂质，所以将磨好的矿浆，浓度在10％，给入立环高梯度磁选机进行强磁除铁，磁场强度在0.9t。除去磁性较强的铁矿物，比如赤铁矿、褐铁矿等。强磁进行一粗选一扫选两次除铁，除铁后精矿中仍含有一部分硅酸铁，这部分铁要通过后续的脱泥和浮选工艺去除。(4)对强磁除铁的精矿进行脱泥，去除部分细粒碳酸盐和粘土类等硅酸盐等杂质。去除0.04mm以下的细泥。(5)脱泥后底流浓度在40％，对脱泥后的底流产品进行浮选，去除剩余的碳酸盐和硅酸盐杂质，用5％的稀硫酸调整矿浆的ph值在2-3之间，用量在1000-3000g/t，加入混合胺进行杂质的浮选，工艺为一粗选二扫选，粗选混合胺用量在150g/t，扫一用量在35g/t，扫二用量在40g/t。(6)浮选除杂后的矿物中fe2o3含量小于0.1％，可以进行长石浮选。浮选首先加入hf，作为调整剂和活化剂，用量为300-1000g/t，矿浆的ph值在2-3之间，加入混合胺进行长石的浮选，工艺为一次粗选，粗选混合胺用量在20g/t，粗选产品即长石精矿。(7)因剩余的矿浆中，主要成分就是石英，所以要对剩余的矿浆进行石英提纯，上述长石精矿粗选后剩余的矿浆，加入50g/t胺类捕收剂继续进行一次扫选，然后加入10g/t胺类捕收剂进行多次扫选，在扫选过程中根据实际ph情况适当补充hf，最终槽内产品即石英精矿，扫选次数和药剂用量可以根据实际泡沫情况进行增减。(8)浮选所得的石英精矿，经过滤脱水后，重新调浆，浓度在15％左右，给入立环高梯度磁选机进行强磁选，磁场强度在1.2t。目的是去除最初强磁除铁的残留和浮选过程中设备及其他原因带入的含铁杂质。这样可得sio2大于99％，fe2o3含量小于0.1％，al2o3含量小于0.2％的石英精矿产品，这种产品可以用做生产玻璃的原料。(9)将步骤2-9的剩余物最终集中在一起为最终的总尾矿，总尾矿浓度在15％，这部分产物需浓缩压滤后再排放，这部分产物在浓缩脱水过程中，需加入10g/t的聚丙烯酰胺，加入后经高效浓密机底流浓度可达到50％，再经压滤机压滤可得到含水量在5％的滤饼产物，该滤饼平铺在原沙0.1-0.4mm筛分剩下的细粒部分上面，然后通过机械旋耕的方式进一步混合均匀，混合均匀后总细度达到了粒径小于0.074mm的颗粒含量为50％以上，这样就可以得到保水性能较好的沙土。实施例3(1)首先对风积沙进行筛选分析和镜检，确定筛分细度为0.1-0.4mm，将风积沙过0.6mm筛，筛除草根、树叶等杂质。其次将筛下产物进入分级设备，筛除大部分0.1mm左右细颗粒杂质。筛除的草根树叶杂质和细粒部分直接回填到原沙位置，留作土壤复垦备用。(2)将上述获得的粗粒部分给入高频细筛，给入浓度10％，筛除0.1mm左右剩余的细粒杂质。然后将分级筛上粗粒经浓缩后给入磨机进行磨矿，磨矿浓度70％，磨矿采用球磨机和高频细筛组成闭路磨矿系统，这样既能更精确保证长石和石英产品细度，又能保证颗粒外观形貌。磨矿使各种矿物达到单体解离，便于后续的分选，磨矿细度在-200目50-70％(3)铁杂质是长石和石英最主要的杂质，所以将磨好的矿浆，浓度在10％给入立环高梯度磁选机进行强磁除铁，磁场强度在1.2t。除去磁性较强的铁矿物，比如赤铁矿、褐铁矿等。强磁进行一粗选一扫选两次除铁，除铁后精矿中仍含有一部分硅酸铁，这部分铁要通过后续的脱泥和浮选工艺去除。(4)对强磁除铁的精矿进行脱泥，去除部分细粒碳酸盐和粘土类等硅酸盐等杂质，去除0.04mm以下的细泥。(5)脱泥后底流浓度在40％，对脱泥后的底流产品进行浮选，去除剩余的碳酸盐和硅酸盐杂质，用15％的稀硫酸调整矿浆的ph值在2-3之间，用量在1000-3000g/t，加入混合胺进行杂质的浮选，工艺为一粗选二扫选，粗选混合胺用量在70g/t，第一次扫选用量在75g/t，第二次扫选用量在20g/t。(6)浮选除杂后的矿物中fe2o3含量小于0.1％，可以进行长石浮选。浮选首先加入hf，作为调整剂和活化剂，用量为300-1000g/t，矿浆的ph值在2-3之间，加入混合胺进行长石的浮选，工艺为一次粗选，粗选混合胺用量在100g/t，粗选产品即长石精矿。(7)因剩余的矿浆中，主要成分就是石英，所以要对剩余的矿浆进行石英提纯，上述长石精矿粗选后剩余的矿浆，加入10g/t胺类捕收剂继续进行一次扫选，然后加入30g/t胺类捕收剂进行多次扫选，在扫选过程中根据实际ph情况适当补充hf，最终槽内产品即石英精矿，扫选次数和药剂用量可以根据实际泡沫情况进行增减。(8)浮选所得的石英精矿，经过滤脱水后，重新调浆，浓度在15％左右，给入立环高梯度磁选机进行强磁选，磁场强度在0.9t。目的是去除最初强磁除铁的残留和浮选过程中设备及其他原因带入的含铁杂质。这样可得sio2大于99％，fe2o3含量小于0.1％，al2o3含量小于0.2％的石英精矿产品，这种产品可以用做生产玻璃的原料。(9)将步骤2-9的剩余物最终集中在一起为最终的总尾矿，总尾矿浓度在10％，这部分产物需浓缩压滤后再排放，这部分产物在浓缩脱水过程中，需加入500g/t的聚丙烯酰胺，加入后经高效浓密机底流浓度可达到40％，再经压滤机压滤可得到含水量在15％的滤饼产物，该滤饼平铺在原沙0.1-0.4mm筛分剩下的细粒部分上面，然后通过机械旋耕的方式进一步混合均匀，混合均匀后总细度达到了粒径小于0.074mm的颗粒含量为50％以上，这样就可以得到保水性能较好的沙土。对比例1取未经处理的风积沙作为对比例1的样品。对比例2取步骤1得到的细粒部分作为对比例2的样品。对比例3与实施例1相同，除了步骤9中的不加入絮凝剂。对比例4与实施例1相同，除了步骤9中的絮凝剂的量为1000g/t。测试实施例1-3和对比例1-4的细度和保水率。保水率的测试方法：取0.5g产品置于烧杯中，加入100ml的水，静置24小时后，过120目滤网过滤，称重，计算吸水率。然后敞口放置，保持25℃恒温环境，24h后，称重，计算剩余水量，计算保水率。表2保水率实施例126％实施例221％实施例325％对比例16％对比例211％对比例316％对比例419％测试结果表明，实施例1为最优实施例，实施例1的细度达到了-200目50％以上，与对比例1接近，但是保水率更高，是因为实施例1中有细密的沙，并且经过浮选等酸碱处理后，具有更好的保水性。加入的具有絮凝效果的聚丙烯酰胺或者其他用于絮凝脱水的有机物质后，加入量为沙土质量的10-500g/t，这部分有机物质能够进一步粘连沙土颗粒，且在遇水后能再次溶于水而粘连沙土颗粒，这样通过有机物质的粘连使沙土具有连通孔隙和封闭孔隙结构，进一步增加了沙土的保水能力，加入过量反而起到相反的效果。发明的目的是提供一种利用沙漠风积沙二次尾矿复垦土壤的方法，通过这种方法，既从沙漠风积沙中提取了有用的长石和石英产品，形成了经济效益，又能降低风积沙整体细度，提高了风积沙的保水能力，使之能够进行农作物种植，从而利用较低的成本就达到了沙漠变绿洲的目的，为我国沙漠风积沙的治理又提供了一条相当好的途径。以上内容不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属
技术领域：
的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。当前第1页12