酸性铜尾矿基质改良剂、改良基质及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及矿山植被恢复领域，具体涉及一种酸性铜尾矿基质改良剂及其制备方 法和应用。
【背景技术】
[0002] 铜尾矿是铜矿开采过程中必然形成的产物，其环境条件比较恶劣，矿山综合利用 率比较低。目前，铜尾矿的处置方式主要是基本不作处理，直接输送到铜尾矿库里存放。露 天堆存的铜尾矿经日晒雨淋后各种有毒有害物质会发生迀移转化，通过地表径流和地下渗 透等方式，最终造成铜尾矿库周边土壤和地下水的严重污染，甚至影响到人类的身体健康。 一方面土壤重金属的含量很高，容易造成植物的重金属毒害；另一方面，铜尾矿颗粒非常 细，营养物质含量极低，无法满足大部分植物的正常生长需要。在自然降雨的影响下，土壤 板结严重，植物的根系都难以在其中生长。
[0003] 针对当前铜尾矿治理与植被恢复的关键问题，主要技术之一就是进行基质改良， 这样不仅可以改善植被生长的土壤环境，同时还可以在一定程度上实现矿山治理与生态修 复。酸性尾矿改良要求基质具有酸碱平衡能力、有机质及养分丰富、土壤质地改良能力以及 较强吸附能力等。
【发明内容】
[0004] 本发明第一方面提供一种酸性铜尾矿基质改良剂，用于改善酸性铜尾矿生态环 境，改良土壤并提高地区植被盖度。
[0005] 本发明所述一种酸性铜尾矿基质改良剂，组分包括膨润土、稻壳、污泥、煤渣和动 物粪便；所述酸性铜尾矿基质改良剂组成成分的不同配比产生不同的改良效果。
[0006] 本发明所述酸性铜尾矿基质改良剂，按重量份计，组分优选包括膨润土 5-30份、 稻壳5-40份、污泥5-60份、煤渣10-40份，动物粪便5-30份；组分进一步优选包括膨润土 10-20份、稻壳10-30份、污泥10-30份、煤渣15-30份，动物粪便10-20份；组分更优选包 括膨润土 10-15份、稻壳10-20份、污泥40份、煤渣15-20份，动物粪便10-15份。
[0007] 其中，所述膨润土（Bentonite)是以蒙脱石为主的含水粘土矿，蒙脱石的化学成 分为：(Al2, Mg3) Si4O10OH2 · ηΗ20 ;
[0008] 其中，所述稻壳为粉碎稻壳粉（市售）；
[0009] 其中，所述污泥优选为城市污水经二级或以上处理后产生的、经过堆肥化处理的 污泥，优选含水量不超过30% ;所述污泥形状为不规则的疏松体，表面多孔且有絮状物附 着，保水能力强，取材广泛，价格低廉；
[0010] 其中，所述煤渣为火力发电厂、工业和民用锅炉及其他设备燃煤排出的废渣，主要 成分为二氧化硅（SiO2);
[0011] 其中，所述动物粪便为鸡粪、鸭粪、鹅粪、猪粪、牛粪、羊粪、马粪等中的一种或几 种；优选为鸡粪，所述鸡粪为自然风干颗粒状鸡粪（市售常见）。所述鸡粪在常用动物粪便 当中最为广泛，价格适中，营养成分丰富，且特别适合用做本发明酸性铜尾矿基质改良剂原 料。
[0012] 上述酸性铜尾矿基质改良剂，也可直接用作边坡的改良基质，（已核实）即将所述 酸性铜尾矿基质改良剂回填至边坡（如表层）或直接覆盖于边坡表层，进行复垦绿化（如 播种高羊茅），可改善边坡尤其是偏酸性边坡（一般pH 5.5-6.5)生态环境，改良土壤并提 高地区植被盖度。一般情况下，回填或覆盖本发明边坡改良基质（即同上述酸性铜尾矿基 质改良剂）的边坡，植被恢复率可达95. 1 %以上。
[0013] 特别地，本发明酸性铜尾矿基质改良剂可改善pH 5. 0-7. 0偏酸性生态环境，显著 改良土壤并提高地区植被盖度。
[0014] 可以理解，上述边坡改良基质也可用作城市道路园林绿化改良基质、运动场草坪 基质改良等，应用领域不局限于边坡。
[0015] 本发明第二方面提供所述酸性铜尾矿基质改良剂的制备方法。
[0016] 本发明所述酸性铜尾矿基质改良剂的制作工艺包括将上述酸性铜尾矿基质改良 剂的各组分按重量配比后，磨碎混合均匀，即得。
[0017] 本发明第三方面提供所述酸性铜尾矿基质改良剂用于制作酸性铜尾矿改良基质 的应用及用于复垦绿化的应用（包括但不限于酸性铜尾矿、边坡、城市道路绿化、运动场草 坪基质改良等），即可改善酸性铜尾矿生态环境，改良土壤并提高地区植被盖度。
[0018] 本发明第四方面提供一种酸性铜尾矿改良基质，所述酸性铜尾矿改良基质包括铜 尾矿尾砂和上述的酸性铜尾矿基质改良剂。
[0019] 所述酸性铜尾矿改良基质可回填至铜尾矿（如表层），进行复垦绿化（如播种高羊 茅），可改善酸性铜尾矿生态环境，改良土壤并提高地区植被盖度。
[0020] 所述酸性铜尾矿改良基质，按重量份计，优选包括60-95份铜尾矿尾砂和5-40份 酸性铜尾矿基质改良剂；进一步优选包括70-90份铜尾矿尾砂和10-30份酸性铜尾矿基质 改良剂；更优选包括80-90份铜尾矿尾砂和10-20份酸性铜尾矿基质改良剂。
[0021] -般地，常见铜尾矿尾砂均可实现本发明目的，故本发明不对其做特殊限定。同 时，本发明发现选用以下参数的铜尾矿尾砂可以取得更好的改良效果，更有效地改善酸性 铜尾矿生态环境，改良土壤并提高地区植被盖度；即优选所述铜尾矿尾砂pH在7. 38-8. 36 之间，其中 8 种典型重金属含量：Cu :500. 00-800. 00mg/kg、Pb :5· 00-20. 00mg/kg、Zn : 30. 00-50. 00mg/kg、CM :0· 050-0· 150mg/kg、Cr :30· 00-60· 00mg/kg、As :5· 00-15. OOmg/ kg、Hg :0· 030-0. 080mg/kg、Mn :300. 00-400. 00mg/kg ;主要元素含量的质量百分比为，C : 4-7、0 :30-60、Na :0· 10-0. 40、Al :2-5、Si :25-50、S :0· 3-0.6、K:0· 7-1.5、Fe :3-4. 5 ; 其中优选 8 种典型重金属含量：Cu :526. 32-779. 85mg/kg、Pb :9· 83-15. 61mg/kg、Zn : 31. 58-43. 97mg/kg、Cd :0· 075-0. 124mg/kg、Cr :36· 7卜52. 56mg/kg、As :8· 83-14. 27mg/ kg、Hg :0· 039-0. 064mg/kg、Mn :336. 02-385. 45mg/kg ;主要元素含量的质量百分比为， C :4· 27-5. 81、0 :36· 10-55. 52、Na :0· 18-0. 33、Al :2· 74-3. 56、Si :34· 05-47. 94、S : 0· 38-0. 55、K :0· 85-1. 34、Fe :3· 19-4. 22。
[0022] 例如本发明实施例记载的江西德兴铜矿4#尾矿库表层的尾砂，其相关数据如下：
[0023] ?!1在 7.38-8.36 之间，其中8种典型重金属含量：(：11:581.4911^/1^、？13:12.7611^/ kg、Zn :37.88mg/kg、（M :0·095mg/kg、Cr :46.17mg/kg、As :11.82mg/kg、Hg :0·053mg/kg、Mn : 35L 52mg/kg ;主要元素含量的质量百分比为，C :5. 32、O :46. 69、Na :0· 27、Al :3. 15、Si : 38. 02、S :0. 46、K :1. 26、Fe :3. 97。
[0024] 将铜尾矿尾砂与上述酸性铜尾矿基质改良剂按照重量配比混合均匀即可制得酸 性铜尾矿改良基质。
[0025] 所述酸性铜尾矿基质改良基质，其理化性质达到了植物生长的需求，优于现有 传统改良基质，更利于植物生长、恢复植被和改善生态。所述酸性铜尾矿基质改良基质 其各参数分别为：pH 7. 3-8.6,容重0.71-1. 29g/cm3,孔隙度51. 4%-72. 7%，持水量 52. 5%-68. 2%;所述改良基质其优选理化参数分别为：pH 7. 5-8. 1，容重0. 74-1. 18g/cm3， 孔隙度 53. 2 % -65. 8 %，持水量 55. 6 % -67. 1 %。
[0026] 本发明第五方