CN104081982A - 一种新型矿山修复生态毯基质的制造方法 - Google Patents

一种新型矿山修复生态毯基质的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种新型矿山修复生态毯基质的制造方法，将多孔蓄水陶土粉碎为粒径≤5mm的颗粒，并与干化污泥按体积比1.5-2.8：7.2-8.5进行混合并调拌均匀，在其中添加草籽，制成新型矿山修复生态毯基质；所述干化污泥为处理成PH值范围为7.5-9，含水率范围为45-50％，碳氮比范围为15-20：1，有机质含量范围为10％-30％的城市生活污水处理厂干化污泥。本发明制成的新型矿山修复生态毯基质能够蓄水同时净化雨水，改善土壤孔隙，为植物草籽初期生长发芽并适应环境创造良好的水源条件，提高矿山修复生态毯草本植物成活率，尤其适用于保水储水条件差的矿山及岩石边坡。

Description

一种新型矿山修复生态毯基质的制造方法
技术领域
本发明涉及一种新型矿山修复生态毯基质的制造方法，属于矿山修复技术领域。
背景技术
20世纪80年代以来，随着国家对矿产资源需求的迅速增加及矿业经济的迅猛发展，因矿山开采而造成的生态环境破坏问题也口趋严重，特别是露天开采，不但影响自然景观、造成环境污染，而且还会诱发山体滑坡，造成水土流失等地质灾害。因此，如何恢复和重建已退化的矿山生态***已成为世界各国普遍关注的课题。矿山生态恢复是以生态环境恢复为核心，研究如何根据实际情况，因地制宜、因矿施治，落实矿山生态环境恢复工作，从而取得生态、经济、社会的最佳综合效益。通过生态恢复可促使废弃矿山的生态和经济价值再生。目前矿山生态修复常用技术包含客土喷播、生态袋、生态毯等技术。其中生态毯技术因为施工速度快，材料可降解、快速达到植物生长、保持水土效果突出而成为常用技术。
传统的生态毯分为三层结构或五层结构，其中三层结构生态毯不含营养基质，五层结构生态毯含有营养基质。营养基质主要为缓释肥料、高分子聚合物保水剂、木渣、草籽、土壤、砂砾或粉煤灰等按一定比例组成，主要作用是提供植物生长的营养元素，保持土壤一定湿度，改善基质孔隙结构，为植物生长创造条件。但传统基质组分复杂，保水剂使用寿命短，价格贵，基质比例配制严格，不利于技术的推广使用。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提供了一种新型矿山修复生态毯基质的制造方法，采用一种新型的多孔蓄水陶土代替传统基质中的粉煤灰或砂砾、高分子聚合物保水剂，制造成本低、使用寿命长，利于推广使用。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：将多孔蓄水陶土粉碎为粒径≤5mm的颗粒，并与干化污泥按体积比1.5-2.8：7.2-8.5进行混合并调拌均匀，在其中添加草籽，制成新型矿山修复生态毯基质；所述干化污泥为处理成PH值范围为7.5-9，含水率范围为45-50％，碳氮比范围为15-20：1，有机质含量范围为10％-30％的城市生活污水处理厂干化污泥。
进一步地，所述多孔蓄水陶土通过以下步骤制备：
(1)取天然土壤，将其与硅铝比调配剂按质量百分比10-35：65-90组成混合配料1；
(2)将混合配料1与发泡剂按质量比47.5-49.25：0.25-2.5置于球磨机中加工至<200目制成混合配料2；
(3)将水与保气剂按质量比49-49.5：0.521配置成保气剂水溶液；
(4)将等质量的混合配料2和保气剂水溶液拌合成浆状；
(5)将步骤(4)拌合成浆状的混合配料陈化1-12小时；
(6)将陈化后的混合配料于30-150℃升温发泡并烘干形成发泡原料；
(7)将上述发泡原料置于窑中，以800-1200℃烧制成多孔蓄水陶土，烧成时间为15-30分钟。
进一步地，步骤(1)所述的硅铝比调配剂为SiO2:Al4[Si4O10][OH]8。
进一步地，步骤(2)所述发泡剂为碳酸氢钠、碳酸氢铵、双氧水、碳酸钙、过氧乙酸、有机发泡剂中的任意一种或任意2种以上的混合。
进一步地，步骤(3)所述保气剂为聚乙烯醇、明矾中的一种或2种的混合。
本发明基于其技术方案所具有的有益效果在于：
(1)本发明基质组分种类远少于传统基质组分种类，利于原料调配，成本低；
(2)本发明充分利用城市生活污水处理厂的干化污泥，其污泥PH值7.5-9，含水率45-50％，碳氮比15-20:1，有机质含量≥10％，各项指标均有利于促进植物生长，并且重金属含量满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中表6在酸性土壤上限制指标，不会对植物生长造成危害，能够代替传统基质配方中的缓释肥料，开拓了城市垃圾处置新方法，变废为宝，节能环保；
(3)本发明的中间物质蓄水陶土具有多孔结构，粉碎后利于植物根系的生长发育和微生物共生；
(4)本发明的中间物质蓄水陶土利用毛细作用，将其与干化污泥结合制成的基质保水功能优越；
(5)本发明的中间物质蓄水陶土质轻，有效减少制成的新型矿山修复生态毯基质单位面积的重量，可节省运输费用，同时有利于加快施工铺设速度，提高施工效率；
(6)本发明制成的新型矿山修复生态毯基质能够蓄水同时净化雨水，改善土壤孔隙，为植物草籽初期生长发芽并适应环境创造良好的水源条件，提高矿山修复生态毯草本植物成活率，尤其适用于保水储水条件差的矿山及岩石边坡。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：
本发明提供了一种新型矿山修复生态毯基质的制造方法，具体包括以下步骤：
(1)取天然土壤，将其与SiO2:Al4[Si4O10][OH]8调配剂按质量百分比10-35：65-90组成混合配料1；
(2)将混合配料1与发泡剂按质量比47.5-49.25：0.25-2.5置于球磨机中加工至<200目制成混合配料2；所述发泡剂为碳酸氢钠和过氧乙酸的混合物；
(3)将水与聚乙烯醇按质量比49-49.5：0.521配置成保气剂水溶液；
(4)将等质量的混合配料2和保气剂水溶液拌合成浆状；
(5)将步骤(4)拌合成浆状的混合配料陈化1-12小时；
(6)将陈化后的混合配料于30-150℃升温发泡并烘干形成发泡原料；
(7)将上述发泡原料置于窑中，以800-1200℃烧制成多孔蓄水陶土，烧成时间为15-30分钟；
(8)将多孔蓄水陶土粉碎为粒径≤5mm的颗粒，并与干化污泥按体积比1.5-2.8：7.2-8.5进行混合并调拌均匀，在其中添加草籽，制成新型矿山修复生态毯基质；所述干化污泥为处理成PH值范围为7.5-9，含水率范围为45-50％，碳氮比范围为15-20：1，有机质含量范围为10％-30％的城市生活污水处理厂干化污泥。所述干化污泥中重金属含量满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中表6在酸性土壤上限制指标。
实施例2：
本发明提供了一种新型矿山修复生态毯基质的制造方法，具体包括以下步骤：
(1)取天然土壤，将其与SiO2:Al4[Si4O10][OH]8调配剂按质量百分比10-35：65-90组成混合配料1；
(2)将混合配料1与发泡剂按质量比47.5-49.25：0.25-2.5置于球磨机中加工至<200目制成混合配料2；所述发泡剂为碳酸氢铵和双氧水的混合物；
(3)将水与聚乙烯醇按质量比49-49.5：0.521配置成保气剂水溶液；
(4)将等质量的混合配料2和保气剂水溶液拌合成浆状；
(5)将步骤(4)拌合成浆状的混合配料陈化1-12小时；
(6)将陈化后的混合配料于30-150℃升温发泡并烘干形成发泡原料；
(7)将上述发泡原料置于窑中，以800-1200℃烧制成多孔蓄水陶土，烧成时间为15-30分钟；
(8)将多孔蓄水陶土粉碎为粒径≤5mm的颗粒，并与干化污泥按体积比1.5-2.8：7.2-8.5进行混合并调拌均匀，在其中添加草籽，制成新型矿山修复生态毯基质；所述干化污泥为处理成PH值范围为7.5-9，含水率范围为45-50％，碳氮比范围为15-20：1，有机质含量范围为10％-30％的城市生活污水处理厂干化污泥。所述干化污泥中重金属含量满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中表6在酸性土壤上限制指标。
实施例3：
本发明提供了一种新型矿山修复生态毯基质的制造方法，具体包括以下步骤：
(1)取天然土壤，将其与SiO2:Al4[Si4O10][OH]8调配剂按质量百分比10-35：65-90组成混合配料1；
(2)将混合配料1与有机发泡剂按质量比47.5-49.25：0.25-2.5置于球磨机中加工至<200目制成混合配料2；
(3)将水与保气剂按质量比49-49.5：0.521配置成保气剂水溶液；所述保气剂为聚乙烯醇和明矾的混合物，二者质量比任意；
(4)将等质量的混合配料2和保气剂水溶液拌合成浆状；
(5)将步骤(4)拌合成浆状的混合配料陈化1-12小时；
(6)将陈化后的混合配料于30-150℃升温发泡并烘干形成发泡原料；
(7)将上述发泡原料置于窑中，以800-1200℃烧制成多孔蓄水陶土，烧成时间为15-30分钟；
(8)将多孔蓄水陶土粉碎为粒径≤5mm的颗粒，并与干化污泥按体积比1.5-2.8：7.2-8.5进行混合并调拌均匀，在其中添加草籽，制成新型矿山修复生态毯基质；所述干化污泥为处理成PH值范围为7.5-9，含水率范围为45-50％，碳氮比范围为15-20：1，有机质含量范围为10％-30％的城市生活污水处理厂干化污泥。所述干化污泥中重金属含量满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中表6在酸性土壤上限制指标。
实施例4：
本发明提供了一种新型矿山修复生态毯基质的制造方法，具体包括以下步骤：
(1)取天然土壤，将其与SiO2:Al4[Si4O10][OH]8调配剂按质量百分比10-35：65-90组成混合配料1；
(2)将混合配料1与发泡剂按质量比47.5-49.25：0.25-2.5置于球磨机中加工至<200目制成混合配料2；所述发泡剂为碳酸钙和碳酸氢铵的混合物；
(3)将水与保气剂按质量比49-49.5：0.521配置成保气剂水溶液；所述保气剂为聚乙烯醇和明矾的混合物，二者质量比任意；
(4)将等质量的混合配料2和保气剂水溶液拌合成浆状；
(5)将步骤(4)拌合成浆状的混合配料陈化1-12小时；
(6)将陈化后的混合配料于30-150℃升温发泡并烘干形成发泡原料；
(7)将上述发泡原料置于窑中，以800-1200℃烧制成多孔蓄水陶土，烧成时间为15-30分钟；
(8)将多孔蓄水陶土粉碎为粒径≤5mm的颗粒，并与干化污泥按体积比1.5-2.8：7.2-8.5进行混合并调拌均匀，在其中添加草籽，制成新型矿山修复生态毯基质；所述干化污泥为处理成PH值范围为7.5-9，含水率范围为45-50％，碳氮比范围为15-20：1，有机质含量范围为10％-30％的城市生活污水处理厂干化污泥。所述干化污泥中重金属含量满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中表6在酸性土壤上限制指标。

Claims (5)

1.一种新型矿山修复生态毯基质的制造方法，其特征在于：将多孔蓄水陶土粉碎为粒径≤5mm的颗粒，并与干化污泥按体积比1.5-2.8：7.2-8.5进行混合并调拌均匀，在其中添加草籽，制成新型矿山修复生态毯基质；所述干化污泥为处理成PH值范围为7.5-9，含水率范围为45-50％，碳氮比范围为15-20：1，有机质含量范围为10％-30％的城市生活污水处理厂干化污泥。
2.根据权利要求1所述的新型矿山修复生态毯基质的制造方法，其特征在于：所述多孔蓄水陶土通过以下步骤制备：
(1)取天然土壤，将其与硅铝比调配剂按质量百分比10-35：65-90组成混合配料1；
(2)将混合配料1与发泡剂按质量比47.5-49.25：0.25-2.5置于球磨机中加工至<200目制成混合配料2；
(3)将水与保气剂按质量比49-49.5：0.521配置成保气剂水溶液；
(4)将等质量的混合配料2和保气剂水溶液拌合成浆状；
(5)将步骤(4)拌合成浆状的混合配料陈化1-12小时；
(6)将陈化后的混合配料于30-150℃升温发泡并烘干形成发泡原料；
(7)将上述发泡原料置于窑中，以800-1200℃烧制成多孔蓄水陶土，烧成时间为15-30分钟。
3.根据权利要求2所述新型矿山修复生态毯基质的制造方法，其特征在于：步骤(1)所述的硅铝比调配剂为SiO2:Al4[Si4O10][OH]8。
4.根据权利要求2所述新型矿山修复生态毯基质的制造方法，其特征在于：步骤(2)所述发泡剂为碳酸氢钠、碳酸氢铵、双氧水、碳酸钙、过氧乙酸、有机发泡剂中的任意一种或任意2种以上的混合。
5.根据权利要求2所述新型矿山修复生态毯基质的制造方法，其特征在于：步骤(3)所述保气剂为聚乙烯醇、明矾中的一种或2种的混合。
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