[0001]
本发明属于环保领域中的矿山资源化修复，尤其是涉及一种修复离子型稀土堆浸矿场的系统方法。
背景技术：
[0002]
离子型稀土矿前期采用开挖山体，即“搬山运动”进行堆浸的生产工艺，将矿山表土剥离并开挖矿体，矿土挖好后搬运到异地进行筑堆，矿堆浸矿后依然残留大量硫酸铵，被雨水淋滤出来后非常容易渗入矿区周围的土壤及水源，同时形成大量稀土尾水。露天剥离开采形成的尾砂堆积如山，由于稀土堆浸矿场土壤中的有机质低，氨氮和重金属含量高、ph值偏低，地表只有少量根系很浅的草本植物。现有修复技术多采用客土或覆土方法，种植草本植物，成本较高，只能起到简单复绿的效果。香根草作为一种具有经济效益的草本植物，在重金属污染土壤修复(cn201410348986.1)和矿渣场综合治理(cn201510256719.6)中有应用报道，但还没有用于离子型稀土堆浸矿场的资源化修复。本发明采用香根草作为离子型稀土堆浸矿场的修复植物，使用有机污泥作为有机质添加剂，通过规模化种植试验形成系统资源化修复方法，不但能够实现矿场复绿，可以回收土壤中的贵重金属、去除氮磷，香根草根茎叶资源化，废弃物堆制有机肥回用于香根草种植，同时能实现生态效益、社会效益和经济效益，符合一二三产融合发展的目的。
技术实现要素：
[0003]
本发明目的是提供一种修复离子型稀土堆浸矿场的系统方法。本发明采用边修复边收益的模式，通过种植香根草资源化修复离子型稀土堆浸矿场，香根草在生长过程中充分利用土壤中的氮磷资源，减少稀土尾水中的氨氮；香根草根茎叶吸收土壤中的贵重金属，作为燃料焚烧后回收贵重金属；香根草根系发达，减少水土流失，达到复绿的生态效益；修复达标后种植的香根草可形成循环产业，最终实现系统化修复治理，同时实现生态效益、社会效益和经济效益协同发展。
[0004]
一种修复离子型稀土堆浸矿场的系统方法，包括如下步骤：
[0005]
(1)施肥翻土：将有机污泥均匀撒于离子型稀土堆浸矿场，再翻耕80cm～100cm的深度；
[0006]
(2)分苗种植：选用一年生、根系长度大于3米的香根草苗进行种植，种植时的簇间距30cm～50cm，行间距30cm～60cm，每簇5～10株；
[0007]
(3)维护管理：种植香根草后的三个月，隔天浇水一次；
[0008]
(4)收取处理：香根草种植1～3年，收取香根草，并取香根草茎叶检测重金属含量；符合要求的香根草，其茎叶用于养牛，其根用于提取精油；
[0009]
(5)循环种植：对于步骤4中不符合要求的香根草，则整簇用做燃料，产生的灰分回收提取贵重金属，然后在已种植过香根草的离子型稀土堆浸矿场上，采用新的香根草苗进行循环种植，种植方法重复步骤1～4，直至香根草重金属含量符合要求为止；
[0010]
(6)土壤检测：对种植完香根草修复后的离子型稀土堆浸矿场的土壤，检测氮磷含量和ph值。
[0011]
优选地，步骤1中有机污泥的含水率为40％～65％，每亩施用量为300kg～600kg。
[0012]
优选地，步骤1中述离子型稀土堆浸矿场土壤的氮磷元素含量为：氨氮200～300mg/kg、总氮300～500mg/kg、总磷70～95mg/kg。
[0013]
优选地，步骤1中离子型稀土堆浸矿场土壤的贵重金属含量为：锰340～450mg/kg、钯0.1～10mg/kg、钇40～90mg/kg、镧35～60mg/kg、钕15～30mg/kg、铈10～40mg/kg、镝5～15mg/kg、钆3～8mg/kg、镨5～9mg/kg。
[0014]
优选地，步骤1中离子型稀土堆浸矿场土壤的ph值为3.5～4.5。
[0015]
优选地，步骤2中香根草种植前把苗修剪到根系长度20cm～30cm，茎叶长度20cm～40cm。
[0016]
优选地，步骤4中香根草根提取精油后的残渣，与牛粪好氧堆制发酵后得到的有机肥用于香根草种植。
[0017]
优选地，步骤4中符合要求的香根草，重金属含量应符合养牛和提取精油的规定。
[0018]
优选地，步骤6中，所述修复后的离子型稀土堆浸矿场的土壤的氮磷元素含量为：氨氮90～220mg/kg、总氮250～1400mg/kg、总磷25～150mg/kg。
[0019]
优选地，步骤6中，所述修复后的离子型稀土堆浸矿场的土壤的ph值为4.6～5.3。
[0020]
有益效果：
[0021]
(1)本发明提供的一种修复离子型稀土堆浸矿场的系统方法，使用有机污泥作为有机质添加剂解决了部分污水处理厂有机污泥的处置，通过种植香根草资源化修复离子型稀土堆浸矿场，香根草在生长过程中充分利用土壤中的氮磷资源，减少稀土尾水中的氨氮；香根草根茎叶吸收土壤中的贵重金属，作为燃料焚烧后回收贵重金属；香根草根系发达，减少水土流失，达到复绿的生态效益。
[0022]
(2)本发明较传统的只注重单一修复的环境修复模式，首次采用边修复边收益、种养结合的模式，实现了贵重金属回收、养牛销售、香根草精油销售三个方面的经济效益，同时系统化治理形成了循环产业，同时实现生态效益、社会效益和经济效益协同发展。
附图说明
[0023]
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
[0024]
下面结合实施例对本发明做进一步的描述，有必要在此指出的是以下实施例只是用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员根据上述发明内容所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
[0025]
实施例1
[0026]
一种离子型稀土堆浸矿场，其原始土壤中包含的成分如下：
[0027]
氮磷元素：氨氮151mg/kg、总氮416mg/kg、总磷145mg/kg；
[0028]
贵重金属：锰375.1mg/kg、钯3.48mg/kg、钇89.9mg/kg、镧55.6mg/kg、钕27.9mg/kg、铈25.8mg/kg、镝7.4mg/kg、钆5.4mg/kg、镨6.1mg/kg；
[0029]
土壤ph值：4.01。
[0030]
一种修复离子型稀土堆浸矿场的系统方法，具体步骤如下：
[0031]
s1、施肥翻土：将生活污水处理厂压滤至水分含量60％的有机污泥，均匀撒于堆浸矿场，每亩施用量600公斤，翻耕深度100cm；
[0032]
s2、分苗种植：采用生长一年、根系长度大于3米的香根草，苗的根系长度25cm、茎叶长度30cm，种植簇间距40cm、行间距50cm、每簇8株；
[0033]
s3、维护管理：离子型稀土堆浸矿场土壤为砂土，保水性很差，香根草种植后前三个月隔一天浇灌一次；
[0034]
s4、收取处理：香根草种植1年，收取香根草，并取香根草茎叶检测重金属含量，重金属含量结果超标；
[0035]
s5、循环种植：步骤4中不符合要求的香根草，则整簇用做燃料，产生的灰分回收提取贵重金属，然后在已种植过香根草的离子型稀土堆浸矿场上，有机污泥添加量为上一年的一半，采用新的香根草苗进行循环种植，种植方法重复步骤1～4，种植3年后香根草重金属含量符合要求；
[0036]
s6、土壤检测：对种植完香根草修复后的离子型稀土堆浸矿场的土壤，检测氮磷含量和ph值；
[0037]
s7、废弃物资源化：香根草根部提取精油后的残渣和牛粪，好氧堆制发酵后得到的有机肥用于香根草的种植。
[0038]
采用实施例1的方法，得到的结果如下：
[0039]
(1)每年共计可收取香根草干草6吨，养3头牛，收香根草干根100公斤；每年共计回收灰分610kg，含锰826g、钯196g、钇245g、镧226g、钕150g、铈116g、镝49g、钆46g、镨45g。
[0040]
(2)对未进行修复的香根草和用于修复后的香根草及其燃烧的灰分，检测贵重金属的含量，结果见下表1。
[0041]
表1香根草中贵重金属含量单位：mg/kg
[0042][0043][0044]
(3)由于种植3年后，检测香根草重金属含量符合养牛和提取精油的规定要求，届时修复后的离子型稀土堆浸矿场土壤中的贵重金属已被吸收完全，因此只对修复后的土壤
中的氮磷和ph值进行检测，结果见下表2和表3。
[0045]
表2土壤中氮磷元素含量单位：mg/kg
[0046]
元素氨氮总氮总磷修复前土壤211.80441.5090.00修复后土壤25.23140.3350.40
[0047]
表3土壤的ph值
[0048]
元素ph值修复前土壤4.01修复后土壤4.85
[0049]
结果分析：
[0050]
由上表1可知，采用香根草修复离子型稀土堆浸矿场一年后，香根草中的贵重金属含量均出现了明显的富集，而且香根草燃烧成灰分后，贵重金属含量提高了2～4倍，从而更有利于贵重金属的回收；由上表2和3可知，采用香根草修复三年后的离子型稀土堆浸矿场修复的土壤，土壤中的氨氮、总氮、总磷都有大幅度的降低，ph值也明显提高；另外矿场的水土流失也明显减少。结果表明，香根草对离子型稀土堆浸矿场氮磷元素和贵重金属吸收明显，对酸性土壤也有所改善，因此，采用本发明对离子型稀土堆浸矿场修复效果显著，值得对离子型稀土堆浸矿场环境改善的大幅推广。
技术特征：
1.一种修复离子型稀土堆浸矿场的系统方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)施肥翻土：将有机污泥均匀撒于离子型稀土堆浸矿场，再翻耕80cm～100cm的深度；(2)分苗种植：选用一年生、根系长度大于3米的香根草苗进行种植，种植时的簇间距30cm～50cm，行间距30cm～60cm，每簇5～10株；(3)维护管理：种植香根草后的三个月，隔天浇水一次；(4)收取处理：香根草种植1～3年，收取香根草，并取香根草茎叶检测重金属含量；符合要求的香根草，其茎叶用于养牛，其根用于提取精油；(5)循环种植：对于步骤4中不符合要求的香根草，则整簇用做燃料，产生的灰分回收提取贵重金属，然后在已种植过香根草的离子型稀土堆浸矿场上，采用新的香根草苗进行循环种植，种植方法重复步骤1～4，直至香根草重金属含量符合要求为止；(6)土壤检测：对种植完香根草修复后的离子型稀土堆浸矿场的土壤，检测氮磷含量和ph值。2.根据权利要求1所述的一种修复离子型稀土堆浸矿场的系统方法，其特征在于，所述步骤1中，所述有机污泥的含水率为40％～65％，每亩施用量为300kg～600kg。3.根据权利要求1所述的一种修复离子型稀土堆浸矿场的系统方法，其特征在于，所述步骤1中，所述离子型稀土堆浸矿场土壤的氮磷元素含量为：氨氮200～300mg/kg、总氮300～500mg/kg、总磷70～95mg/kg。4.根据权利要求1所述的一种修复离子型稀土堆浸矿场的系统方法，其特征在于，所述步骤1中，所述离子型稀土堆浸矿场土壤的贵重金属含量为：锰340～450mg/kg、钯0.1～10mg/kg、钇40～90mg/kg、镧35～60mg/kg、钕15～30mg/kg、铈10～40mg/kg、镝5～15mg/kg、钆3～8mg/kg、镨5～9mg/kg。5.根据权利要求1所述的一种修复离子型稀土堆浸矿场的系统方法，其特征在于，所述步骤1中，所述离子型稀土堆浸矿场土壤的ph值为3.5～4.5。6.根据权利要求1所述的一种修复离子型稀土堆浸矿场的系统方法，其特征在于，所述步骤2中，所述香根草种植前把苗修剪到根系长度20cm～30cm，茎叶长度20cm～40cm。7.根据权利要求1所述的一种修复离子型稀土堆浸矿场的系统方法，其特征在于：所述步骤4中，香根草根提取精油后的残渣，与牛粪好氧堆制发酵后得到的有机肥用于香根草种植。8.根据权利要求1所述的一种修复离子型稀土堆浸矿场的系统方法，其特征在于：所述步骤4中，所述符合要求的香根草，其重金属含量应符合养牛和提取精油的规定。9.根据权利要求1所述的一种修复离子型稀土堆浸矿场的系统方法，其特征在于，所述步骤6中，所述修复后的离子型稀土堆浸矿场的土壤的氮磷元素含量为：氨氮90～220mg/kg、总氮250～1400mg/kg、总磷25～150mg/kg。10.根据权利要求1所述的一种修复离子型稀土堆浸矿场的系统方法，其特征在于，所述步骤6中，所述修复后的离子型稀土堆浸矿场的土壤的ph值为4.6～5.3。
技术总结
本发明提供了一种修复离子型稀土堆浸矿场的系统方法。本发明方法采用边修复边收益的模式，通过种植香根草不但可以充分利用矿场土壤中的氮磷资源，减少水土流失和稀土尾水中的氨氮，达到复绿的效果，还能改善矿场的土壤性质，香根草吸收富集贵重金属，作为燃料焚烧后可以回收贵重金属，同时矿场修复后种植的香根草还能用于养殖和提取精油，废弃物堆制有机肥回用于香根草种植，实现了系统化修复治理，同时实现生态效益、社会效益和经济效益协同发展。展。展。
技术开发人、权利持有人：蔡震峰 李甜田 李平 康禄华 王皪莹 罗小冬 刘聪
