一种煤矸石-海藻生态基质及其制备方法和应用与流程

本发明属于环保领域，尤其涉及一种煤矸石-海藻生态基质及其制备方法和应用。

背景技术：

1、矿山开发对矿区的生态系统造成了严重的破坏，如果不加以修复会加速环境荒漠化进程，同时也是对土地资源的一种严重浪费。随着绿色矿山建设以及生态修复的呼声越来越高，矿山生态绿化要求越来越高，通过植被恢复来遏制生态环境恶化，改善脆弱生态系统、防止水土流失和生态系统退化。目前矿山生态修复多采用客土覆盖喷播，其产生的修复效果虽较为显著，但此法属于“挖东墙补西墙”，存在客土来源难度大及运输、覆盖大量客土产生的过高成本和天然土壤保水、抗流失等性能不好的问题，还造成了开挖区域有限土壤资源和生态环境的破坏。

2、煤矸石是煤炭生产和加工过程中产生的固体废弃物，约占煤炭生产量的10％～20％，是我国排放量和累计堆存量最大的工业固体废弃物之一，全国煤矸石总累计量为70多亿吨。煤矸石堆存会造成严重的环境效应，比如污染效应(水、土、大气)、自燃效应、占地效应、爆炸效应、结构侵蚀效应、稳定效应等。与此同时，煤矸石又是一种可开发利用的资源，煤矸石资源在多领域中均有应用，但是消纳煤矸石的效率普遍不高，产生的效益有限。如利用煤矸石制作的矸石砖机械强度有限且有腐蚀性等缺陷；煤矸石的热值不高，用其作为燃料直接利用存在许多困难。煤矸石中含碳量约为20％～30％，其它主要成分是al2o3、sio2以及少量的mgo、na2o、fe2o3、cao、k2o、so3、p2o5和稀有元素等微量成分，含有相对较高的有机质成分和植物生长所需大量无机元素，具有作为人工土壤基质的潜力。以煤矸石作为生态基质主要原料来源，既可以解决固废堆存的问题，又可以解决由于挖掘、运输客土所产生的一系列问题的难题。

3、煤矸石容重高于一般土壤且毛管孔隙少，将其掺入土壤可以增强土壤透气性和疏松度，具有一定的营养成分，但是难以形成土壤团聚体且缺少微生物群落，其结构和保水性差，直接使用不利于植物生长。因此，应适当粉碎并添加合适的外源材料来改善煤矸石制备生态基质的理化性质。中国专利cn114890832a公开了将煤矸石粉碎物与园林废弃物按一定比例混合，加入复合肥料堆肥构成园林覆盖物的生态基质。中国专利cn113243279a公开了将不同粒径的煤矸石、粉煤灰、秸秆、污泥按一定比例组成复合改良基质，具有维持土壤含水量、提供作物养分的功能，改善了矿区优质土壤匮乏的局面。中国专利cn114642156a公开了土壤、蛭石、污泥、粉煤灰、煤矸石按一定比例组成可用于废弃露天采石场生态修复的复合基质。上述技术的基质均存在利用煤矸石做“客土”物料，并添加一些外源材料来改善煤矸石制备生态基质的理化性质，未能关注到培养基质对矿山边坡的粘附性以及对植物生长的影响。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种煤矸石-海藻生态基质及其制备方法和应用，本发明提供的种煤矸石-海藻生态基质富含对植物生长有益的活性成分和营养物质，并具有一定的粘聚性。

2、本发明提供了一种煤矸石-海藻生态基质，为生态基质浆料或生态基质固料；

3、所述生态基质浆料的成分包括：煤矸石粉、纤维材料、有机质、保水剂、海藻渣、微生物肥料、海藻胶、铝粉和水；

4、所述生态基质固料由所述生态基质浆料经过固化、干燥和粉碎后制成。

5、优选的，所述纤维材料为稻草、木屑、草纤维和谷壳中的一种或多种；所述纤维材料的长度为2～3mm。

6、优选的，所述有机质为污泥腐熟料、泥炭土、畜牧粪便腐熟料和秸杆熟料中的一种或多种。

7、优选的，所述保水剂为聚合物类保水剂和/或膨胀蛭石粉。

8、优选的，所述微生物肥料中含有枯草芽孢杆菌、解磷解钾菌和菌根中的一种或多种。

9、优选的，所述海藻胶为海带胶、海藻酸钠、海藻精、琼胶和卡拉胶的一种或多种。

10、优选的，以所述煤矸石粉、纤维材料、有机质、保水剂、海藻渣、微生物肥料、海藻胶和铝粉的合计量为100质量份计，所述煤矸石粉为50～70质量份，所述纤维材料为3～15质量份，所述有机质为5～20质量份，所述保水剂为0.1～0.3质量份，所述海藻渣为5～20质量份，所述微生物肥料为0.1～0.3质量份，所述海藻胶为0.5～3质量份，所述铝粉为0.05～0.2质量份。

11、本发明提供了一种煤矸石-海藻生态基质的制备方法，包括以下步骤：

12、将煤矸石粉、纤维材料、有机质、保水剂、海藻渣、微生物肥料、海藻胶、铝粉和水进行混合，得到浆料态的煤矸石-海藻生态基质。

13、优选的，所述制备方法还包括：将所述浆料态的煤矸石-海藻生态基质进行固化，干燥，粉碎，得到固料态的煤矸石-海藻生态基质。

14、本发明还提供了上述技术方案所述的煤矸石-海藻生态基质或上述技术方案所述制备方法制得的煤矸石-海藻生态基质在矿山生态修复中的应用。

15、与现有技术相比，本发明提供了一种煤矸石-海藻生态基质及其制备方法和应用。本发明提供的煤矸石-海藻生态基质为生态基质浆料或生态基质固料；所述生态基质浆料的成分包括：煤矸石粉、纤维材料、有机质、保水剂、海藻渣、微生物肥料、海藻胶、铝粉和水；所述生态基质固料由所述生态基质浆料经过固化、干燥和粉碎后制成。本发明通过将煤矸石合理配伍其他外源材料，改进煤矸石的理化性质，并利用海藻渣和海藻胶对煤矸石基质进一步优化改良处理，形成了具有稳定的土壤孔隙结构、且富含对植物生长有益的活性成分和营养物质的基质；并且，本发明提供的基质具有一定粘聚性，解决了现有煤矸石类矿山“客土”对矿山边坡覆土粘聚性差的问题；此外，本发明提供的基质实现了煤矸石、海藻渣等固体废物的资源化利用，缓解了上述固体废物堆放处置所存在的生态隐患。

技术特征：

1.一种煤矸石-海藻生态基质，为生态基质浆料或生态基质固料；

2.根据权利要求1所述的煤矸石-海藻生态基质，其特征在于，所述纤维材料为稻草、木屑、草纤维和谷壳中的一种或多种；所述纤维材料的长度为2～3mm。

3.根据权利要求1所述的煤矸石-海藻生态基质，其特征在于，所述有机质为污泥腐熟料、泥炭土、畜牧粪便腐熟料和秸杆熟料中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的煤矸石-海藻生态基质，其特征在于，所述保水剂为聚合物类保水剂和/或膨胀蛭石粉。

5.根据权利要求1所述的煤矸石-海藻生态基质，其特征在于，所述微生物肥料中含有枯草芽孢杆菌、解磷解钾菌和菌根中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的煤矸石-海藻生态基质，其特征在于，所述海藻胶为海带胶、海藻酸钠、海藻精、琼胶和卡拉胶的一种或多种。

7.根据权利要求1所述的煤矸石-海藻生态基质，其特征在于，以所述煤矸石粉、纤维材料、有机质、保水剂、海藻渣、微生物肥料、海藻胶和铝粉的合计量为100质量份计，所述煤矸石粉为50～70质量份，所述纤维材料为3～15质量份，所述有机质为5～20质量份，所述保水剂为0.1～0.3质量份，所述海藻渣为5～20质量份，所述微生物肥料为0.1～0.3质量份，所述海藻胶为0.5～3质量份，所述铝粉为0.05～0.2质量份。

8.一种煤矸石-海藻生态基质的制备方法，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，还包括：

10.权利要求1～7任一项所述的煤矸石-海藻生态基质或权利要求8～9任一项所述制备方法制得的煤矸石-海藻生态基质在矿山生态修复中的应用。

技术总结
本发明属于环保领域，尤其涉及一种煤矸石‑海藻生态基质及其制备方法和应用。本发明提供的煤矸石‑海藻生态基质为生态基质浆料或生态基质固料；所述生态基质浆料的成分包括：煤矸石粉、纤维材料、有机质、保水剂、海藻渣、微生物肥料、海藻胶、铝粉和水；所述生态基质固料由生态基质浆料经固化、干燥和粉碎后制成。本发明通过将煤矸石合理配伍其他外源材料，改进煤矸石的理化性质，并利用海藻渣和海藻胶对煤矸石基质进一步优化改良处理，形成了具有稳定的土壤孔隙结构、且富含对植物生长有益的活性成分和营养物质的基质；并且，本发明提供的基质具有一定粘聚性，解决了现有煤矸石类矿山“客土”对矿山边坡，特别是高陡边坡，覆土粘聚性差的问题。

技术研发人员：郭丹花,蓝银初,李正,何苏祺,廖明萍
受保护的技术使用者：福建龙净环保股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13