煤矸石制人工土壤，核心是消解有害成分、改良理化性质、配补营养物质，既解决煤矸石固废堆积污染问题，又适配矿区复垦、盐碱地改良等场景，适配烧结砖厂固废再利用的联动需求，技术可量化、流程可落地。 

一、 核心前提：煤矸石预处理（关键控害步骤） 

预处理核心是去除有毒物质、降低重金属活性、破碎调节粒径，直接决定人工土壤安全性和适配性。 

1. 破碎筛分：经颚式破碎机+振动筛处理，粒径控制在 0.05~10mm，其中细粒（<2mm）占比60%以上，保证保水性和透气性；粗粒（2~10mm）提升孔隙率，避免板结。 

2. 脱毒降害（2种主流工艺，按需选） 

- 物理高温法：利用烧结砖厂余热（600~800℃）焙烧30~60min，可去除80%以上可溶性氟、硫，同时钝化Pb、Cd等重金属活性，联动生产能大幅降成本； 

- 化学淋洗法：低浓度（1%~3%）硫酸/柠檬酸溶液浸泡2~4h，固液比1:3，针对性去除碳酸盐类有害物，适合高钙高硫煤矸石，淋洗液经中和处理后可循环。 

3. 陈化熟化：堆置通风处30~45天，洒水保持含水率15%~20%，自然降解残留有机物，降低pH值（适配多数植物的土壤pH需调至6.0~7.5）。 

二、 配方复配技术（核心成土环节，可量化配比） 

煤矸石本身营养匮乏、结构性差，必须复配改良剂，分基础型（矿区复垦） 和增效型（农用/绿化） 两类，配比可根据本地原料成本灵活调整。 

1.  基础型人工土壤（适配矿区复垦，低成本优先） 

核心配比（质量比）：煤矸石（预处理后）70%~75% + 粉煤灰（烧结砖副产）10%~15% + 腐熟秸秆/煤矸石堆肥10%~15% + 生石灰（调节pH）0.5%~2% 

- 关键指标：容重1.2~1.5g/cm³，孔隙率40%~45%，有机质≥5g/kg，可满足刺槐、沙棘等耐贫瘠植物生长需求。 

2.  增效型人工土壤（适配绿化、轻度农用） 

在基础配方上优化，提升肥力和保水性，配比（质量比）：预处理煤矸石60% + 粉煤灰10% + 腐熟有机肥15% + 膨润土5% + 腐殖酸3% + 氮磷钾复合肥（15-15-15）2% 

- 关键指标：有机质≥15g/kg，速效氮≥50mg/kg，速效磷≥10mg/kg，速效钾≥80mg/kg，pH 6.5~7.2，可种植草坪、玉米、蔬菜等。 

核心改良剂作用（低成本优先选工业副产/本地原料） 

- 膨润土：提升保水保肥性，添加量3%~5%即可将保水率提升20%~30%； 

- 腐殖酸：钝化重金属+促根系生长，选矿源腐殖酸，成本更低； 

- 秸秆堆肥：本地玉米/小麦秸秆腐熟即可，大幅提升有机质，降低原料成本。 

三、 工业化制备工艺流程（可联动烧结砖生产线，降本增效） 

适配现有工业场地，无需新增大型设备，流程闭环，日产可达50~100吨，适配中小规模固废处理需求。 

1. 原料仓储：分仓存放预处理煤矸石、粉煤灰、有机肥，配自动上料装置； 

2. 精准配比：通过皮带秤计量，按预设比例自动混合，误差控制在±1%； 

3. 混合搅拌：卧式双轴搅拌机搅拌10~15min，同步喷洒调湿水，将含水率稳定在20%~25%； 

4. 熟化陈化：密闭发酵仓堆置15~20天，翻抛机每3天翻抛1次，加速微生物活化； 

5. 筛分包装/直接输送：成品过筛去除大颗粒，可散装直接输送至矿区复垦地块，或袋装用于绿化工程。 

四、 关键技术指标（合规性+实用性双重标准） 

需符合《土壤环境质量 农用地土壤污染风险管控标准》（GB 15618-2018）和《矿山生态修复 煤矸石基质应用技术要求》，核心指标如下 

1. 安全性：重金属含量（mg/kg）Pb≤70、Cd≤0.6、Hg≤0.3、As≤30，可溶性氟≤100mg/kg； 

2. 理化性：pH 6.0~7.5，容重1.1~1.6g/cm³，总孔隙率≥40%，持水量≥25%； 

3. 肥力：有机质≥5g/kg（复垦）/≥12g/kg（农用），阳离子交换量≥5cmol/kg。 

五、 成本优化要点（适配工业生产降本需求） 

1. 联动烧结砖厂：复用焙烧余热、粉煤灰副产物，可降低预处理+原料成本30%~40%； 

2. 本地原料替代：用固安本地秸秆、畜禽粪便替代商品有机肥，原料成本降低50%以上； 

3. 工艺简化：矿区就近制备、就地施用，省去包装和长途运输成本，适合大规模复垦场景。 

六、 应用场景（针对性适配，最大化收益） 

1. 核心场景：煤矸石堆场/烧结砖厂废弃场地复垦，直接铺覆15~30cm厚人工土壤，种植耐贫瘠植被，实现固废就地消纳； 

2. 拓展场景：华北地区盐碱地改良，按1:2比例与盐碱土混合，可快速降低土壤含盐量、改善板结； 

3. 小众场景：城市绿化营养土、育苗基质，经精细化配比后，可作为商品土售卖，提升附加值。