CN104987247A - 凹凸棒尾矿炭化营养土的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种凹凸棒尾矿炭化营养土的生产方法，其技术方案的要点是，先将凹凸棒尾矿炭化土的配料搅拌挤压成片状颗粒，炭化处理为凹凸棒尾矿炭化土，再将凹凸棒尾矿炭化营养土的配料造粒和灭菌，包装为凹凸棒尾矿炭化营养土的成品。凹凸棒尾矿炭化营养土由凹凸棒尾矿、活性白土废渣、泥煤、沸石、废弃物、蛭石、磷酸二铵、珍珠岩、高吸水树脂和硫酸亚铁组成。凹凸棒尾矿炭化营养土中含有大量的氮、磷、钾、有机质和多种微量元素，是一种营养成份齐全、肥效高、无毒、无菌、无害、无臭味和保水性能好的优质营养土，凹凸棒尾矿炭化营养土适用于种植花卉和苗木，凹凸棒尾矿炭化营养土的生产方法适用于生产炭化营养土和营养基质。

Description

凹凸棒尾矿炭化营养土的生产方法

技术领域

本发明涉及营养土，具体涉及一种凹凸棒尾矿炭化营养土的生产方法。

背景技术

现有花卉苗木使用的营养土原料大多是由山泥、园土、塘泥、泥炭土、河沙、草木灰、木屑、农作物秸秆、菌类栽培废弃料和腐殖质等材料混合配制而成，这些营养土并没有经过合理的配料和消毒灭菌，保水保肥能力差，透气性能不好，容易板结，营养土内的矿物质营养很难被花卉苗木吸收，花卉苗木还会受到土壤中的病毒细菌和新萌发杂草的侵害，不利于花卉苗木的正常生长发育。

磷和钾都是花卉苗木生长必需的营养元素，虽然营养土中含有一定量的磷和钾，但大部分属迟效性磷和钾，并不能被花卉苗木根系直接吸收，致使花卉苗木生长缓慢，影响花卉苗木的正常生长发育，因此，营养土中的磷和钾，需转化为可溶性速效磷和钾才能被植物直接吸收利用。

我国矿产资源80％为共伴生矿，大量有价值的磷、钾和微量元素存留于尾矿之中，尾矿堆存需要占用大量土地，很多尾矿库超期或超负荷使用，甚至违规操作，使尾矿库存在极大的安全隐患，对周边地区的人民财产和生命安全造成严重威胁，凹凸棒石粘土尾矿中仍然含有10～25%的凹凸棒石，大量堆放在矿区内。

中国专利申请公布号：CN104667875A，申请公布日：2015年06月03日，名称为“利用凹凸棒石和泔水油制备生物炭/凹凸棒石纳米复合材料的方法”，公开了一种利用凹凸棒石和泔水油制备生物炭/凹凸棒石纳米复合材料的方法，首先利用凹凸棒石直接吸附泔水油，压滤后将吸附油脂的凹凸棒石在压力罐中绝氧炭化，最后经洗涤、烘干、过筛得负载生物炭的凹凸棒石纳米复合材料。本发明制备的生物炭/凹凸棒石纳米复合材料，不仅实现了泔水油的再利用，而且利用凹凸棒石和生物炭之间的协同效应，为水体净化、土壤改良和修复开辟了新途径。

上述专利的不足之处是：该发明需要将吸附油脂的凹凸棒石在压力罐中绝氧炭化，炭化后采用乙醇洗涤、烘干、过筛得负载生物炭的凹凸棒石纳米复合材料。该方法工艺流程复杂，生产效率低，该产品用于“水体净化、土壤改良和修复”成本较高，难以推广应用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中不足之处，提供一种凹凸棒尾矿炭化营养土的生产方法。

凹凸棒尾矿炭化营养土的生产方法：先将凹凸棒尾矿炭化土的配料搅拌挤压成片状颗粒，炭化处理为凹凸棒尾矿炭化土，再将凹凸棒尾矿炭化营养土的配料造粒和灭菌，包装为凹凸棒尾矿炭化营养土的成品。

凹凸棒尾矿炭化营养土由凹凸棒石粘土尾矿、活性白土废渣、泥煤、沸石、粉碎后的废弃物、水沤制后的废弃物、蛭石、磷酸二铵、珍珠岩、高吸水树脂和硫酸亚铁组成。

凹凸棒石具有独特的分散、耐高温、抗盐碱等良好的胶体性质和较高的吸附能力，并具有一定的可塑性及粘结力。凹凸棒石粘土能吸附营养土中的异臭味、重金属离子和致癌物质，保持营养土中的营养成分不流失，有利于植物的生长发育，凹凸棒石粘土尾矿中仍然含有10～25%的凹凸棒石，本发明选用粉碎后的凹凸棒石粘土尾矿，凹凸棒石粘土尾矿的颗粒细度≤0.5毫米。

活性白土是以凹凸棒石粘土、膨润土和活性炭为原料，经酸化处理加工而成的活性较高的吸附剂，在油脂脱色中应用广泛；经过脱色后的活性白土失去了活性，不能再生重复使用，成为一种深褐色的活性白土废渣，活性白土废渣中含油率高达15～40%，活性白土废渣经过再次回收处理后，仍然残留有5～25%的油脂，这些活性白土废渣不但会产生自燃，而且严重污染环境，目前，大部分油厂采用水喷洒或地坑掩埋，作为废弃物处理，导致资源白白浪费。

沸石是一种含水的碱或碱土金属架状铝硅酸盐矿物的总称，它独特的内部结构和晶体物化性质，使其具有吸附、离子交换、催化反应、耐酸、耐热和耐辐射等优异理化性能，在农业上用作土壤改良剂，能起保肥、保水、防止病虫害的作用。本发明选用粉碎后的沸石，沸石的颗粒细度≤0.5毫米。

泥煤是煤炭生产过程中的一种副产品，其中有：炼焦煤选煤厂的浮选尾煤、煤水混合物产出的泥煤、矿井排水夹带的泥煤、矸石山浇水冲刷下来的泥煤；由于泥煤具有高水分、高粘性、高持水性和低热值等诸多不利条件，很难实现工业应用，长期被用户拒之门外，泥煤中含有较多的磷、钾和微量元素，但是并不能被植物所直接吸收。本发明选用粉碎后的泥煤，泥煤的颗粒细度≤0.5毫米。

大量农作物的秸秆、木屑、竹屑、树叶和树皮等废弃物，被抛弃在农田周围或路边，大多被燃烧掉，严重污染空气质量；粉碎后的废弃物是将农作物的秸秆、木屑、竹屑和树叶等废弃物晒干以后进行粉碎，本发明选用粉碎后的废弃物长度≤25毫米。

蛭石经过高温焙烧后，其体积能迅速膨胀数倍至数十倍，体积膨胀后的蛭石叫膨胀蛭石，是世界上最轻的矿物之一；膨胀蛭石用作土壤改良剂，可改善土壤的结构，储水保墒，提高土壤的透气性和含水性，起着保肥、保水、储水、透气和矿物肥料等多重作用。本发明选用粉碎后的蛭石，蛭石的颗粒细度≤0.5毫米。

磷酸二铵是一种高浓度的速效肥料，适用于各种作物和土壤，特别适用于喜氮需磷的作物，作基肥或追肥均可。

珍珠岩经膨胀而成为一种轻质、多功能新型材料，具有表观密度轻、导热系数低、化学稳定性好等特点，膨胀珍珠岩用于农业、园林上保肥、保水、无菌、透气性好。本发明选用粉碎后的膨胀珍珠岩，膨胀珍珠岩的颗粒细度≤1.5毫米。

硫酸亚铁是浅绿色晶体，10%水溶液的硫酸亚铁对石蕊呈酸性，pH值约为3.7，在本发明中用于调节凹凸棒尾矿炭化营养土的pH值和作为植物铁元素的补充剂，防治植物因缺铁而发生生理性病害，使植物叶色失绿，还可以用来杀灭苔藓。

高吸水树脂的吸水倍率可达自身重量的数百倍甚至上千倍，本发明选用高吸水树脂的吸水倍率为100～300倍。

本发明通过下述技术方案予以实现：

1、凹凸棒尾矿炭化营养土的生产方法：⑴将凹凸棒尾矿炭化土的配料输入运转的搅拌机中搅拌，搅拌均匀后输送到对辊机中挤压成不规则的片状颗粒，片状颗粒的厚度≤6毫米；⑵将凹凸棒尾矿炭化土片状颗粒输送到回转式炭化炉中进行炭化处理为凹凸棒尾矿炭化土半成品，回转式炭化炉内炭化温度控制在250～450℃，炭化时间控制在30～90分钟；⑶在回转式炭化炉出料口安装一个高压雾状水喷头，采用高压雾状水，将正在缺氧燃烧的凹凸棒尾矿炭化土半成品快速熄灭，凹凸棒尾矿炭化土半成品熄灭后为黑色的凹凸棒尾矿炭化土，凹凸棒尾矿炭化土含水量≤25％；⑷将凹凸棒尾矿炭化营养土半成品的配料输入运转的搅拌机中搅拌，搅拌均匀后输入挤压造粒机造粒为凹凸棒尾矿炭化营养土半成品颗粒，颗粒直径控制在6～12毫米，颗粒长度控制在6～20毫米；⑸将凹凸棒尾矿炭化营养土半成品颗粒输送到回转式灭菌炉中，进行低温灭菌和干燥，温度控制在60～100℃，时间控制在30～90分钟；⑹灭菌和干燥后的凹凸棒尾矿炭化营养土含水量≤20％，冷却后包装为凹凸棒尾矿炭化营养土的成品。

2、凹凸棒尾矿炭化土的配料按重量百分比由下列组分组成：凹凸棒石粘土尾矿15～35％、活性白土废渣10～30％、泥煤5～25％、沸石5～20％、粉碎后的废弃物5～20％、蛭石0.5～5％和水5～45％。

3、凹凸棒尾矿炭化营养土半成品的配料按重量百分比由下列组分组成：凹凸棒尾矿炭化土45～75％、水沤制后的废弃物5～25％、磷酸二铵0.2～5％、膨胀珍珠岩0.5～5％、高吸水树脂0.1～5％、硫酸亚铁0～3％和水5～35％。

4、水沤制废弃物的配料按重量百分比由下列组分组成：粉碎后的废弃物35～75％和水25～65％；水沤制废弃物的方法：先将粉碎后的废弃物输送到浸泡池内，再将粉碎后的废弃物摊平后加水，粉碎后的废弃物全部浸泡在水中，粉碎后的废弃物在水中沤制10～30天后为水沤制后的废弃物。

5、本发明中所述含水量百分比均为重量百分比。

凹凸棒尾矿炭化土中的凹凸棒石粘土、活性白土废渣、沸石、粉碎后的废弃物和蛭石经过炭化后，可以将不能被花卉苗木直接吸收的磷、钾化合物和多种微量元素，转化为可溶性的磷、钾、微量元素和有机碳。

炭化处理后的凹凸棒尾矿炭化土，能扩大凹凸棒石粘土和沸石的孔隙率和吸附能力；活性白土废渣在炭化处理时，矿物质原料和残留的油脂快速转化为可溶性的磷、钾和微量元素；蛭石在250～450℃炭化处理时，直接膨化为膨胀蛭石，有利于提高凹凸棒尾矿炭化土中的孔隙率。

活性白土废渣、泥煤和粉碎后的废弃物在炭化处理时，不但能转化为可溶性的磷、钾和微量元素，还能在缺氧状态下，充分发挥自身的热能，促进凹凸棒尾矿炭化土的配料快速完成炭化全过程。

采用将废弃物直接加入水中进行沤制发酵，以降低废弃物的硬度，提高废弃物中纤维的柔软性，浸出容易被花卉苗木吸收的营养成分和增加凹凸棒尾矿炭化营养土的孔隙率。

凹凸棒尾矿炭化营养土配料中的磷酸二铵与其它的配料混合挤压造粒后，形成了一个整体的颗粒，保持凹凸棒尾矿炭化营养土中的营养成分不流失，有利于凹凸棒尾矿炭化营养土中的氮磷钾和有机物营养物质缓慢释放，确保花卉苗木生长发育所需要的营养。

凹凸棒尾矿炭化营养土经过灭菌和干燥后，可杀死凹凸棒尾矿炭化营养土中殘留的粪大肠菌群、蛔虫卵、线虫等病菌和害虫，还能将杂草种子蒸死，避免了杂草种子的发芽。

凹凸棒尾矿炭化营养土中含有大量的氮、磷、钾、有机质和多种微量元素，是一种营养成份齐全、肥效高、无毒、无菌、无害、无臭味和保水性能好的优质营养土，适用于种植花卉和苗木。

凹凸棒尾矿炭化营养土与当地的土壤混合使用，有利于改良当地土壤的团粒结构，保持土壤疏松，增强土壤肥力，减少土壤中养分的淋失，更有效地保水和保肥，并能降低因土传枯萎、蔓枯、病毒等病害的发生，凹凸棒尾矿炭化营养土还适用于土壤改良、沙漠治理和盐碱地改造。

采用本发明的生产方法生产凹凸棒尾矿炭化营养土，生产工艺简单，整个生产过程中没有废气、粉尘和燥音，有利于保护生态环境，避免了对周边环境造成二次污染。

凹凸棒尾矿炭化营养土的配料中大量采用多种废弃物，不仅有利于提高资源利用率，变废为宝，还能减少占用土地，保护和净化环境，节省能源，降低生产成本，提高经济效益。

凹凸棒尾矿炭化营养土的生产方法适用于生产不同配方的炭化营养土和营养基质。 

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述：

1、凹凸棒尾矿炭化营养土的生产方法：⑴将凹凸棒尾矿炭化土的配料输入运转的搅拌机中搅拌，搅拌均匀后输送到对辊机中挤压成不规则的片状颗粒，片状颗粒的厚度≤6毫米；⑵将凹凸棒尾矿炭化土片状颗粒输送到回转式炭化炉中进行炭化处理为凹凸棒尾矿炭化土半成品，回转式炭化炉内炭化温度控制在300～400℃，炭化时间控制在60分钟；⑶在回转式炭化炉出料口安装一个高压雾状水喷头，采用高压雾状水，将正在缺氧燃烧的凹凸棒尾矿炭化土半成品快速熄灭，凹凸棒尾矿炭化土半成品熄灭后为黑色的凹凸棒尾矿炭化土，凹凸棒尾矿炭化土含水量≤20％；⑷将凹凸棒尾矿炭化营养土半成品的配料输入运转的搅拌机中搅拌，搅拌均匀后输入挤压造粒机造粒为凹凸棒尾矿炭化营养土半成品颗粒，颗粒直径控制在8毫米，颗粒长度控制在12毫米；⑸将凹凸棒尾矿炭化营养土半成品颗粒输送到回转式灭菌炉中，进行低温灭菌和干燥，温度控制在90～100℃，时间控制在55分钟；⑹灭菌和干燥后的凹凸棒尾矿炭化营养土含水量≤10％，冷却后包装为凹凸棒尾矿炭化营养土的成品。

2、凹凸棒尾矿炭化土的配料按重量百分比由下列组分组成：凹凸棒石粘土尾矿25％、活性白土废渣22％、泥煤15％、沸石8％、粉碎后的废弃物6％、蛭石2％和水22％。

3、凹凸棒尾矿炭化营养土半成品的配料按重量百分比由下列组分组成：凹凸棒尾矿炭化土55％、水沤制后的废弃物12％、磷酸二铵2％、膨胀珍珠岩2％、高吸水树脂0.7％、硫酸亚铁0.3％和水28％。

4、水沤制废弃物的配料按重量百分比由下列组分组成：粉碎后的废弃物55％和水45％；水沤制废弃物的方法：先将粉碎后的废弃物输送到浸泡池内，再将粉碎后的废弃物摊平后加水，粉碎后的废弃物全部浸泡在水中，粉碎后的废弃物在水中沤制20天后为水沤制后的废弃物。

Claims (2)

1.一种凹凸棒尾矿炭化营养土的生产方法，其特征在于，⑴将凹凸棒尾矿炭化土的配料输入运转的搅拌机中搅拌，搅拌均匀后输送到对辊机中挤压成不规则的片状颗粒，片状颗粒的厚度≤6毫米；⑵将凹凸棒尾矿炭化土片状颗粒输送到回转式炭化炉中进行炭化处理为凹凸棒尾矿炭化土半成品，回转式炭化炉内炭化温度控制在250～450℃，炭化时间控制在30～90分钟；⑶在回转式炭化炉出料口安装一个高压雾状水喷头，采用高压雾状水，将正在缺氧燃烧的凹凸棒尾矿炭化土半成品快速熄灭，凹凸棒尾矿炭化土半成品熄灭后为黑色的凹凸棒尾矿炭化土，凹凸棒尾矿炭化土含水量≤25％；⑷将凹凸棒尾矿炭化营养土半成品的配料输入运转的搅拌机中搅拌，搅拌均匀后输入挤压造粒机造粒为凹凸棒尾矿炭化营养土半成品颗粒，颗粒直径控制在6～12毫米，颗粒长度控制在6～20毫米；⑸将凹凸棒尾矿炭化营养土半成品颗粒输送到回转式灭菌炉中，进行低温灭菌和干燥，温度控制在60～100℃，时间控制在30～90分钟；⑹灭菌和干燥后的凹凸棒尾矿炭化营养土含水量≤20％，冷却后包装为凹凸棒尾矿炭化营养土的成品；

所述凹凸棒尾矿炭化土的配料按重量百分比由下列组分组成：凹凸棒石粘土尾矿15～35％、活性白土废渣10～30％、泥煤5～25％、沸石5～20％、粉碎后的废弃物5～20％、蛭石0.5～5％和水5～45％；

所述凹凸棒尾矿炭化营养土半成品的配料按重量百分比由下列组分组成：凹凸棒尾矿炭化土45～75％、水沤制后的废弃物5～25％、磷酸二铵0.2～5％、膨胀珍珠岩0.5～5％、高吸水树脂0.1～5％、硫酸亚铁0～3％和水5～35％；

水沤制废弃物的配料按重量百分比由下列组分组成：粉碎后的废弃物35～75％和水25～65％；水沤制废弃物的方法：先将粉碎后的废弃物输送到浸泡池内，再将粉碎后的废弃物摊平后加水，粉碎后的废弃物全部浸泡在水中，粉碎后的废弃物在水中沤制10～30天后为水沤制后的废弃物。

2.根据权利要求1所述一种凹凸棒尾矿炭化营养土的生产方法，其特征在于：凹凸棒尾矿的颗粒细度≤0.5毫米、泥煤的颗粒细度≤0.5毫米、沸石的颗粒细度≤0.5毫米、粉碎后的废弃物长度≤25毫米、蛭石的颗粒细度≤0.5毫米、膨胀珍珠岩的颗粒细度≤1.5毫米和高吸水树脂的吸水倍率为100～300倍。