Способ рекультивации шламонакопителей Советский патент 1985 года по МПК A01B79/00 A01B79/02 

Изобретение относится к рекультивации земель, в частности шламонакопителей содового и калийного производства и других токсичных отходов, и может быть иснользовано на содовых, содово-цементных и калийных комбинатах.

Известен снособ фиторекультивации шламонакопителей содового производства, включающий засыпку шламов слоем почвогрунтас дальнейшим выращиванием на нем культурных и диких видов травянистых и древесных растений 1.

Недостатки известного способа заключаются в том, что он не предотвращает фильтрации влаги атмосферных осадков через шламы, поднятие солей из щламов в корнеобитаемый слой, его засоление и осолонцевание, деформацию насыпного слоя под давлением сельскохозяйственной техники.

Известен способ рекультивации шламонакопителей, включающий последовательную отсыпку основного массива вскрышных пород, отсыпку водоупорного слоя из глины мощностью равной 1/3-1/2 мощности слоя потенциально плодородных пород и сверху слоя потенциально плодородных пород 2.

Недостатком этого способа является то, что его применение экономически целесообразно только в местах открытой добычи полезных ископаемых. Доставка такого количества насыпных материалов на щламонакопители экономически не оправдана. Кроме того, создание водоупорного слоя только из глины может обеспечить полное задержание влаги атмосферных осадков и предотвратить их фильтрацию в щламы.

Цель изобретения - увеличение задержания влаги атмосферных осадков в корнеобитаемом слое, предохранение его от засоления и осолонцевания, предотвращение загрязнения окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу рекультивации щламонакопителей, включающему отсыпку водоупорного слоя из глин и слоя потенциально плодородных пород, предварительно поверхность шламонакопителя выравнивают разнозернистым материалом, перекрывают его слоем песка в 10-20 см, обработанного с поверхности гидрофобной жидкостью и уплотняют, а затем укладывают водоупорную прослойку из смеси глинистых грунтов и натрийсодержащих солевых отходов содового производства при следующем соотношении мае. %:

Глинистый грунт73,00-75,00

Натрийсодержащие

солевые отходы

содового производстваГ,33-1,34

ВодаОстальное

Выравнивающий слой укладывают из песка, строительных отходов или других местных нетоксичных материалов.

В качестве натрийсодержащих солевых

отходов содового производства используют

б /о-ную по содержанию натрия дистиллерную жидкость, предварительно очищенную

от солей кальция.

В качестве гидрофобной жидкости используют кремнийорганическую жидкость в количестве 0,009-0,011%.

Способ осуществляют следующим образом.

Поверхность щламонакопителя засыпают разнозернистым материалом (песком, материалом из местных терриконников, измельченными отходами строительства; и выравнивают. Если для выравнивания используют 5 песок, то его верхний слой с поверхности обрабатывают -гидрофобной кремнийорганической жидкостью (ГКЖ-Ю и др.) из расчета 0,01% от веса почвы и уплотняют. Если для выравнивания используют другой материал (терриконники, отходы строительства и др.), то его перекрывают слоем песка в 10-20 см, который с поверхности также обрабатывают кремнийорганической жидкостью из того же расчета.

Обработку песчаных грунтов кремний5 органической жидкостью осуществляют поливочными машинами, тщательно разбрызгивая ее по всему экранируемому участку.

Затем укладывают водоупорную прослойку, тщательно перемещивая глинистый грунт с 6%-ным по содержанию натрия водным раствором отходов содового производства (дистиллерной жидкостью) до состояния однородной пастообразной массы. Необходимые компоненты перемещиваются в бетоносмесителях цикличного действия (типа ССБ-10 и др.). Затем пастообразную массу транспортируют и укладывают в виде экрана слоем 15-25 см на десчаный слой.

Добавление натрийсодержаших солей можно осуществлять как в виде растворов, так и в виде сухих солей.

Для этого на обработанный гидрофобной жидкостью песок отсыпают слой из глины мощностью 20-25 см и по его поверхности равномерно распределяют необходимое количество соли распределителем грансостава 5 (ДС-8 и др.). Затем соли тщательно перемешивают с грунтом фрезерными орудиями до получения однородной массы. Перемещивание глинистых грунтов с солями проводят при оптимальной влажности последних, рав ной 18-25%.

На щламонакопителе площадью 2,8 га проводились полевые опыты по изучению предлагаемого способа рекультивации. Рекультивацию проводили следующим образом Поверхность шламонакопителя выравнивали 5 слоем песка мощностью 30-50 см и утрамбовывали. Затем песок с поверхности обрабатывали кремнийорганической жидкостью (ГКЖ-10) из расчета 0,01% от веса почвы

уплотняли и укладывали водоупорную пастообразную прослойку, состоящую из следующих компонентов, мае. %:

Глинистый грунт73,985

Отходы содового

производства.

(дистиллерная жидкость) 1,337

Вода24,678

Установлено, что обработка глинистых грунтов натрийсодержащими солевыми растворами в значительной степени изменяет-их водно-физические, физико-химические и другие свойства. Водно-физические свойства глинистых грунтов до и после диспергации их натрийсодержащими солевыми растворами приведены в табл. 1

Полученную пастообразную смесь укладывали прослойкой . мощностью 20 см на гидрофобный песчаный слой. После выравнивания и уплотнения на него отсыпали слой потенциально плодородной породы мощностью 70 см.

Контрольные опыты проводились согласно способу-прототипу, включающему укладку слоя почвогрунта мощностью 70 см непосредственно на поверхность шлама.

В качестве базового объекта использован рекультивированный участок того же накопителя, обработанный по способу, включающему выравнивание поверхности щлама слоем песка мощностью 50-70 см с последующим нанесением на него слоя потенциально плодородной породы мощностью 70 см

На всех объектах изучали урожайность сельскохозяйственных культур, динамику накопления влаги и солей на протяжении вегетационного периода. Динамику влаги изучали путем определения ее содержания 2 раза в месяц в каждых 10 см на всю мощность насыпных пород; динамику солей-путем определения ионного состава водной вытяжки в каждых 20 см насыпного слоя в исходный период и осенью следующего года.

Данные по динамике влажности на изучаемых объектах показывают, что на всех

объектах наибольшее накопление влаги в насыпных слоях происходит в холодный период. По прототипу и базовому объекту избыточная влага стекает в шламы и содержание ее в корнеобитаемом слое остается на уровне наименьшей влагоемкости (22- 24%), а на объекте, рекультивированном предлагаемым способом, почти вся «влага задерживается и ее содержание в верхнем горизонте составляет 33%.

0

С водным тесно связан солевой режим. Данные по содержанию солей в насыпных грунтах испытываемых объектов приведены в табл. 2. Они показывают, что по прототипу где слой потенциально плодородной породы

5 нанесен непосредственно на шлам, произошло заметное накопление солей. По объекту, обработанному предлагаемым способом, и базовому изменений в содержании солей не происходит.

Урожайность сельскохозяйственных куль0тур на испытываемых объектах (табл. 3) обусловливается, в основном, водным режимом. По прототипу и объекту, рекультивированному предлагаемым способом, которые характеризовались более благоприятным

5 водным режимом, урожайность зелёной массы овсяно-гороховой смеси и ячменя выше, чем по базовому объекту. По прототипу отмечено слабое засоление, которое не сказывается на урожайностисельскохозяйственных культур.

0

Таким образом, предлагаемый способ рекультвации шламонакопителей обеспечивает максимальное задержание влаги атмосферных осадков (123 против 60 по прототипу и 72 мм по базовому объекту) в верх5нем корнеобитаемом слое, создает благоприятные условия для развития сельскохозяйственных растений, предотвращает поступление влаги в глубь шламов, их растворение и загрязнение ими грунтовых вод, кроме того, предотвращается поднятие солей в корнеобитаемый слой, его засоление и осолонцевание.

1. СПОСОБ РЕКУЛЬТИВАЦИИ ШЛАМОНАКОПИТЕЛЕЙ, включающий отсыпку водоупорного слоя из глин и слоя потенциально плодородных пород, отличающийся тем, что, с целью увеличения задержания влаги атмосферных осадков в корнеобитаемом слое, предохранения его от засоления и ocoлoнцeвaниJ и предотвращения загрязнения окружающей среды, предварительно поверхность щламонакопителя выравнивают разнозернистым материалом, перекрывают его слоем песка в 10-20 см, обработанного с поверхности гидрофобной жидкостью и уплотняют, а затем укладывают водоупорную прослойку из смеси глинистых грунтов и натрийсодержащих солевых отходов содового производства при следующем соотношении мае. %: Глинистый грунт73,00-75,00 Натрийсодержащие солевые отходы содового производства1,33-1,34 ВодаОстальное 2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве выравнивающего слоя используют песок, строительные отходы или любой другой местный нетоксичный материал. 3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве натрийсодержащих солевых отходов содового производства используют 6%-ную по содержанию натрия дистиллерную жидкость, предварительно очищенную от солей кальция. 4.Способ по п. 1, отличающийся тем, СО что в качестве гидрофобной жидкости оо | пользуют кремнийорганическую жидкость в количестве 0,009--0,011%. ;о

Глинистый грунт

естественного сложения

Глинистый грунт, обработанный натрийсодержащими солями

Таблица 1

0,40 - 1,10

70,0 - 120,0

7,50 - 8,20

0,08 - 0,09