本發(fā)明具體涉及一種利用風(fēng)化煤固沙的方法，屬于生態(tài)修復(fù)和沙漠化治理領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

沙漠化作為極其重要的環(huán)境和社會問題正困擾著當(dāng)今世界，威脅著人類的生存和發(fā)展。目前，全球沙漠化的面積已達(dá)到總面積的四分之一，而且每年新增加的沙漠面積約6萬平方公里。近幾年來，我國的沙漠化土地面積由原來的13.7萬平方公里增加到17.6萬平方公里，并有15.8萬平方公里的潛在沙漠化土地。沙漠化致使我國大面積的可利用土地資源生態(tài)失衡，3億多人口受到沙漠化的威脅，嚴(yán)重影響了我國村鎮(zhèn)、交通、水利、工礦設(shè)施及國防基地的安全，給我國經(jīng)濟(jì)造成了巨大的損失，并加劇了沙漠化區(qū)域人民的貧困程度。

目前，耕地質(zhì)量下降是引起土地沙漠化的重要原因之一。我國干旱及半干旱耕地面積占52.5％，遍及北方16個省市區(qū)。在日益增長的人口壓力下，我國西北、華北北部和東北西部干旱、半干旱和亞濕潤干旱區(qū)，存在著土壤貧瘠、產(chǎn)量低、農(nóng)民生活貧困和風(fēng)蝕沙化問題。面對如此浩瀚的沙化地區(qū)，現(xiàn)有的固沙材料僅僅只能將沙土固定。在沙漠經(jīng)濟(jì)作物種植區(qū)，進(jìn)行翻耕作業(yè)所造成的沙土表面結(jié)構(gòu)破壞，縮短了固沙劑的使用壽命，從而影響了沙漠經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，也減緩了沙土向土壤的轉(zhuǎn)變。

因而，要抑制日益猖狂的沙漠化勢頭，應(yīng)采用一種新的固沙方式，即生態(tài)固沙的方法。生態(tài)固沙的終極目標(biāo)是改良沙土，使其逐漸具有土壤特征和自我修復(fù)能力，以便從根本上解決土地的沙漠化問題。我國煤礦儲量豐富，其中風(fēng)化煤儲量將近千億噸，主要分布在內(nèi)蒙、新疆、山西、河南、江西等地。煤礦的評選標(biāo)準(zhǔn)以燃燒值和發(fā)熱量來衡量，而風(fēng)化煤的燃燒值低，因此，在煤礦開采中常作為煤礦廢棄物。但風(fēng)化煤中含有豐富的腐殖質(zhì)，可為植物的生長提供所需營養(yǎng)元素，利用風(fēng)化煤固沙，不僅促進(jìn)植物的生長，而且可以加速沙土向土壤的轉(zhuǎn)變。其不僅解決了礦區(qū)風(fēng)化煤對環(huán)境的污染，而且為改善風(fēng)沙源和土壤嚴(yán)重貧瘠地區(qū)的生態(tài)環(huán)境具有積極作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對目前固沙材料存在主要問題，本發(fā)明的目的是提供一種利用風(fēng)化煤固沙的方法，解決現(xiàn)有固沙材料固沙強(qiáng)度不高、耐候性較差、未從根本上解決沙土貧瘠等問題，而且該固沙材料具有很好的耐鹽堿性與保水性等特點(diǎn)，生產(chǎn)成本低，實(shí)施工藝簡單。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)路線如下。

一種利用風(fēng)化煤固沙的方法，其特征在于如下步驟：

將風(fēng)化煤粉碎過篩備用，按各原料所占質(zhì)量的份數(shù)計，該方法是由沙子70份、風(fēng)化煤粉末10～50份、粘接劑0.1～5份、水20份，經(jīng)混合均勻后，將其均勻鋪蓋在沙地表面，待混合物自然風(fēng)干后形成一層風(fēng)化煤復(fù)合固沙材料。

所述的風(fēng)化煤粉末粒徑為20～200目；

所述的粘接劑為醋酸乙烯酯類膠粉、聚(醋酸乙烯酯-乙烯)類膠粉、聚乙烯醇類膠粉中的一種或多種。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

(1)風(fēng)化煤來源廣泛、價格低廉，大幅度地降低了生態(tài)固沙成本。

(2)該方法簡單，易于操作，原料取自內(nèi)蒙沙漠周邊廢棄煤礦，大大降低了運(yùn)輸與工程成本，提高了可行性與可操作性。

(3)風(fēng)化煤含有大量的腐殖質(zhì)，利于沙漠植物和微生物的生長，促進(jìn)了沙土向土壤的轉(zhuǎn)變。利用風(fēng)化煤固沙，將是一種從根本上解決荒漠化問題有效途徑。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中風(fēng)化煤復(fù)合固沙材料以及粘連劑對照組的抗凍融穩(wěn)定性

(用固沙強(qiáng)度的變化表示)

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中風(fēng)化煤復(fù)合固沙材料以及粘連劑對照組的耐熱老化性能

(用固沙強(qiáng)度的變化表示)

具體實(shí)施方式

為了更好地理解本發(fā)明，下面的實(shí)施例是對本發(fā)明的進(jìn)一步說明，有必要在此指出的是，以下實(shí)施例只用于對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，不能理解為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人員根據(jù)上述本發(fā)明內(nèi)容對本發(fā)明做出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

將風(fēng)化煤粉碎過篩備用，按各原料所占質(zhì)量的份數(shù)計，取沙子70份、粒徑為80目風(fēng)化煤粉末30份、醋酸乙烯酯類膠粉0.1份、水20份，經(jīng)混合均勻后，將其均勻鋪蓋在沙地表面，待混合物自然風(fēng)干后形成一層具有良好承壓性和優(yōu)異抗風(fēng)蝕效果的固結(jié)層。

沙模的制備：稱取3.5g沙土、1.5g風(fēng)化煤與0.05g粘接劑，混合均勻后，加入1g水，攪拌均勻并制備沙模(直徑為2.0cm)，80℃干燥2h，即得沙模。

風(fēng)化煤復(fù)合固沙材料的凍融穩(wěn)定性測定：將上述制得的沙模放入-18℃的環(huán)境中冷凍22h，然后將沙模置于室溫下緩凍2h，記為一個循環(huán)周期，測定其10個周期的抗壓強(qiáng)度變化情況。

風(fēng)化煤復(fù)合固沙材料的熱老化性能測定：將上述制得的沙模放入60℃的烘箱中24h，為一個循環(huán)周期，測定其10個周期的抗壓強(qiáng)度變化情況。

圖1為風(fēng)化煤復(fù)合固沙材料以及粘連劑對照組的凍融穩(wěn)定性，從圖中可以看出，隨著凍融周期的增加，沙模的抗壓強(qiáng)度基本沒有變化，表明該復(fù)合材料具有良好的抗凍融穩(wěn)定性，與對照組相比較可知，風(fēng)化煤復(fù)合材料具有更高的抗壓強(qiáng)度。

圖2為風(fēng)化煤復(fù)合固沙材料以及粘連劑對照組的抗熱老化性能，從圖中可以看出，隨著熱老化周期的增加，沙模的抗壓強(qiáng)度基本沒有變化，表明該復(fù)合材料具有良好的抗熱老化性與對照組相比較可知，風(fēng)化煤復(fù)合材料具有更高的抗壓強(qiáng)度。

圖1-2說明，風(fēng)化煤復(fù)合固沙材料，能經(jīng)受沙漠環(huán)境溫度大幅度的變化，具有可用于沙漠化治理的綜合性能。

實(shí)施例2

將風(fēng)化煤粉碎過篩備用，按各原料所占質(zhì)量的份數(shù)計，取沙子70份、粒徑為80目的風(fēng)化煤粉末30份、聚乙烯醇類膠粉0.1份、水20份，經(jīng)混合均勻后，將其均勻鋪蓋在沙地表面，待混合物自然風(fēng)干后形成一層具有良好承壓性和優(yōu)異抗風(fēng)蝕效果的固結(jié)層。

實(shí)施例3

將風(fēng)化煤粉碎過篩備用，按各原料所占質(zhì)量的份數(shù)計，取沙子70份、粒徑為60目的風(fēng)化煤粉末30份、聚乙烯醇類膠粉0.2份、水20份，經(jīng)混合均勻后，將其均勻鋪蓋在沙地表面，待混合物自然風(fēng)干后形成一層具有良好承壓性和優(yōu)異抗風(fēng)蝕效果的固結(jié)層。

實(shí)施例4

將風(fēng)化煤粉碎過篩備用，按各原料所占質(zhì)量的份數(shù)計，取沙子70份、粒徑為80目風(fēng)化煤粉末40份、醋酸乙烯酯類膠粉0.2份、水20份，經(jīng)混合均勻后，將其均勻鋪蓋在沙地表面，待混合物自然風(fēng)干后形成一層具有良好承壓性和優(yōu)異抗風(fēng)蝕效果的固結(jié)層。

實(shí)施例5

將風(fēng)化煤粉碎過篩備用，按各原料所占質(zhì)量的份數(shù)計，取沙子70份、粒徑為100目風(fēng)化煤粉末20份、醋酸乙烯酯類膠粉0.5份、水20份，經(jīng)混合均勻后，將其均勻鋪蓋在沙地表面，待混合物自然風(fēng)干后形成一層具有良好承壓性和優(yōu)異抗風(fēng)蝕效果的固結(jié)層。