專(zhuān)利名稱(chēng)：一種含有毒重金屬的尾礦渣場(chǎng)復(fù)墾還田安全經(jīng)濟(jì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于尾礦庫(kù)復(fù)墾還田領(lǐng)域，尤其涉及一種含有毒重金屬的尾礦渣場(chǎng)復(fù)墾還田安全且經(jīng)濟(jì)的方法。
背景技術(shù)：
深埋于地下的金屬礦石，在經(jīng)過(guò)地下或露天開(kāi)采出來(lái)以后，通常情況下礦石必須經(jīng)過(guò)選礦活動(dòng)，將其中的有用金屬元素或其它非金屬元素做進(jìn)一步濃縮富集后用于礦石冶煉。但是在選礦富集有用元素(如金、汞、鉛、鋅、鉻、砷、銅、鋅、鎳等)后，選礦的廢棄物——尾礦，由于現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)技術(shù)原因，尾礦中必然存在一定含量的重金屬元素(如汞、鉛、鎘、鉻、砷、銅、鋅等)，在大風(fēng)吹揚(yáng)、降水淋浴的作用下，其中重金屬元素(通常尾礦中重金屬元素含量高于土壤、地下水幾十倍 上萬(wàn)倍)會(huì)導(dǎo)致地表水、地下水及農(nóng)田土壤中的重金屬含量明顯增高，嚴(yán)重時(shí)水土環(huán)境重金屬含量超過(guò)國(guó)家水土環(huán)境限值標(biāo)準(zhǔn)，直接或間接危害人群健康安全，國(guó)內(nèi)外由于重金屬污染形成的“癌癥村”的報(bào)道屢見(jiàn)不鮮。金屬礦山尾礦渣是礦區(qū)水土環(huán)境重金屬的重要污染源，因此尾礦庫(kù)閉庫(kù)后，需要在尾礦渣表面上覆土或其他覆蓋物，阻斷大風(fēng)吹揚(yáng)、降水淋溶對(duì)環(huán)境的污染。由于金屬尾礦渣中含有大量的重金屬元素，因此通常的做法是覆蓋土層，植樹(shù)種草。由于擔(dān)心復(fù)墾還田后農(nóng)作物中重金屬含量超標(biāo)的問(wèn)題，因此目前很少通在我國(guó)，金屬尾礦庫(kù)是礦區(qū)數(shù)量巨大的廢棄地，因此尾礦渣場(chǎng)復(fù)墾還田在隔絕環(huán)境污染源基本功能的基礎(chǔ)上，還能大量增加可耕地，緩解因城鎮(zhèn)化建設(shè)不斷減少的耕地?cái)?shù)量具有重要的社會(huì)效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。但是復(fù)墾還田首要的條件就是必須保障復(fù)墾還田后的農(nóng)田土壤重金屬含量符合國(guó)家農(nóng)田土壤重金屬含量限值標(biāo)準(zhǔn)、種植的農(nóng)作物中的重金屬含量必須低于國(guó)家食品衛(wèi)生限量標(biāo)準(zhǔn)。也就說(shuō)復(fù)墾后的土壤重金屬含量不能超過(guò)國(guó)家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，才能保障種植的農(nóng)作物中相應(yīng)的重金屬元素含量低于國(guó)家農(nóng)作物食用標(biāo)準(zhǔn)。而保證復(fù)墾后的農(nóng)田土壤重金屬低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法有兩種方法:一是尾礦渣表面覆蓋的凈土足夠厚，有人認(rèn)為種植小麥的農(nóng)田土壤厚度須大于1.2m，但是 這種方法需要大量的取土土源和工程費(fèi)用；二是采用一種方法，在尾礦渣與覆蓋凈土之間鋪設(shè)一個(gè)隔離層，避免尾礦渣中的重金屬含量通過(guò)毛細(xì)管作用上升而導(dǎo)致農(nóng)作物重金屬含量超標(biāo)的方法，從而減少覆蓋用土厚度，達(dá)到安全且經(jīng)濟(jì)的復(fù)墾方法。即含有重金屬的尾礦渣場(chǎng)復(fù)墾還田必須保障安全和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)條件，才能具有實(shí)用和推廣價(jià)值。而目前國(guó)內(nèi)外含有毒重金屬的尾礦渣場(chǎng)復(fù)墾后的土地僅僅用于植樹(shù)種草綠化環(huán)境，還沒(méi)有安全且經(jīng)濟(jì)的復(fù)墾還田的技術(shù)發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種含有毒重金屬的尾礦渣場(chǎng)復(fù)墾還田安全經(jīng)濟(jì)的方法，旨在解決含有毒重金屬的尾礦渣場(chǎng)復(fù)墾還田安全且經(jīng)濟(jì)的技術(shù)方法，即在保障農(nóng)作物食用安全的前提下，覆土厚度盡可能小，即安全經(jīng)濟(jì)的復(fù)墾還田技術(shù)方法。本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種含有毒重金屬的尾礦渣場(chǎng)復(fù)墾還田安全經(jīng)濟(jì)的方法，該方法包括以下步驟:含有毒重尾礦渣場(chǎng)推平、碾壓扎實(shí)，依據(jù)地勢(shì)坡度四周修建農(nóng)田排水溝；在推平碾實(shí)的尾礦渣場(chǎng)上，鋪設(shè)碾實(shí)的三合土作為隔離層。覆蓋凈土，碾實(shí)；再覆蓋凈土，碾實(shí)；采用旋耕機(jī)耕地深度20 25cm ; 覆蓋生土土壤熟 化及營(yíng)養(yǎng)化；種植旱地農(nóng)作物。進(jìn)一步、作為隔離層的三合土厚度為10cm，三合土成分為黃土、熟石灰及細(xì)沙，其體積比5: 3: 2，在鋪設(shè)過(guò)程中要曬水5-10%，均勻碾實(shí)。隔離層起到阻擋尾礦渣中高含量的重金屬元素通過(guò)毛細(xì)管作用上升進(jìn)入其上覆蓋的凈土中，同時(shí)起到減少覆土厚度的重要作用。進(jìn)一步、覆蓋碾實(shí)的凈土厚度為40cm，再覆蓋壓實(shí)的凈土厚度30cm，即兩層需要分層碾壓，前者繼續(xù)發(fā)揮阻斷重金屬作用，后者主要為耕作層部分土壤。外運(yùn)凈土總厚度為70cmo進(jìn)一步、采用旋耕機(jī)耕地深度為20_25cm。進(jìn)一步、覆蓋凈土土壤熟化及營(yíng)養(yǎng)化時(shí)間應(yīng)I年。進(jìn)一步、覆蓋生土土壤熟化及營(yíng)養(yǎng)化的方法為:種植豆科類(lèi)植物，氮肥、磷肥及有機(jī)肥混合使用，加速土壤熟化。年種植豆科類(lèi)兩季，在未成熟時(shí)旋耕入地，熟化土壤增加有機(jī)質(zhì)及氮，增加農(nóng)作物產(chǎn)量。進(jìn)一步、種植的農(nóng)作物旱地小麥、玉米。本發(fā)明具有以下優(yōu)勢(shì):(I)隔離層技術(shù):采用IOcm后的三合土材料及結(jié)構(gòu)，作為隔離材料，最大程度隔斷尾礦渣中的毒重金屬元素通過(guò)毛細(xì)管作用上升到覆蓋的耕作層(0-20cm) 土壤中，而導(dǎo)致農(nóng)作物食用部分(小麥、玉米籽粒)重金屬元素超準(zhǔn)而危及人群健康安全。隔離層的使用，減少了覆蓋凈土厚度50cm，減少?gòu)?fù)墾工程費(fèi)用30%。(2)安全且經(jīng)濟(jì)的復(fù)墾還田技術(shù):通過(guò)系統(tǒng)的復(fù)墾技術(shù)，尤其是三合土的隔離作用的發(fā)明，減少?gòu)?fù)墾工程代價(jià)30%，又能保證農(nóng)作物食用部分重金屬含量符合國(guó)家食用標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)土壤熟化及營(yíng)養(yǎng)化，保障復(fù)墾后農(nóng)田農(nóng)作物產(chǎn)量。本發(fā)明改變目前國(guó)內(nèi)金屬尾礦洛場(chǎng)僅用于覆墾(30_90cm)種草功能,但因重金屬可能超標(biāo)仍不能用于畜牧用草安全的短板，土地復(fù)墾功效不高的缺陷。解決了含有毒重金屬的尾礦渣場(chǎng)(庫(kù))復(fù)墾還田農(nóng)作物種植的安全性問(wèn)題，通過(guò)隔離層的發(fā)明使用，有效地降低了復(fù)墾還田用土厚度及工程造價(jià)30%，提高了復(fù)墾還田技術(shù)的實(shí)用與推廣。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的含有毒重金屬的尾礦渣場(chǎng)復(fù)墾還田安全經(jīng)濟(jì)的方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。圖1示出了本發(fā)明提供的含有毒重金屬的尾礦渣場(chǎng)復(fù)墾還田安全經(jīng)濟(jì)的方法流程。為了便于說(shuō)明，僅僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分。本發(fā)明的一種含有毒重金屬的尾礦渣場(chǎng)復(fù)墾還田安全經(jīng)濟(jì)的方法，該方法包括以下步驟:尾礦渣場(chǎng)推平、碾壓扎實(shí)，依據(jù)地勢(shì)坡度四周修建排水溝；在推平碾實(shí)的尾礦渣場(chǎng)上，鋪設(shè)碾實(shí)的三合土作為隔離層；覆蓋凈土，碾實(shí)；再覆蓋凈土 ，壓實(shí)；采用旋耕機(jī)耕地；覆蓋凈土土壤熟化及營(yíng)養(yǎng)化；種植農(nóng)作物。作為本發(fā)明實(shí)施例的一優(yōu)化方案，三合土隔離層厚度為10cm。作為本發(fā)明實(shí)施例的一優(yōu)化方案，覆蓋碾實(shí)的凈土厚度為40cm，再覆蓋壓實(shí)的凈土為30cm，需兩次碾壓，即覆蓋凈土厚度為70cm。作為本發(fā)明實(shí)施例的一優(yōu)化方案，米用旋耕機(jī)耕地深度為20_25cm。作為本發(fā)明實(shí)施例的一優(yōu)化方案，覆蓋凈土土壤熟化及營(yíng)養(yǎng)化時(shí)間為I年。作為本發(fā)明實(shí)施例的一優(yōu)化方案，覆蓋凈土土壤熟化及營(yíng)養(yǎng)化的方法為:種植豆科類(lèi)植物，氮肥、磷肥及有機(jī)肥混合使用。作為本發(fā)明實(shí)施例的一優(yōu)化方案，種植的農(nóng)作物為小麥、玉米。下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的應(yīng)用方法作進(jìn)一步描述。一種含有毒重金屬的尾礦渣場(chǎng)復(fù)墾還田安全經(jīng)濟(jì)的方法，該方法包括以下步驟:SlOl:尾礦渣場(chǎng)推平、碾壓實(shí)，依據(jù)地勢(shì)坡度四周修建排水溝；S102:在推平碾實(shí)的尾礦渣場(chǎng)上，鋪設(shè)碾實(shí)的三合土作為隔離層；S103:覆蓋碾實(shí)的凈土 ；S104:再覆蓋壓實(shí)的凈土 ；S105:采用旋耕機(jī)耕地；S106:覆蓋凈土土壤熟化及營(yíng)養(yǎng)化；S107:種植農(nóng)作物。本發(fā)明實(shí)施例提供的含有毒重金屬的尾礦渣場(chǎng)復(fù)墾還田安全經(jīng)濟(jì)的方法具體實(shí)施方法如下:(I)尾礦渣場(chǎng)推平、碾壓扎實(shí)，依據(jù)地勢(shì)坡度四周修建排水溝。(2)在推平碾實(shí)的尾礦渣場(chǎng)上，鋪設(shè)隔離層三合土的碾實(shí)厚度10cm。三合土成分為黃土、熟石灰及細(xì)沙，其體積比5: 3: 2，在鋪設(shè)過(guò)程中要曬水5-10%，均勻碾實(shí)。(3)覆蓋凈土，碾實(shí)厚度為40cm ；(4)在覆蓋凈土，碾實(shí)厚度30cm，與(3)形成兩層；(5)采用旋耕機(jī)耕地深度20-25cm ；
(6)覆蓋凈土的土壤熟化及營(yíng)養(yǎng)化，采用豆科類(lèi)植物，氮肥、磷肥及有機(jī)肥混合使用I年。年種植豆科類(lèi)兩季，在未成熟時(shí)旋耕入地，熟化土壤增加有機(jī)質(zhì)及氮，增加農(nóng)作物產(chǎn)量。(7)種植小麥、玉米等旱地主要農(nóng)作物。2008 2010年，在陜西潼關(guān)金礦區(qū)開(kāi)展了 3年的野外持續(xù)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，選擇900m2的含有汞、鉛、鎘、銅、鋅等重金屬元素的尾礦渣場(chǎng)作為復(fù)墾試驗(yàn)田，進(jìn)一步將其劃分為覆土厚度(30cm、50cm.70cm、90cm)不同的4小塊試驗(yàn)田，開(kāi)展主要農(nóng)作物(小麥與玉米、葉蔬菜、塊根類(lèi)(土豆、蘿卜、紅薯)和果實(shí)類(lèi)(西紅柿、茄子、辣子等))種植試驗(yàn)，采集了 360組對(duì)比試驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析農(nóng)作物食用部分重金屬含量，試驗(yàn)結(jié)果確定了復(fù)墾還田技術(shù)方法。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，僅包含潼關(guān)在內(nèi)的小秦嶺金礦區(qū)就有約15000畝金礦選礦堆排的尾礦渣場(chǎng)場(chǎng)，依據(jù)地形地貌及周邊區(qū)位條件，可復(fù)墾還田的尾礦渣場(chǎng)12000畝，按每年每畝750kg (小麥+玉米)糧食產(chǎn)量計(jì)，每年可新增糧食900萬(wàn)kg,按1.8元/kg計(jì)，每年產(chǎn)值1620萬(wàn)元。通過(guò)技術(shù)發(fā)明，覆蓋土層可減少50cm，每畝可減少用土 333.3m3,12000畝可減少用土量399.96萬(wàn)m3，取土費(fèi)、運(yùn)土費(fèi)、覆土費(fèi)等綜合工程代價(jià)按50元/m3計(jì)，可減少工程費(fèi)用1.9998億元。兩項(xiàng)合計(jì)2.16億元。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)僅北方地區(qū)有尾礦庫(kù)15000余座，每座占地平均按100畝計(jì)，若按其中50%可復(fù)墾還田，可安全復(fù)墾還田75萬(wàn)畝，依據(jù)此發(fā)明，可減少覆土工程量經(jīng)費(fèi)124.99億元，經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。復(fù)墾還田有效增加耕地面積，對(duì)于緩解因城鎮(zhèn)化建設(shè)不斷減少的耕地具有重要的社會(huì)效益和環(huán)境效益。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修 改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種含有毒重金屬的尾礦渣場(chǎng)復(fù)墾還田安全經(jīng)濟(jì)的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: 含有毒重尾礦渣場(chǎng)推平、碾壓扎實(shí)，依據(jù)地勢(shì)坡度四周修建農(nóng)田排水溝； 在推平碾實(shí)的尾礦渣場(chǎng)上，鋪設(shè)碾實(shí)的三合土。
覆蓋凈土，碾實(shí)； 再覆蓋凈土，碾實(shí)； 采用旋耕機(jī)耕地深度20 25cm ； 覆蓋生土土壤熟化及·營(yíng)養(yǎng)化； 種植旱地農(nóng)作物。
2.如權(quán)利要求1所述的含有毒重金屬的尾礦渣場(chǎng)復(fù)墾還田安全經(jīng)濟(jì)的方法，其特征在于，三合土隔離層的厚度為10cm，三合土成分比5: 3: 2，在鋪設(shè)過(guò)程中要曬水5-10%，均勻碾實(shí)；隔離層起到阻擋尾礦渣中高含量的重金屬元素通過(guò)毛細(xì)管作用上升進(jìn)入其上覆蓋的凈土中，同時(shí)起到減少覆土厚度的重要作用。
3.如權(quán)利要求1所述的含有毒重金屬的尾礦渣場(chǎng)復(fù)墾還田安全經(jīng)濟(jì)的方法，其特征在于，覆蓋碾實(shí)的凈土厚度為40cm，在覆蓋碾實(shí)的凈土 30cm，即兩層需要分層碾壓，前者繼續(xù)發(fā)揮阻斷重金屬作用，后者主要為耕作層部分。外運(yùn)凈土總厚度為70cm。
4.如權(quán)利要求1所述的含有毒重金屬的尾礦渣場(chǎng)復(fù)墾還田安全經(jīng)濟(jì)的方法，其特征在于，采用旋耕機(jī)耕地深度為20-25cm，即種植小麥、玉米的耕作層土壤。
5.如權(quán)利要求1所述的含有毒重金屬的尾礦渣場(chǎng)復(fù)墾還田安全經(jīng)濟(jì)的方法，其特征在于，覆蓋生土的土壤熟化及營(yíng)養(yǎng)化時(shí)間為I年。
6.如權(quán)利要求1所述的含有毒重金屬的尾礦渣場(chǎng)復(fù)墾還田安全經(jīng)濟(jì)的方法，其特征在于，覆蓋生土土壤熟化及營(yíng)養(yǎng)化的方法為:種植豆科類(lèi)植物，同時(shí)使用氮肥、磷肥及有機(jī)肥混合使用，加速土壤熟化。年種植豆科類(lèi)兩季，在未成熟時(shí)旋耕入地，熟化土壤增加有機(jī)質(zhì)及氮，增加農(nóng)作物產(chǎn)量。
7.如權(quán)利要求1所述的含有毒重金屬的尾礦渣場(chǎng)復(fù)墾還田安全經(jīng)濟(jì)的方法，其特征在于，種植的旱地農(nóng)作物為小麥、玉米。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種含有毒重金屬的尾礦渣場(chǎng)復(fù)墾還田安全經(jīng)濟(jì)的方法，該方法包括以下步驟尾礦渣場(chǎng)推平、碾壓扎實(shí)，依據(jù)地勢(shì)坡度四周修建排水溝；在推平碾實(shí)的尾礦渣場(chǎng)上，鋪設(shè)碾實(shí)的三合土作為隔離層，阻斷下覆尾礦渣中的重金屬元素進(jìn)入其上覆蓋土中重金屬含量；覆蓋符合國(guó)家農(nóng)田土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的客土(凈土)碾實(shí)的厚度40cm；再覆蓋壓實(shí)的凈土30cm；采用旋耕機(jī)旋耕深度20-25cm作為耕作層土壤；覆蓋凈土土壤熟化及營(yíng)養(yǎng)化過(guò)程；種植旱地小麥玉米等農(nóng)作物。本發(fā)明通過(guò)隔離層發(fā)明實(shí)用，降低了覆土厚度而減少了復(fù)墾還田成本，有效增加耕地面積，極大地提高了復(fù)墾還田技術(shù)的實(shí)用性和推廣性，具有重要的社會(huì)效益、環(huán)境效益和環(huán)境效益。
文檔編號(hào)A01G1/00GK103210715SQ20131015114
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2013年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月27日
發(fā)明者徐友寧, 張江華, 喬岡, 柯海玲, 陳華清, 劉瑞平, 何芳 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心