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

案例9赤泥堆場原位生態(tài)修復(fù)示范工程項目主要完成單位：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入固體殘渣中，形成赤泥。我國是世界上最大的氧化鋁生產(chǎn)國，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赤泥堆積占地實拍圖一、項目背景根據(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。由于赤泥具有堿性強、易板結(jié)、綜合利用難度大等問題，使得我國具有大量的赤泥資源未被有效利用。污染堆場環(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原位生態(tài)修復(fù)示范工程項目，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行驅(qū)動修復(fù)，最終結(jié)合植物修復(fù)，從而達到堆存赤泥的鹽堿調(diào)控、團聚體構(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、微生物的生長提供良好的生存環(huán)境，為堆場還林、還耕提供基礎(chǔ)條件。項目實施后的赤泥土壤肥力高于旱地Ⅰ級標(biāo)準(zhǔn)，種植的植被綠化覆蓋率大于>95%，并在赤泥堆場上構(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)新點及相關(guān)技術(shù)內(nèi)容創(chuàng)新點1：研發(fā)新型復(fù)合赤泥土壤化改良劑項目針對赤泥堿性強、土壤結(jié)構(gòu)差、營養(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2：研究赤泥堆場生物群落重建技術(shù)項目針對赤泥堆場生物多樣性差、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)，加速赤泥堆場的生態(tài)恢復(fù)進程，通過鄉(xiāng)土作物、小型動物的定居、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3：創(chuàng)新赤泥堆場修復(fù)后土地利用模式赤泥堆場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。項目針對赤泥堆場修復(fù)后的土地利用問題，通過將修復(fù)后的赤泥土壤進行再次調(diào)理，并輪種牧草、經(jīng)濟作物（如冬小麥），實現(xiàn)赤泥堆場還耕再利用。圖SEQ圖\*ARABIC93赤泥土地還耕種植流程三、經(jīng)驗總結(jié)與推廣價值赤泥堆場原位生態(tài)修復(fù)示范工程項目技術(shù)可直接在堆場上進行土壤改良修復(fù)，無需覆客土，不會產(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)主要針對拜耳法赤泥，但是適用于不同工藝的赤泥，只需在處置前對赤泥進行檢測分析，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。項目的經(jīng)濟、環(huán)境與社會效益顯著。此技術(shù)具有節(jié)約土壤資源，成熟穩(wěn)定，適用性強。經(jīng)過土壤化調(diào)控后的赤泥具備植被生長功能，項目實施當(dāng)年先鋒作物發(fā)芽率>70%，作物平均株高大于50cm，平均根長大于20cm，綠化覆蓋率>95%；次年實現(xiàn)鄉(xiāng)土作物自然繁衍和生長，在赤泥堆場上構(gòu)建了可持續(xù)、穩(wěn)定的植被群落。同時，赤泥堆場原位土壤化生態(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，改善了尾礦庫生態(tài)環(huán)境。項目技術(shù)應(yīng)用后還能增加企業(yè)碳匯效益，按5萬平米赤泥堆場測算，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1.95萬元（按固碳價格為60元/噸CO2，釋氧價格1000元/噸O2算）。2022年我國赤泥產(chǎn)生量超過1億