CN102936502B - 一种利用铁尾矿制备的防返盐碱剂及其在盐碱地中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用铁尾矿制备的防返盐碱剂及其在盐碱地中的应用，特征在于由铁尾矿按下列重量百分比组成：铁尾矿40-60%，粉煤灰35-55%，酸铝3-4%，二甲级二丙级氯化铵1-2%。本发明与现有技术相比，一方面使铁尾矿泥、粉煤灰和硫酸铝等铁尾矿得到经济有效的利用，变废为宝，将本专利的防返盐碱剂应用在盐碱地中，基本没有返碱，改良效果很好，粮食产量得到了提高。

Description

一种利用铁尾矿制备的防返盐碱剂及其在盐碱地中的应用

技术领域

本发明属于一种盐碱地改良技术领域，尤其涉及一种利用铁尾矿制备的防返盐碱剂及其在盐碱地中的应用。

背景技术

盐碱地改良是一个世界性难题。盐碱地面积占地球陆地面积的1/10，我东北盐碱地属于世界三大苏打盐碱地之一，其土壤碱性较大pH值高。盐碱地成因涉及到气候、地形（低洼地）、地下水、海水浸渍和人为因素等，都要经过积盐成土和碱积盐成土过程。主要因毛细管作用，带动地下水盐分于土壤表层积聚，加上表层水分的蒸发加剧盐成土，而雨水或灌溉水会导致土壤的淋溶作用，令土壤脱盐，会使钙被钠所置换，使得碳酸钠和碳酸氢钠含量上升，形成碱积盐成土，同时苏打使Mg²⁺，Ca²⁺离子容易形成固体，促使钠离子浓度上升，引起碱化度上升，土壤pH值上升，形成苏打盐碱地。盐碱地成土过程中积聚的可溶性盐主要是钠盐，有中性钠盐（Na₂SO₄，NaCl，NaNO₃）和碱性钠盐（苏打：Na₂CO₃，NaHCO₃）以及镁盐（MgCl₂，MgSO₄），钙盐（CaSO₄，CaCO₃固体）。这些可溶性盐碱随着水的流动而运动，有垂直向运动分布和水平面运动分布。

众所周知，防渗和防返是一个事物的两个侧面，也就是我们所说的上防渗下防返。按水力学达西定律，渗流系数的大小同土壤孔隙的水力半径平方和总孔隙率成积成正比，与水的粘度成反比（k=c·ε·r²/η——注：c是常数，ε是土壤孔隙率，r是孔隙的水力半径，η是水的粘度）。可见，防渗与防返主要与土壤孔隙有关。防渗主要同土壤的通气孔（当量直径大于0.02mm即20μm）隙有关，而防返同土壤毛细管（当量直径0.002~0.02mm也就是2~20μm）孔隙有关。所以，防渗同防返措施材质不应该相同。

目前治理盐碱地的措施一般有水利改良措施（灌溉、排水、放淤、种稻、防渗等）、农业生物改良措施（平整土地、改良耕作、施客土、施肥、播种、轮作、间种套种等）、生物改良措施（种植耐盐植物和牧草、绿肥、植树造林等）和化学改良措施（施用改良物质，如石膏、磷石膏、亚硫酸钙等）几个方面。 

    一、水利改良措施：利用明沟排水或竖直排水降低水位减少碱的上升；大水灌溉洗刷大量盐碱。

二、农业、生物改良措施：平整土地和围埝平地，蓄水淡盐，效果非常好；熟化土壤抑盐改土，主要是地面覆盖、熟化表层、使用有机肥，加强土层的有机质含量，改善土壤表层结构；适当的种植及合理耕作。

三、化学改良措施：用化学改良剂改变土壤酸性或碱性的一种措施称为土壤化学改良。常用的化学改良剂有石灰、石膏、磷石膏、氯化钙、硫酸亚铁、腐殖酸钙等，视土壤的性质而择用。如对碱化土壤需施用石膏、磷石膏等以钙离子交换出土壤胶体表面的钠离子，降低土壤的PH值。对酸性土壤，则需施用石灰性物质。化学改良必须结合水利、农业等措施，才能取得更好的效果。 

碱土的改良利用应遵循因地制宜，统一规划，综合治理的原则。主要措施可概括为三个方面：一是水利措施，包括排水、灌溉、放淤；二是农业生物措施，包括平整土地、土壤培肥、种植耐碱作物与绿肥；三是化学改良措施，主要是使用化学改良剂。

在工业生产中会产生大量的铁尾矿、粉煤灰和硫酸铝等，这些铁尾矿和粉煤灰每年要占用大面积的堆放场地。关键问题是能否找到废弃物再利用的途径。如果不加以妥善处置，会对环境造成二次污染。因此，应用铁尾矿泥、粉煤灰和硫酸铝等铁尾矿进行盐碱地改良，是一个除弊兴利的环保循环经济课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用铁尾矿制备的防返盐碱剂，一方面使铁尾矿、粉煤灰和硫酸铝等铁尾矿得到经济有效的利用，变废为宝。本发明的另一个目的是提供一种改良效果好，具有良好应用前景的利用铁尾矿制备的防返盐碱剂及其在盐碱地中的应用。    

 为实现上述目的，本发明的通过以下技术方案实现：

按照本发明的利用铁尾矿制备的防返盐碱剂，其特征在于由铁尾矿按下列重量百分比组成：

铁尾矿                                     40-60%

     粉煤灰                                     35-55%

     硫酸铝                                     3-4%

   二甲基二烯丙基氯化铵              1-2%。

一种利用铁尾矿制备的防返盐碱剂及其在盐碱地中的应用，其特征在于：

1 ）首先对用水已泡好的稻田进行盐碱度测量，得到不同的pH 值、全盐量和碱化度；

2）根据稻田中的碱化度pH 值计算所需的盐碱地防返盐碱剂的用量；具体为：pH 值为9.2 -11 的盐碱地，每1垧盐碱地的防返盐碱剂的用量为180-230公斤；

3）将盐碱地防返盐碱剂均匀撒施在稻田表面，立即利用拖拉机耙犁打碎湿土块和平整土壤，以起搅拌作用。

本发明的盐碱地防返盐碱剂的作用机理，是盐碱地防返盐碱剂中具有较高活性的粉煤灰和无机絮凝剂硫酸铝（pH=3），同已被盐碱地钠所分散的粘粒一起混合，加强粘粒的分散活化和被硫酸铝所中和。然后， 二甲基二烯丙基氯化铵 （DADMAC）作用，粘粒中和的同时架桥，令粘粒二个、三个或多个絮凝下沉，使土壤毛细管8-20μm孔隙被堵住（7μm以下孔不用堵，因为土壤水溶液是水分子35-38个联结起来的高分子水，在G4融砂漏斗孔隙4-7μm，普通自来水不抽就不漏的现象新证实），而铁尾矿的重比重加速絮凝沉降，促使形成具有防渗返和中和功能的土壤层。使毛细管堵住的同时形成新的土层，盐碱地原本水和土壤不分层的不利物性得到克服，土水分层可以顺利插秧。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：本发明一方面使铁尾矿泥、粉煤灰和硫酸铝等铁尾矿得到经济有效的利用，变废为宝，将本专利的防返盐碱剂应用在盐碱地中，基本没有返碱，改良效果很好，粮食产量得到了提高。  

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

地点：吉林省农安龙王， 1垧地

1 ）首先对用水已泡好的稻田进行盐碱度测量，测得 pH=10.31；

2）根据稻田中的碱化度pH 值计算所需的盐碱地防返盐碱剂的用量为每1垧的防返盐碱剂的用量为200kg；即铁尾矿泥120kg，占重量比的60%，粉煤灰70kg占重量比的35%，硫酸铝6kg，占重量比的3%和 二甲基二烯丙基氯化铵 4kg，占重量比的2%； 

3）将200 kg盐碱地防返盐碱剂均匀撒施在稻田表面，立即利用拖拉机耙犁打碎湿土块和平整土壤，以起搅拌作用，两个月后测得的pH=7.55，基本没有返碱，产量6000kg。

实施例2：实施方法同实施例1

地点，吉林省镇赉哈吐气，

测得pH=9.32，根据稻田中的碱化度pH 值计算所需的盐碱地防返盐碱剂的用量为每1垧的防返盐碱剂的用量为200kg，即铁尾矿泥100kg（50%），粉煤灰90kg（45%），硫酸铝8kg（4%）、 二甲基二烯丙基氯化铵 2kg（1%），两个月后测得的pH=7.55，基本没有返碱，产量14000kg。

实施例3：实施方法同实施例1

地点，吉林省松原查干花，实施方法同实施例1，

测得pH=10.35，1垧、时间2011年5月28日

根据稻田中的碱化度pH 值计算所需的盐碱地防返盐碱剂的用量为每1垧的防返盐碱剂的用量为200kg，不同的是铁尾矿泥80kg（40%），粉煤灰110kg（55%），硫铝酸7kg（3.5%）， 二甲基二烯丙基氯化铵 3kg（1.5%），两个月后测得的pH=9.32，基本没有返碱，产量7000kg。

为方便将实施例列出表如下：

Claims (2)

1.一种利用铁尾矿制备的防返盐碱剂，其特征在于由下铁尾矿按下列重量百分比组成：

铁尾矿           40-60%

     粉煤灰             35-55%

     硫酸铝              3-4%

    二甲基二烯丙基氯化铵    1-2%。

2.一种权利要求1所述的利用铁尾矿制备的防返盐碱剂在盐碱地中的应用，其特征在于：

1 ）首先对用水已泡好的稻田进行盐碱度测量，得到不同的pH 值、全盐量和碱化度；

2）根据稻田中的碱化度pH 值计算所需的盐碱地防返盐碱剂的用量；具体为：pH 值为9.2 -11 的盐碱地，每1垧盐碱地的防返盐碱剂的用量为180-230公斤；

3）将盐碱地防返盐碱剂均匀撒施在稻田表面，立即利用拖拉机耙犁打碎湿土块和平整土壤，以起搅拌作用。