场地修复材料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及无土修复生态环境治理，尤其涉及一种场地修复材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、在当前生态文明建设的大背景下，如何实现开发与保护的双赢越来越受到重视，因此工业场地土地复垦与生态修复工作势在必行。而在实际工作中土地复垦受到当地自然资源条件的限制，需要因地制宜的制定土地复垦策略。

2、土壤重构是土地复垦的核心，重构土壤质量直接决定土地复垦状况。《土地复垦质量控制标准》（td/t 1036-2013）中规定，在北方草原区，复垦用途为其他草原时，有效土层厚度应大于30 cm。露天矿开采的过程中多采用“平台-边坡”的堆积形式构建排土场，这种排弃方式会造成地表表面积的增大，导致用于覆土的表土数量不足。因此，对于表土缺乏地区而言，表土替代物的选择成为了土壤重构过程的关键。

3、有鉴于此，有必要设计一种利用金矿岩土剥离物制备的场地修复材料及其制备方法和应用，以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种场地修复材料及其制备方法和应用。在不使用土壤的情况下，以废弃物质为主要原料制备得到具备较高的保水、保肥及透气性的场地修复材料，以用于表土缺乏地区的生态修复。

2、为实现上述发明目的，本发明提供了一种场地修复材料的制备方法，包括以下步骤：

3、s1、将生物质材料经粉碎、膨化处理后，加入预定量的有机肥料和菌剂，搅拌均匀，经发酵、风干、粉碎得到生物质混合材料；

4、s2、将经过预处理的水利废弃物与金矿岩土剥离物以及步骤s1制备得到的所述生物质混合材料以一定比例混合，得到场地修复材料。

5、作为本发明的进一步改进，步骤s2中，所述水利废弃物、金矿岩土剥离物和生物质混合材料的体积比为（40-80）：（10-40）：（10-40）。

6、作为本发明的进一步改进，步骤s1中，所述粉碎、膨化处理操作为：将所述生物质材料粉碎成粒径≤200mm的粉碎体，控制含水率在40%-55%范围内，投入膨化机中进行膨化；膨化温度为100℃-130℃，膨化压力为1.0-1.5mpa，膨化时间为0.25h-2h。

7、作为本发明的进一步改进，步骤s1中，所述发酵的发酵温度为40℃-60℃，发酵时间为15-30天。

8、作为本发明的进一步改进，步骤s1中，所述生物质材料、有机肥料和菌剂的质量比为（60-95）：（0-40）：（0.1-0.5）。

9、作为本发明的进一步改进，所述生物质材料为农业废弃物，包括玉米秸秆、小麦秸秆和牧草中任意一种或几种的混合物；所述有机肥料包括牛粪、羊粪中任意一种或几种的混合物；所述菌剂包括枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、胶冻样类芽孢杆菌和黑曲霉菌。

10、作为本发明的进一步改进，步骤s2中，所述水利废弃物为水库淤泥，所述预处理为将所述水库淤泥进行风干、粉碎，使所述水库淤泥的含水率为5%-15%。

11、作为本发明的进一步改进，所述生物质混合材料的粒径≤1mm；所述金矿岩土剥离物为金矿废石粉，所述金矿废石粉的粒径≤1mm。

12、本发明还提供了一种场地修复材料，所述场地修复材料根据上述技术方案中任一技术方案所述的场地修复材料的制备方法制备得到。

13、本发明还提供了一种场地修复材料的应用，包括以下步骤：以利用金矿岩土剥离物制备得到的所述场地修复材料作为生态修复的基质，在待修复场地上铺设一定的厚度，喷洒一定量的水，使其含水量保持在10%-30%，在自然条件下堆置3-7天，播撒植物种子。

14、本发明的有益效果是：

15、本发明将生物质材料进行膨化和发酵处理后，与粒径在 1mm以下的金矿岩土剥离物和水利废弃物以预定比例混合，得到利用金矿岩土剥离物制备的场地修复材料。本发明的膨化和发酵处理，一方面能通过膨化使生物质材料发生水解反应，由多糖水解成单糖，同时产生酸性物质，结合连续发酵处理，使微生物对单糖进行充分利用，产生乳酸和挥发性脂肪酸，进一步降低生物质材料的ph值至4.5-5.0，从而在混合过程中利用生物质材料中和金矿岩土剥离物的碱性，使混合体系的ph值满足植物和微生物的生长需求；另一方面，通过膨化初步增强生物质材料的蓬松度，结合发酵过程中，生物质材料由酶解作用导致的体积膨胀，使生物质材料的蓬松度进一步提高，从而能有效提高其保水能力，同时膨化处理能有效缩短后续发酵时间，降低时间成本。

16、本发明的具备较高蓬松度的生物质材料，能提高场地修复材料的透气性和保水能力，同时通过水利废弃物的使用，能提高金矿岩土剥离物的粘结度，促进土壤团粒结构的形成，从而提高场地修复材料的保水、保肥能力，使本发明制备得到的场地修复材料具备较高的保水、保肥及透气性，有利于植物生长。

17、本发明的场地修复材料在制备过程中无需添加土壤，适用于表土缺乏地区的生态修复。通过本发明的生态修复方法修复后的场地绿化效果好，水土保持能力优秀，在工艺建设试运行过程中不产生二次污染，生态修复后场地几乎无直接和间接环境污染隐患，实现了废弃物质资源化利用，并达到了无土生态修复目标，降低了生态修复成本，提高了有害物质资源化利用率，环境和社会效益显著。

技术特征：

1.一种场地修复材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的场地修复材料的制备方法，其特征在于：步骤s2中，所述水利废弃物、金矿岩土剥离物和生物质混合材料的体积比为（40-80）：（10-40）：（10-40）。

3.根据权利要求1所述的场地修复材料的制备方法，其特征在于：步骤s1中，所述粉碎、膨化处理操作为：将所述生物质材料粉碎成粒径≤200mm的粉碎体，控制含水率在40%-55%范围内，投入膨化机中进行膨化；膨化温度为100℃-130℃，膨化压力为1.0-1.5mpa，膨化时间为0.25h-2h。

4.根据权利要求3所述的场地修复材料的制备方法，其特征在于：步骤s1中，所述发酵的发酵温度为40℃-60℃，发酵时间为15-30天。

5.根据权利要求1所述的场地修复材料的制备方法，其特征在于：步骤s1中，所述生物质材料、有机肥料和菌剂的质量比为（60-95）：（0-40）：（0.1-0.5）。

6.根据权利要求5所述的场地修复材料的制备方法，其特征在于：所述生物质材料为农业废弃物，包括玉米秸秆、小麦秸秆和牧草中任意一种或几种的混合物；所述有机肥料包括牛粪、羊粪中任意一种或几种的混合物；所述菌剂包括枯草芽孢杆菌、解淀粉芽孢杆菌、胶冻样类芽孢杆菌和黑曲霉菌。

7.根据权利要求1所述的场地修复材料的制备方法，其特征在于：步骤s2中，所述水利废弃物为水库淤泥，所述预处理为将所述水库淤泥进行风干、粉碎，使所述水库淤泥的含水率为5%-15%。

8.根据权利要求1所述的场地修复材料的制备方法，其特征在于：所述生物质混合材料的粒径≤1mm；所述金矿岩土剥离物为金矿废石粉，所述金矿废石粉的粒径≤1mm。

9.一种场地修复材料，其特征在于，所述场地修复材料根据权利要求1-8中任一权利要求所述的场地修复材料的制备方法制备得到。

10.权利要求9所述的场地修复材料的应用，其特征在于，包括以下步骤：以利用金矿岩土剥离物制备得到的所述场地修复材料作为生态修复的基质，在待修复场地上铺设一定的厚度，喷洒一定量的水，使其含水量保持在10%-30%，在自然条件下堆置3-7天，播撒植物种子。

技术总结
本发明公开了一种场地修复材料及其制备方法和应用，涉及无土修复生态环境治理技术领域，通过将生物质材料进行膨化和发酵处理后，与金矿岩土剥离物和水利废弃物以预定比例混合，得到场地修复材料。通过膨化和发酵处理，能明显降低生物质材料的pH值，并提高其保水能力，从而在混合过程中利用生物质材料中和金矿岩土剥离物的碱性，结合利用生物质材料提高场地修复材料的透气性及水利废弃物提高金矿岩土剥离物的粘结度，促进土壤团粒结构的形成，从而使本发明制备得到的场地修复材料具备较高的保水、保肥及透气性，有利于植物生长。本发明的场地修复材料在制备过程中无需添加土壤，适用于表土缺乏地区的生态修复。

技术研发人员：迟崇哲,刘影,龙振坤,吕春玲,张大勇,杨明远
受保护的技术使用者：长春黄金研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13