刁江流域锡矿尾砂库植被恢复与重建野外试验研究

在锡矿尾砂库上开展的植被恢复与重建试验始于 2 0 0 2年 4月 ,在对尾砂分别进行垃圾肥、覆土改良之后 ,分别建立了纯尾砂组、垃圾肥组和覆土组 3种处理小区 ,每个处理小区设置 3个重复 ,分别种植了银合欢、芦竹和斑茅 3种植物 ,经过一年的试验 ,这 3种植物均较好地适应了尾砂库中的不良条件 ,可以成为锡矿尾砂库植被恢复与重建的先锋植物。而豆科木本植物银合欢在尾砂库中的成功引种 ,对于降低尾砂库植被恢复与重建的维持费用、改良尾砂的肥力状况具有特别重要的意义。     

高钙细粒金铜尾矿复垦植被筛选研究

以湖北省大冶市某金铜高钙细粒尾矿作为研究对象，研究了原尾矿与改良尾矿作为土壤基质 18 种不 同植物的发芽和生长情况，并进一步评估了植物生长后基质重金属赋存状况，最终筛选出复垦适宜植物组合。研 究结果表明：紫花苜蓿等 5 种植物发芽率高达 95% 以上，银合欢等 5 种植物生物量在 15 g 以上，基质改良能促进植 物生长，且植被对重金属有固化作用，最终筛选出银合欢、刺槐、紫穗槐、胡枝子、黄花槐、紫云英、早熟禾、四季青 和紫花苜蓿为适合细粒高钙尾矿复垦的草—灌—乔植物组合。     

高钙细粒金铜尾矿复垦植被筛选研究

以湖北省大冶市某金铜高钙细粒尾矿作为研究对象，研究了原尾矿与改良尾矿作为土壤基质 18 种不 同植物的发芽和生长情况，并进一步评估了植物生长后基质重金属赋存状况，最终筛选出复垦适宜植物组合。研 究结果表明：紫花苜蓿等 5 种植物发芽率高达 95% 以上，银合欢等 5 种植物生物量在 15 g 以上，基质改良能促进植 物生长，且植被对重金属有固化作用，最终筛选出银合欢、刺槐、紫穗槐、胡枝子、黄花槐、紫云英、早熟禾、四季青 和紫花苜蓿为适合细粒高钙尾矿复垦的草—灌—乔植物组合。     

含粘土尾砂固化的研究

采用崩落法的矿山开采过程的同时，要占用、破坏两部分土地，一是建尾砂库，堆放矿山废料尾砂；另一是由于采空区的崩落和塌陷。将尾砂固结后用于充填采空塌陷区，可以减少环境污染和地表破坏，是一项造福人类的研究成果。为了保证地下采矿的安全，在塌陷区堆放的尾砂必须经过固化处理。尾砂中含有大量的粉粒和粘土矿物，尾砂浆的固结和脱水是尾砂固化的主要技术难题。针对含粘土尾砂的特点而研究成功的新型固结材料，实现了尾砂固化     

铀尾砂中植物采铀方法研究

以我国南方某铀尾砂库及其中生长的优势植物为研究对象, 通过测试分析铀尾砂中及优势植物体内的铀含量, 筛选出了铀的超富集植物--水莎草, 其茎中的铀含量高达1.520‰。据此, 提出了铀尾砂中植物采铀方法。这一方法的提出, 将极大地促进铀尾渣、铀废石、铀矿化土壤及低品位铀矿植物采铀方法的研究。     

湖南省矿山尾砂土壤污染现状分析

对湖南省10 个矿区的尾砂土壤进行了采样调查, 分析了尾砂土壤的pH 值、烧失量、阳离子交换容量、重金属含量以及重金属各种化学形态的含量。结果显示大部分土样中的Pb 、Cd 、Cu 和Zn 都超过了土壤中植物正常生长的最高容许浓度。各种重金属在土样中主要以残留态、硫化物和有机物结合态、或是Fe/Mn 氧化物结合态存在, 可交换态与碳酸盐结合态的含量极少。对各矿区尾砂土壤的污染指数(PI)与危险指数(DI)的计算表明, 土样的PI 与DI 值分析显示1 号永州铜矿、5 号宝山铜铅锌矿、10 号湘潭锰矿和7 号冷水江铅锌矿需要尽快得到治理。     

钒钛磁铁尾矿原位改良及无土生态闭库种植试验

针对钒钛磁铁尾矿库沉积滩浅表层尾矿的土壤特性，采用有机生物菌肥、团粒促进剂、抗旱保水剂为主要改良材料，辅以速效复合肥对尾矿进行原位改良，通过三因素二水平正交试验设计，将钒钛磁铁尾矿与改良材料混合后制成不同配比的人工土壤，选用羊胡子草、牛筋草等8种乡土耐受性植物，通过测试分析和种植试验，研究尾矿改良的人工土壤理化性质和植物生长特征。结果表明：钒钛磁铁尾矿经原位改良的人工土壤质量符合绿化种植土壤标准，种植的乡土植物具有较好的成活率和覆盖度，能满足尾矿库闭库复垦的要求，表层人工土壤的较优配比为有机生物菌肥12%、团粒促进剂0.4%、抗旱保水剂0.05%、速效复合肥0.6%;底层人工土壤的较优配比为有机生物菌肥4%、团粒促进剂0.8%、抗旱保水剂0.2%、速效复合肥1.2%。     

尾砂综合利用的工程实例

通过对某尾砂库历史遗留的尾砂进行实地调查及定性、定量分析,采用综合利用的处置方式解决该尾砂库历史遗留环境问题。该工程对原有加气混凝土生产线进行局部改造同时新建一条尾砂砖生产线,尾砂经配料、搅拌、成型、蒸养等工序可分别生产出加气混凝土及尾砂砖,产品均符合国家相关标准要求。该工程不仅能变废为宝,还能取得良好的经济效益和环境效益。     

寻乌县稀土尾沙堆积场地复垦试验

为重建稀土矿区生态环境，恢复植被，在查明闭采矿段的尾砂堆积场地土质理化性质后，采用不覆客土种植乔、灌、草等植物，经研究表明，在平整后的稀土尾砂场施用有机肥和氨肥，种植适生植物是迅速恢复植被改善生态环境的有效措施。     

上覆尾砂层竖井工业场地地基处理

大红山矿上覆尾砂层竖井工业场地地基处理方案为对尾砂置换后，采用预应力高强混凝土管桩基础。桩基施工完毕，进行了单桩静载试验。试验结果表明：中风化岩层可以作为端部持力层，PHC桩可以作为端承桩受力；单桩竖向承载力特征值可达1500kN，对应最大沉降值为5．59mm，满足设计要求。     

生态修复尾矿坝的边坡稳定性评价

当前的尾矿坝稳定性分析中，不考虑植物作用的影响，难以满足尾矿库综合治理的客观要求。以歪头山铁矿尾矿库为例，采集现场生态修复区的植物与根际土壤样品；制作灌木侧须根-土复合土，测定复合土的渗透系数和物理力学性质指标；测量植物生长参数，进行主根条拉伸实验；基于极限平衡法，计算在正常运行、洪水运行、特殊运行工况下，生态修复尾矿坝的浸润线及安全系数。结果表明：无植物体、植物侧须根加筋、植物侧须根加筋+主根锚固+自重等3种状态下，生态修复后尾矿坝的安全系数提高0.025~0.030，说明植物修复有利于坝体稳定，但影响仅限于表层，对整体稳定性影响有限；特殊工况比洪水工况的坝体安全系数略有降低，且随地震时程呈先减小后增加再减小的波动趋势；稳定性评价结果表明，该尾矿坝在3种运行工况下是安全稳定的。     

铜尾矿生态护坡植生基材配制及种植试验研究

以铜尾矿固废替代天然土壤,采用硫铝酸盐水泥为粘结剂,以甘蔗渣、聚丙烯酰胺、土壤保水剂、酸性化肥、有机菌肥为改良剂,对铜尾矿的性质改良,配制成生态护坡基材。通过测试分析和种植试验,研究了生态护坡基材的理化性质和植物生长特征。结果表明,硫铝酸盐水泥在提高护坡基材强度的同时使PH值升高,酸性化肥能中和水泥水化反应的碱性,随着时间的推移,基材的PH值逐渐降低至适宜植物生长的范围；甘蔗渣、聚丙烯酰胺、土壤保水剂和有机菌肥的加入,增强了护坡基材的土壤肥力和抗旱性能,使基材具有植物生长所需的类土壤结构和营养元素。较优的基材配比为：硫铝酸盐水泥12%、甘蔗渣4%、聚丙烯酰胺0.4%、土壤保水剂0.15%、酸性化肥1.2%、有机菌肥5%。     

无土植被防止杨山冲尾矿库粉尘污染

介绍无土植被治理杨山冲尾矿库的粉尘污染效果，尾矿库尾砂粗，黏聚力低，持水能力差，营养成分低甚至存在有毒有害成分，植被赖以生存的微生物几近为零，通过基质改善促进壤土化，建立适生条件，筛选抗贫瘠，抗干旱植物品种等，在贫瘠的尾砂上，无覆盖土层恢复植被，各品种植物长势良好，基本形成自身可持续良性循环，从源头消除了严重的尾砂粉尘污染。     

西南地区某红土镍尾矿重金属污染特征及潜在生态风险研究

为探究红土镍尾矿对周边环境的潜在风险,以我国西南地区某典型红土镍尾矿为研究对象,采集了尾矿库及周边环境中尾矿、土壤、地表水、底泥及植被共58个样品,分析了该尾矿库的污染特征及周边环境污染风险,为该尾矿库重金属污染治理和修复提供依据。采用电感耦合等离子体光谱仪 (ICP-OES) 测定重金属铜、镍、钴、铬等含量;通过测试尾矿库中各重金属的形态特征,分析其潜在迁移能力。运用潜在生态风险指数分析尾矿库周边土壤的生态风险水平。结果表明：与我国西北、东北地区硫化镍尾矿中重金属Cu、Ni含量较高不同,该红土镍尾矿及其周边土壤中主要重金属为Ni、Co、Cr,Cu含量较小。形态分析结果表明,总体上各元素残渣态占比高于其他形态,但在个别深度上,Co还原态占比高于残渣态,Co潜在迁移能力大于Ni和Cr。库周边土壤及河流底泥中Ni、Co和Cr超标严重,土壤综合潜在生态风险平均值达到了严重污染,表明该镍尾矿库周边土壤已经受到了Ni、Co、Cr等重金属的严重威胁。尾矿库附近植物中重金属含量分析结果表明,部分植物中Ni、Co含量超过了生态土壤筛选值中植物体内重金属含量限值。     

梅山铁矿放高效浓缩技术的实践

梅山铁矿尾矿粒度细,难沉降,由于生产能力的提高和流程的变化,尾矿量大幅度增加,因此尾矿井出现了较严重的跑泥现象,为此与长沙矿冶研究院合作,进行了尾矿高效浓缩试验研究,取得了较理想的技术指标,为梅山铁矿尾矿浓缩工艺的技术改造提供了依据。     

某铀矿周边土壤典型重金属污染特征及植物筛选

为了解某铀矿区土壤重金属污染状况及当地优势植物对超标重金属的修复能力,对矿区下游土壤及植物进行了采样测试。结果显示:矿区土壤存在一定程度U、Cd超标,最严重区域为距尾矿库200m以内的下游区域及采场东南部。超标较重区域大致呈北西-南东向分布。远离尾矿库或采场区域,超标程度具有下降趋势。矿区内优势植物品种较少,富集转运U、Cd元素的能力较弱,苜蓿可作为潜在的修复土壤中U、Cd污染的植物,进一步通过室内栽培,添加螯合剂、改良剂来提升植物对土壤U、Cd的修复能力。     

废弃矿山生态修复技术研究

废弃矿山会对周围的生态环境造成不良影响。对某废弃矿山的基本情况进行了简要介绍,对废弃矿山土壤的理化性质进行了详细的研究,发现土壤中绝大部分颗粒的粒径超过了1 mm,养分不充分,pH值呈碱性,且存在镉元素和铁元素污染问题。基于挂网种植技术对废弃矿山的排土场进行了生态修复,试验结果表明取得了较好的效果,排土场土壤的理化性质有了一定程度的改善,利用该项技术长时间实践,可以逐渐改善排土场的生态环境。利用不同植物分析了其对尾矿库中重金属的富集效果,发现蜈蚣草、银合欢、紫穗槐对镉元素的富集作用比较显著,蜈蚣草、鸡冠花对铁元素的富集作用非常明显。     

Growth of selected plant species in biosolids-amended mine tailings

Biosolids stockpiles from sewage treatment plants are a valuable source of organic matter which could be utilized to improve the nutritional status and physical properties of Au mine tailings and support the growth of vegetation planted in the tailings. However, biosolids often contain elevated concentrations of heavy metals including Hg while Au mine tailings would usually contain residual Au. Therefore, it would be beneficial to select plants capable of both tolerating and phytoextracting Hg and/or Au.This paper reports on a glasshouse-based screening study which examined the growth of plant species known for their ability to phytoextract Hg and/or Au which can grow on substrates consisting of biosolids, Au mine tailings, or different combinations of both. The germination and establishment of plants over 8–12 weeks were monitored for Brassica juncea (Indian mustard), Daucus carota (carrot), Lupinus albus (white lupin), Beta vulgaris (sugar beet), Solanum tuberosum (potato), and Manihot esculenta (cassava).Each plant species exhibited differential responses in terms of germination, seedling quality, leaf area, specific leaf area, root and shoot biomass, and percentage dry matter partitioning to the roots. Both the Indian mustard and carrot grew successfully in the biosolids-mine tailings substrate combinations while white lupin, sugar beet, cassava, and potato failed to grow in most of the substrate combinations. The most suitable biosolids-mine tailings combination was determined to be 75% biosolids – 25% mine tailings, wherein most of the abovementioned growth parameters did not differ significantly from those of the plants grown in the control potting mix.     

芙蓉坡尾矿库坝体稳定性分析

对芙蓉坡尾矿库后期堆积坝子坝进行改进,做出两套排洪系统同时泄洪。结果表明,改进后的该尾矿库在防排设施正常运转的工况下是安全的,在实际中也应加强对排渗设施的监测与维护,对于类似坝体的改进、稳定性计算和分析有参考意义。     

基于SaaS的尾矿库安全在线监测系统设计及应用

尾矿库监测指标的安全稳定对于矿山在生产安全和环境保护中具有极高的参考价值。但对于我国矿山企业而言，由于受到企业规模、资金能力等因素限制，很多中小矿山企业在尾矿库安全在线监测系统建设过程中进展缓慢。如今，SaaS模式（软件即服务模式）发展迅速，SaaS模式具有互联网、多重租赁、服务、可扩展等特性，能有效解决我国中小矿山企业由于规模小、资金不足导致无法构建尾矿库安全在线监测系统的问题。