[发明专利]矿山固体废弃物种植混合土及其配制方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿山地质环境保护与恢复治理、矿山土地复垦与生态修复等领域，具体涉及矿山固体废弃物的综合利用与处置、矿山固体废弃物种植混合土配制及其应用。

背景技术

矿山固体废弃物是指矿山开采和选矿过程中所产生的固体废弃物，包括采矿剥离产生的废渣(石)和山皮土、选矿产生的碎石和尾矿等。目前，矿山固体废弃物的资源化利用与处置方式主要有回收有用成分、生产建筑材料、回填采空区、覆土造田等。通过这些方式，尽管能够消耗部分矿山固体废弃物，但其综合利用率仍然较低，除煤矸石的综合利用率接近70％外，其它大宗矿山固体废弃物的综合利用率很低，尾矿的综合利用率不到20％，废石的综合利用率几乎为零。因此矿山固体废弃物大量积存，相关资料显示：截止到2012年底全国矿山固体废弃物累积堆存量达508.68×10⁸t。大量的矿山固体废弃物堆放在山坡或山谷中，不仅占用和破坏大量土地，影响矿山生态，污染水土和大气环境，而且易造成滑坡、泥石流等地质灾害，威胁人的生命和财产安全。

除综合利用率不高外，矿山固体废弃物处置与利用还存在以下不足或问题：

1.可用于建筑材料生产，包括生产水泥、建筑制品、铸石、微晶玻璃、矿棉，以及加工碎石和轻骨料等的矿山固体废弃物较少，且生产建筑材料的品种有限，不能大量消耗和处置矿山固体废弃物。

2.可用于回收有用成分或能量的矿山固体废弃物的种类很少，目前主要集中在尾矿有用成分回收及煤矸石能量回收两个领域，其他矿山废石有用成分的回收利用则相对较少。另外，由于尾矿回收有用成分和煤矸石能量回收之后，仍然有大量的剩余物质不能利用。因此，回收有用成分或能量也不能大量消耗矿山固体废弃物。

3.覆土造田的传统作法是在采矿(石)场、固体废弃物堆(以下简称渣堆)顶或坡面上覆一定厚度的土(一般指细粒土)层。这种做法存在两点不足：一是覆土造田需要大量的好土(细粒土)，而矿山一般缺少细粒土原，因此，覆土造田所需要的土大部分要外运，覆土造田成本一般较高；另一个是覆土造田形成的土地，特别渣坡土地，易发生水土流失现象。

从论理上讲，如果将矿山固体废弃物与细粒土按一定比例混合配成人工种植混合土，不仅可以处置大量矿山固体废弃物，节省用土(细粒土)，而且抗水土流失能力较强，不易产生水土流失现象，更有利于矿山生态修复与重建。

发明内容

鉴于上述现状及分析，本发明旨在提供一种矿山固体废弃物种植混合土及其配制方法，目的有三个：一是利用矿山固体废弃物和细粒土配制可用于矿山土地复垦和生态修复的人工种植混合土；二是产生配制这种能够给植物生长提供营养的人工种植混合土的配制方法；三是产生人工种植混合土造地和生态修复与重建技术。用以解决矿山固体废弃物回收利用问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：一种矿山固体废弃物种植混合土配制方法，过程如下：

1)首先选取待要配制的矿山固体废弃物，以及细粒土作为配料；

取配料土样烘干，分别分析各配料的理化性质，包括粒度组成、重度、含水量等物理性质指标，及N、P、K、有机物质、重金属元素等化学指标；

2)以粒度组成的质量百分比为指标对混合料进行配比计算，在公式1的指导下进行：

(公式1)

式中：X_i—混合料的第i级粒度组成质量百分含量；

A_i—混合料中配料A的第i级粒度组成质量百分含量；

B_ij—混合料中配料B中的第j种配料的第i级粒度组成质量百分含量，定义混合料中除配料A以外的所有配料统称为配料B；

ΔB_ij—配料B中的第j种配料的质量配合百分比，为人为给定值；

m—配料B的种类数；

3)根据计算所得混合料的各粒度组成，按照现行规范给混合料定名，符合定名要求的留下来；

4)将符合定名要求的各种计算结果，统计每种配料的不同质量配合比下的混合料各级粒度组成的质量百分含量，并据此计算结果，初步选择粗粒混合细粒土对应的混合料配比6～10组，确定各组混合料的配合比；

5)混合料实配

在取得了6～10组代表性混合料初步配合比后，按混合料计算配比实配混合料，在实配中，进行含水量修正，即用ΔB_j0代替公式1中的ΔB_ij，

(公式4)