工业领域绿色低碳技术应用案例9 赤泥堆场原位生态修复示范工程项目.docx

案例9赤泥堆场原位生态修复示范工程项目主要完成单位：中铝郑州有色金属研究院有限公司主要完成人员：康泽双、刘中凯、闫琨、田野、范泽坤、孙凤娟、胡秋云赤泥的产生是由于碱法生产氧化铝过程中，用碱(Na2CO3或NaOH)处理铝土矿，使矿石中的氧化铝与碱反应制成铝酸钠溶液，其矿石中的铁、钛等杂质和绝大部分的二氧化硅则成为不溶性的化合物进入固体残渣中，形成赤泥。我国是世界上最大的氧化铝生产国，所以赤泥也是有色金属冶炼行业产生量最大的废渣。图1赤泥堆积占地实拍图一、项目背景根据氧化铝生产工艺的不同，赤泥可分为拜耳法赤泥、烧结法赤泥、联合法赤泥。每生产1吨氧化铝将产生约1-2吨赤泥，分离后的赤泥经过多次反向洗涤后作为固体废物送往堆场。由于赤泥具有碱性强、易板结、综合利用难度大等问题，使得我国具有大量的赤泥资源未被有效利用。污染堆场环境，已经成为制约氧化铝行业可持续发展的瓶颈问题。!1-图2铝行业全产业链固危废产生过程-赤泥中铝郑州有色金属研究院有限公司开展的赤泥堆场原位生态修复示范工程项目，基于“赤泥翻耕-基质拌和-熟化稳定-植被种植”的工艺路线，采用价格低廉、来源广泛的工业和农业多源固废为主要原料，研发了赤泥土壤化复合改良修复剂，并引入耐性微生物菌株进行驱动修复，最终结合植物修复，从而达到堆存赤泥的盐碱调控、团聚体构建、养分调理等多重功效，促使赤泥的土壤性质得到综合改善，提高赤泥土壤的持水、保肥、透气性能，为植物、微生物的生长提供良好的生存环境，为堆场还林、还耕提供基础条件。项目实施后的赤泥土壤肥力高于旱地I级标准，种植的植被绿化覆盖率大于95%,并在赤泥堆场上构建了完整的生态群落，提高了生态系统的可持续性和稳定性。图3赤泥原位修复再利用流程图二、创新点及相关技术内容创新点1：研发新型复合赤泥土壤化改良剂项目针对赤泥碱性强、土壤结构差、营养成分低、土壤修复和生态恢复困难的问题，开发了新型复合赤泥土壤化改良剂，并通过化学改良、植物修复、微生物驱动修复的协同耦合作用,加速赤泥土壤化演变。源现土化改良耐Mia施生锄修，耐MMUa初修持金KliH遁就少改鼻鼻度F将M调控Nia构曜团M体陶匹因M体促迸植IB养分QR收I剌德生岫代图4赤泥土壤化演变过程制新点2：研究赤泥堆场生物群落重建技术项目针对赤泥堆场生物多样性差、土地易退化等问题，科学搭配优选的耐盐碱微生物及植物初步构建微生物及植被群落，通过各群落间协同效应，加速赤泥堆场的生态恢复进程，通过乡土作物、小型动物的定居、繁衍逐渐形成更加完整、稳定的生态群落。微生物群落植物群落生态群落构建图5生物群落构建过程创新点3：创新赤泥堆场修复后土地利用模式赤泥堆场常常伴随着重金属等有害物质的污染，使得土壤质量可能存在如土壤酸化、盐碱化、重金属超标等问题，或者导致地貌地势发生变化等其他生态环境问题，导致原有土地无法用于农业生产或其他用途。项目针对赤泥堆场修复后的土地利用问题，通过将修复后的赤泥土壤进行再次调理，并轮种牧草、经济作物（如冬小麦），实现赤泥堆场还耕再利用。赤泥土两网”及作悔那后的幅赤泥土建楞2植蛭济作府图6赤泥土地还耕种植流程三、经验总结与推广价值赤泥堆场原位生态修复示范工程项目技术可直接在堆场上进行土壤改良修复，无需覆客土,不会产生二次污染，且复合改良剂原料来源广泛，修复成本较客土修复技术低。技术主要针对拜耳法赤泥，但是适用于不同工艺的赤泥，只需在处置前对赤泥进行检测分析，重新调配复合改良修复剂，筛选植物，就可以满足所有种类赤泥的处置C项目的经济、环境与社会效益显著。此技术具有节约土壤资源，成熟稳定，适用性强。经过土壤化调控后的赤泥具备植被生长功能，项目实施当年先锋作物发芽率70%,作物平均株高大于50cm,平均根长大于20cm,绿化覆盖率95%；次年实现乡土作物自然繁衍和生长，在赤泥堆场上构建了可持续、稳定的植被群落。同时，赤泥堆场原位土壤化生态修复技术避免了赤泥堆存带来的安全及环境隐患，改善了尾矿库生态环境。项目技术应用后还能增加企业碳汇效益，按5万平米赤泥堆场测算，草地每年净生产能力按3thm1植被固定二氧化碳和释放氧气，根据光合作用公式，形成Ig干物质，固定L63gC5,释放IZOgCh,因此，总固碳量2.45ta,释放氧气量18ta,每年固碳和释氧总收益达1.95万元（按固碳价格为60元/吨CCh,释氧价格100O元/吨Oz算）。2022年我国赤泥产生量超过1亿吨，但是累计堆存量已达到17亿吨，且由于缺少大规模消纳赤泥的综合利用技术，90%以上被露天堆存，占地10万亩以上。因此，推广赤泥堆场原位生态修复示范工程项目经验，将有助于提升区域环境与经济效益。