河北省某钼尾矿土壤化改良及种植实验研究

孟凡伟, 涂全平, 向艾华, 刘琨, 石晴. 河北省某钼尾矿土壤化改良及种植实验研究[J]. 矿产保护与利用, 2024, 44(2): 106-114. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2024.02.015
引用本文: 孟凡伟, 涂全平, 向艾华, 刘琨, 石晴. 河北省某钼尾矿土壤化改良及种植实验研究[J]. 矿产保护与利用, 2024, 44(2): 106-114. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2024.02.015
MENG Fanwei, TU Quanping, XIANG Aihua, LIU Kun, SHI Qing. Soilization Improvement and Cultivation Experiment of Molybdenum Tailings in Hebei Province[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2024, 44(2): 106-114. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2024.02.015
Citation: MENG Fanwei, TU Quanping, XIANG Aihua, LIU Kun, SHI Qing. Soilization Improvement and Cultivation Experiment of Molybdenum Tailings in Hebei Province[J]. Conservation and Utilization of Mineral Resources, 2024, 44(2): 106-114. doi: 10.13779/j.cnki.issn1001-0076.2024.02.015

河北省某钼尾矿土壤化改良及种植实验研究

  • 基金项目: 国家自然科学基金项目(52174268)
详细信息
    作者简介: 孟凡伟(1973—),男,黑龙江兰西人,高级工程师,主要从事矿山开发建设管理工作,E-mail:3809327730@qq.com
    通讯作者: 涂全平(1969—),男,湖南涟源人,高级工程师,主要从事矿业技术及资源综合利用等方面工作,E-mail:15831536958@163.com
  • 中图分类号: TD926.4

Soilization Improvement and Cultivation Experiment of Molybdenum Tailings in Hebei Province

More Information
  • 以河北省某钼尾矿为研究对象,采用低成本添加剂与机械混合方法对钼尾矿进行土壤化改良。针对钼尾矿的保水性、酸碱性及阳离子交换能力,开展了单因素改良实验及复合改良实验。结果表明,利用农家肥、蒙脱土、聚丙烯酰胺及柠檬酸复合改良剂对钼尾矿进行改良,钼尾矿的饱和吸水率提高至61.1%,水分挥发速率和渗滤速率明显降低;阳离子交换能力达到了10.15 cmol/kg,pH值降低至8.08,达到了适宜种植的水平。此外,通过盆栽实验验证了复合改良后钼尾矿的植物生长效应,与原始钼尾矿相比,复合改良后钼尾矿中的小白菜生长状态良好,植株的高度和质量分别提高了77.4%和98.1%。经过15 d的小白菜种植后,改良钼尾矿的保水性、pH值及阳离子交换能力达到了正常土壤的水平,实现了钼尾矿向可种植土壤的转化。

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  • 图 1  聚丙烯酰胺分子量大小和添加量对钼尾矿饱和吸水率的影响

    Figure 1. 

    图 2  聚丙烯酰胺分子量大小对钼尾矿水分蒸发速率(a)和水分下降速率(b)的影响

    Figure 2. 

    图 3  添加剂种类和添加量对钼尾矿的pH值影响

    Figure 3. 

    图 4  添加剂种类及添加量对钼尾矿的阳离子交换能力的影响

    Figure 4. 

    图 5  复合改良钼尾矿、钼尾矿和正常土壤水分蒸发速率(a)和水分渗滤速率(b)

    Figure 5. 

    图 6  小白菜在钼尾矿、矿区周边土壤和复合改良钼尾矿中的生长状态

    Figure 6. 

    图 7  种植15 d后(a)水分蒸发速率和(b)水分渗滤速率

    Figure 7. 

    表 1  钼尾矿的化学成分

    Table 1.  Chemical composition of molybdenum tailings /%

    元素 O F Na Mg Al Si P S K
    含量 50.11 1.41 0.28 10.41 2.66 19.83 0.028 0.42 1.98
    元素 Ca Mn Fe Cu Zn Mo Pb Rb Ti
    含量 7.82 0.22 4.68 0.015 0.048 0.004 0.012 0.006 0.061
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    表 2  钼尾矿的理化性质

    Table 2.  Physical and chemical properties of molybdenum tailings

    性质 pH值 CEC
    /(cmol·kg−1)
    电导率
    /(mS·cm−1)
    全氮
    /(g·kg−1)
    全磷
    /(g·kg−1)
    全钾
    /(g·kg−1)
    有机质
    /(g·kg−1)
    数值 8.58 7.77 0.21 0.37 0.43 19.80 10.10
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    表 3  钼尾矿浸出毒性(浸出浓度)

    Table 3.  Leaching toxicity of molybdenum tailings /(mg·L−1

    元素 F Mn Cu Pb Zn Mo
    水平振荡法 1.04 0.15 0.018 0.015 0.18 0.11
    硫酸硝酸法 1.01 0.12 0.011 0.016 0.19 0.18
    毒性结果 合格 合格 合格 合格 合格 合格
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    表 4  复合改良后钼尾矿的CEC、pH值及饱和吸水率

    Table 4.  CEC, pH value, and saturated water absorption rate of composite-amended molybdenum tailings

    样品CEC/(cmol·kg−1)pH值饱和吸水率/%
    复合改良钼尾矿10.158.0861.1
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    表 5  钼尾矿、矿区周边土壤和复合改良钼尾矿中生长15 d后小白菜的参数

    Table 5.  Parameters of plant grown for 15 days in molybdenum tailings, normal soil, and composite-amended molybdenum tailings

    土壤样品发芽率/%平均株高/cm10株质量/g
    叶片数
    正常土壤864.585.863~4
    钼尾矿582.743.123
    复合改良钼尾矿924.866.183~4
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    表 6  种植15 d后钼尾矿和复合改良钼尾矿的理化性质

    Table 6.  Physical and chemical properties of molybdenum tailings and composite-amended molybdenum tailings after 15 days of cultivation

    样品 自然含水率/% pH值 CEC/
    (cmol·kg−1)
    电导率/(mS·cm−1) 有机质/(g·kg−1) 碱解氮/(g·kg−1) 有效磷/(g·kg−1) 有效钾/(g·kg−1)
    钼尾矿 19.70 8.38 8.78 0.23 8.92 0.015 0.047 2.43
    复合改良钼尾矿 24.30 7.54 12.56 0.44 14.30 0.063 0.087 3.45
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出版历程
收稿日期:  2024-01-30
刊出日期:  2024-04-15

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