[发明专利]一种新型矿山修复生态毯基质的制造方法

说明书

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系统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；