工業(yè)領(lǐng)域綠色低碳技術(shù)應(yīng)用案例9 赤泥堆場(chǎng)原位生態(tài)修復(fù)示范工程項(xiàng)目

案例9赤泥堆場(chǎng)原位生態(tài)修復(fù)示范工程項(xiàng)目主要完成單位：中鋁鄭州有色金屬研究院有限公司主要完成人員：康澤雙、劉中凱、閆琨、田野、范澤坤、孫鳳娟、胡秋云赤泥的產(chǎn)生是由于堿法生產(chǎn)氧化鋁過程中，用堿(Na2CO3或NaOH)處理鋁土礦，使礦石中的氧化鋁與堿反應(yīng)制成鋁酸鈉溶液，其礦石中的鐵、鈦等雜質(zhì)和絕大部分的二氧化硅則成為不溶性的化合物進(jìn)入固體殘?jiān)?，形成赤泥。我?guó)是世界上最大的氧化鋁生產(chǎn)國(guó)，所以赤泥也是有色金屬冶煉行業(yè)產(chǎn)生量最大的廢渣。圖SEQ圖\*ARABIC88赤泥堆積占地實(shí)拍圖一、項(xiàng)目背景根據(jù)氧化鋁生產(chǎn)工藝的不同，赤泥可分為拜耳法赤泥、燒結(jié)法赤泥、聯(lián)合法赤泥。每生產(chǎn)1噸氧化鋁將產(chǎn)生約1-2噸赤泥，分離后的赤泥經(jīng)過多次反向洗滌后作為固體廢物送往堆場(chǎng)。由于赤泥具有堿性強(qiáng)、易板結(jié)、綜合利用難度大等問題，使得我國(guó)具有大量的赤泥資源未被有效利用。污染堆場(chǎng)環(huán)境，已經(jīng)成為制約氧化鋁行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸問題。圖SEQ圖\*ARABIC89鋁行業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈固危廢產(chǎn)生過程-赤泥中鋁鄭州有色金屬研究院有限公司開展的赤泥堆場(chǎng)原位生態(tài)修復(fù)示范工程項(xiàng)目，基于“赤泥翻耕-基質(zhì)拌和-熟化穩(wěn)定-植被種植”的工藝路線，采用價(jià)格低廉、來源廣泛的工業(yè)和農(nóng)業(yè)多源固廢為主要原料，研發(fā)了赤泥土壤化復(fù)合改良修復(fù)劑，并引入耐性微生物菌株進(jìn)行驅(qū)動(dòng)修復(fù)，最終結(jié)合植物修復(fù)，從而達(dá)到堆存赤泥的鹽堿調(diào)控、團(tuán)聚體構(gòu)建、養(yǎng)分調(diào)理等多重功效，促使赤泥的土壤性質(zhì)得到綜合改善，提高赤泥土壤的持水、保肥、透氣性能，為植物、微生物的生長(zhǎng)提供良好的生存環(huán)境，為堆場(chǎng)還林、還耕提供基礎(chǔ)條件。項(xiàng)目實(shí)施后的赤泥土壤肥力高于旱地Ⅰ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，種植的植被綠化覆蓋率大于>95%，并在赤泥堆場(chǎng)上構(gòu)建了完整的生態(tài)群落，提高了生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性和穩(wěn)定性。圖SEQ圖\*ARABIC90赤泥原位修復(fù)再利用流程圖二、創(chuàng)新點(diǎn)及相關(guān)技術(shù)內(nèi)容創(chuàng)新點(diǎn)1：研發(fā)新型復(fù)合赤泥土壤化改良劑項(xiàng)目針對(duì)赤泥堿性強(qiáng)、土壤結(jié)構(gòu)差、營(yíng)養(yǎng)成分低、土壤修復(fù)和生態(tài)恢復(fù)困難的問題，開發(fā)了新型復(fù)合赤泥土壤化改良劑，并通過化學(xué)改良、植物修復(fù)、微生物驅(qū)動(dòng)修復(fù)的協(xié)同耦合作用，加速赤泥土壤化演變。圖SEQ圖\*ARABIC91赤泥土壤化演變過程創(chuàng)新點(diǎn)2：研究赤泥堆場(chǎng)生物群落重建技術(shù)項(xiàng)目針對(duì)赤泥堆場(chǎng)生物多樣性差、土地易退化等問題，科學(xué)搭配優(yōu)選的耐鹽堿微生物及植物初步構(gòu)建微生物及植被群落，通過各群落間協(xié)同效應(yīng)，加速赤泥堆場(chǎng)的生態(tài)恢復(fù)進(jìn)程，通過鄉(xiāng)土作物、小型動(dòng)物的定居、繁衍逐漸形成更加完整、穩(wěn)定的生態(tài)群落。圖SEQ圖\*ARABIC92生物群落構(gòu)建過程創(chuàng)新點(diǎn)3：創(chuàng)新赤泥堆場(chǎng)修復(fù)后土地利用模式赤泥堆場(chǎng)常常伴隨著重金屬等有害物質(zhì)的污染，使得土壤質(zhì)量可能存在如土壤酸化、鹽堿化、重金屬超標(biāo)等問題，或者導(dǎo)致地貌地勢(shì)發(fā)生變化等其他生態(tài)環(huán)境問題，導(dǎo)致原有土地?zé)o法用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)或其他用途。項(xiàng)目針對(duì)赤泥堆場(chǎng)修復(fù)后的土地利用問題，通過將修復(fù)后的赤泥土壤進(jìn)行再次調(diào)理，并輪種牧草、經(jīng)濟(jì)作物（如冬小麥），實(shí)現(xiàn)赤泥堆場(chǎng)還耕再利用。圖SEQ圖\*ARABIC93赤泥土地還耕種植流程三、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)與推廣價(jià)值赤泥堆場(chǎng)原位生態(tài)修復(fù)示范工程項(xiàng)目技術(shù)可直接在堆場(chǎng)上進(jìn)行土壤改良修復(fù)，無需覆客土，不會(huì)產(chǎn)生二次污染，且復(fù)合改良劑原料來源廣泛，修復(fù)成本較客土修復(fù)技術(shù)低。技術(shù)主要針對(duì)拜耳法赤泥，但是適用于不同工藝的赤泥，只需在處置前對(duì)赤泥進(jìn)行檢測(cè)分析，重新調(diào)配復(fù)合改良修復(fù)劑，篩選植物，就可以滿足所有種類赤泥的處置。項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境與社會(huì)效益顯著。此技術(shù)具有節(jié)約土壤資源，成熟穩(wěn)定，適用性強(qiáng)。經(jīng)過土壤化調(diào)控后的赤泥具備植被生長(zhǎng)功能，項(xiàng)目實(shí)施當(dāng)年先鋒作物發(fā)芽率>70%，作物平均株高大于50cm，平均根長(zhǎng)大于20cm，綠化覆蓋率>95%；次年實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)土作物自然繁衍和生長(zhǎng)，在赤泥堆場(chǎng)上構(gòu)建了可持續(xù)、穩(wěn)定的植被群落。同時(shí)，赤泥堆場(chǎng)原位土壤化生態(tài)修復(fù)技術(shù)避免了赤泥堆存帶來的安全及環(huán)境隱患，改善了尾礦庫(kù)生態(tài)環(huán)境。項(xiàng)目技術(shù)應(yīng)用后還能增加企業(yè)碳匯效益，按5萬平米赤泥堆場(chǎng)測(cè)算，草地每年凈生產(chǎn)能力按3t/hm2，植被固定二氧化碳和釋放氧氣，根據(jù)光合作用公式，形成1g干物質(zhì)，固定1.63gCO2，釋放1.20gO2，因此，總固碳量2.45t/a，釋放氧氣量18t/a，每年固碳和釋氧總收益達(dá)1.95萬元（按固碳價(jià)格為60元/噸CO2，釋氧價(jià)格1000元/噸O2算）。2022年我國(guó)赤泥產(chǎn)生量超過1億