CN106753393A - 一种以钾长石与电石渣为主要原料的土壤调理剂及其制备方法 - Google Patents

一种以钾长石与电石渣为主要原料的土壤调理剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种以钾长石与电石渣为主要原料的土壤调理剂及其制备方法，属于化工、环保和农业技术领域；该土壤调理剂是将钾长石、电石渣及助剂按照一定质量比混合，经粉碎、混合均匀后在窑炉内进行高温煅烧，烧结熟料经冷却、粉碎、过筛后即为本发明土壤调理剂。本发明的土壤调理剂本土壤调理剂含有大量的钾、硅、钙等元素，有利于促进农作物的生长，还充分利用了我国含钾量较高、分布最广、储量最多的非水溶性钾资源——钾长石；并为解决电石渣潜在的环境污染问题提供了一个新途径，保护了生态环境，实现了电石渣的无害化处理和农业资源化和谐发展的可持续发展战略，对我国建立循环经济社会和保护生态环境具有十分重要的意义。

Description

一种以钾长石与电石渣为主要原料的土壤调理剂及其制备 方法
技术领域
本发明涉及一种土壤调理剂及其生产方法，具体涉及一种以钾长石与电石渣为主要原料的土壤调理剂及其制备方法，该土壤调理剂中含有大量的钾、硅、钙等元素，属于化工、环保和农业技术领域。
背景技术
钾是“肥料三要素”之一，我国土壤中的钾缺失严重，钾的需求量很大，目前用于生产钾肥的可溶性钾盐十分缺乏，而不溶性含钾矿石资源非常丰富。钾长石就是其中最重要的一种，钾长石矿是含钾量较高、分布最广、储量最大的非水溶性钾资源，分子式为KAlSi3O8，平均二氧化硅含量64.70％，氧化钾含量11.63％，其储量约达79.14亿吨，按平均含量折算成氧化钾储量约为9.20亿吨，储量丰富，是最具优势的非金属矿产资源。因此，研究如何将钾长石矿源转化为可溶性钾，添加到土壤调理剂中，从而改善土壤中钾的缺失，显得十分重要，对我国农业的发展也有着重要的意义。
电石渣来源于氯碱企业利用电石生产聚氯乙烯(PVC)时产生的副产物，其主要成分为Ca(OH)2，碱性较强(pH＞12)。据统计，每生产1吨PVC产品耗用电石1.4～1.5吨，同时每吨电石产生1.2吨电石渣(干基)，电石渣含水量按90％计，那么每生产1吨PVC产品，排出电石渣浆约2吨。全国电石渣年排放量超过1700万t，由于电石渣是难以处理的工业废渣,累计堆存量已达100多亿t。目前这些电石渣浆除了约10％加工制成水泥外，主要处理方式是筑坝堆放，这不但对地区环境存在污染风险，而且占用了大量的土地和花费高昂的运行费用。要想从根本上解决问题，只有在技术上谋求突破，寻求新的治理工艺，综合利用，变废为宝。
土壤资源的合理利用与土壤环境的保护关系到人们的食品安全和生态系统的平衡，以及土地资源的可持续利用，其重要性不言而喻。随着人类工农业生产的发展、“三废”的无序排放，土壤生态环境受到了极大的影响。目前，我国土壤资源正面临着酸碱失衡、养分流失和机能退化等危机，土壤资源的治理与改良迫在眉睫。为此，国家于近期出台了《土壤污染防治行动计划》，以规范和促进土壤环保事业的良性发展。在此背景下，研发相应的土壤调理剂用以改善土壤资源现状不失为一条捷径。
土壤调理剂是以天然矿物质为主要原料，经过高温煅烧、萃取加工而成的产品，有极其显著的“保水、增肥、透气”三大土壤调理性能。能够打破土壤板结、疏松土壤、提高土壤透气性、降低土壤重金属污染，促进土壤微生物活性、增强土壤肥水渗透力；具有改良土壤，治理荒漠，保水抗旱，增强农作物抗病能力，提高农作物产量，改善农产品品质，恢复农作物原生态等功能，大幅度提高植树成活率和农产品产量；改善农林产品品质，恢复农林产品的天然风貌。
目前，国内尚无任何以钾长石、电石渣为主要原料生产土壤调理剂的专利申请和相关技术，本发明不仅提供了一种以钾长石、电石渣为主要原料生产钾-硅-钙型矿物质肥料/土壤调理剂的新方法，还为解决电石渣潜在的环境污染问题提供了一个新途径，充分利用资源并保护了生态环境，实现了电石渣的无害化处理和农业资源化和谐发展的可持续发展战略，对我国建立循环经济社会和保护生态环境具有十分重要的意义。
发明内容
本发明旨在克服可溶性钾资源匮乏、电石渣废弃物充分利用等难题，提供一种以钾长石、电石渣为主要原料，采用高温煅烧手段生产土壤调理剂的方法，其生产方法具有简单高效、成本低廉、操作方便等特点。
为了实现上述发明目的，本发明是通过如下方案实现的：
一种以钾长石与电石渣为主要原料的土壤调理剂，由钾长石、电石渣、助剂制成，各组分的质量比为钾长石：电石渣：助剂为1:0.2～1.2:0.1～0.5。
所述的电石渣为电石法生产聚氯乙烯(PVC)时产生的副产物，经曝气、漂洗、过滤、脱水干燥无害化处理后的粉状产品。
所述的助剂为活性炭、芒硝、氧化钙、无水硫酸钙、无水硫酸钠、氟化钠、氯化钠、碳酸钠等中的一种或几种的混合。
所述的生产本土壤调理剂原料配比为钾长石：电石渣：助剂为1:0.4～0.7:0.2～0.3。
本发明还提供了一种以钾长石与电石渣为主要原料的土壤调理剂的制备方法，钾长石、电石渣、助剂经粉碎、混合均匀后在窑炉内进行高温煅烧，烧结熟料经冷却、粉碎、过筛后即为本发明土壤调理剂。
所述的钾长石、电石渣粉碎混合均匀后的粉状产品选择范围是60～120目，筛余量＜5％。
所述的高温煅烧的窑炉为立窑、回转窑、隧道窑、轮窑、倒焰窑中的一种或多种。
所述的高温煅烧的温度为900～1300℃，煅烧时间为20～120min。
所述的烧结熟料冷却方式为自然冷却、急速冷却、空气冷却或真空冷却中的一种或多种。
所述的烧结熟料经冷却、粉碎、过筛后粉末细度达到80～100目，筛余量＜5％。
所述的土壤调理剂含有大量的钾、硅、钙等元素，可用于制成钾-硅-钙型矿物质肥料或者土壤调理剂类产品。
本发明的有益效果是：本发明使钾长石中难溶性钾转化为可溶性钾，钾资源得到了充分利用；本发明以钾长石、电石渣为主要原料生产的土壤调理剂，产品中含有大量的钾、硅、钙等营养元素，能够促进农作物的生长，不但解决了我国农业可溶性钾资源匮乏的难题，而且为解决电石渣可能存在的环境污染问题提供了一个新途径，实现了电石渣变废为宝，减轻了生态压力，对我国工农业的可持续发展、循环经济社会的建立和生态环境的保护都具有十分重要的意义。
附图说明
图1为本发明土壤调理剂生产工艺流程图；
具体实施方式
下面通过实例对本发明做进一步详细说明，这些实例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。
实施例1
将经曝气、漂洗、过滤、脱水干燥等无害化处理后的电石渣、钾长石与助剂按0.4：1：0.25混合(其中助剂的比例为活性炭：氯化钠：氧化钙＝1：1.5：0.5)，即得混合物料。使用破碎机将混合物料粉碎，加水在搅拌机中搅拌均匀，然后将混匀后的物料投放到立窑内，于1000℃的条件下煅烧30min，通入空气冷却至室温，将所得烧结熟料取出、粉碎、过80目筛，即得该土壤调理剂产品。
本实施例所制得土壤调理剂按农业检测标准NY/T2272-2012、NY/T1973-2010与NY/T2540-2014进行检测，结果如下表：
名称 K2O SiO2 CaO pH
含量(％) 3.82 17.10 18.41 12.16
实施例2
将经曝气、漂洗、过滤、脱水干燥等无害化处理后的电石渣、钾长石与助剂按0.5：1：0.3混合(其中助剂的比例为活性炭：芒硝：无水硫酸钙＝1：1.2：0.8)，即得混合物料。使用破碎机将混合物料粉碎，加水在搅拌机中搅拌均匀，然后将混匀后的物料投放到回转窑内，于1100℃的条件下煅烧20min，自然冷却至室温，将所得烧结熟料取出、粉碎、过100目筛，即得该土壤调理剂产品。
本实施例所制得土壤调理剂按农业检测标准NY/T2272-2012、NY/T1973-2010与NY/T2540-2014进行检测，结果如下表：
名称 K2O SiO2 CaO pH
含量(％) 4.89 24.95 17.94 11.61
实施例3
将经曝气、漂洗、过滤、脱水干燥等无害化处理后的电石渣、钾长石与助剂按0.6：1：0.4混合(其中助剂的比例为活性炭：碳酸钠：无水硫酸钙＝0.8：1：0.2)，即得混合物料。使用破碎机将混合物料粉碎，加水在搅拌机中搅拌均匀，然后将混匀后的物料投放到隧道窑内，于1250℃的条件下煅烧20min，冷却至室温，将所得烧结熟料取出、粉碎、过100目筛，即得该土壤调理剂产品。
本实施例所制得土壤调理剂按农业检测标准NY/T2272-2012、NY/T1973-2010与NY/T2540-2014进行检测，结果如下表：
名称 K2O SiO2 CaO pH
含量(％) 6.39 35.65 18.71 10.12
实施例4
将经曝气、漂洗、过滤、脱水干燥等无害化处理后的电石渣、钾长石与助剂按0.5：1：0.35混合(其中助剂的比例为活性炭：碳酸钠：氧化钙＝3.2：2.8：1)，即得混合物料。使用破碎机将混合物料粉碎，加水在搅拌机中搅拌均匀，然后将混匀后的物料投放到轮窑内，于1250℃的条件下煅烧20min，冷却至室温，将所得烧结熟料取出、粉碎、过80目筛，即得该土壤调理剂产品。
本实施例所制得土壤调理剂按农业检测标准NY/T2272-2012、NY/T1973-2010与NY/T2540-2014进行检测，结果如下表：
名称 K2O SiO2 CaO pH
含量(％) 6.46 34.41 19.56 10.50

Claims (10)

1.一种以钾长石与电石渣为主要原料的土壤调理剂，其特征在于：该土壤调理剂由钾长石、电石渣和助剂制成，各组分的质量比为钾长石：电石渣：助剂为1:0.2～1.2:0.1～0.5。
2.根据权利要求1所述的一种以钾长石与电石渣为主要原料的土壤调理剂，其特征在于：所述的电石渣为电石法生产聚氯乙烯PVC时产生的副产物，经曝气、漂洗、过滤、脱水干燥无害化处理后的粉状产品。
3.根据权利要求1所述的一种以钾长石与电石渣为主要原料的土壤调理剂，其特征在于：所述的助剂为活性炭、芒硝、氧化钙、无水硫酸钙、无水硫酸钠、氟化钠、氯化钠、碳酸钠中的一种或几种的混合。
4.根据权利要求1所述的一种以钾长石与电石渣为主要原料的土壤调理剂，其特征在于：所述的钾长石、电石渣、助剂的质量比为1:0.4～0.7:0.2～0.5。
5.一种以钾长石与电石渣为主要原料的土壤调理剂的制备方法，其特征在于：钾长石、电石渣、助剂按1:0.2～1.2:0.1～0.5的质量比称取，经粉碎、混合均匀后在窑炉内进行高温煅烧，烧结熟料经冷却、粉碎、过筛后即为本发明土壤调理剂。
6.根据权利要求5所述一种以钾长石与电石渣为主要原料的土壤调理剂的制备方法，其特征在于：所述的钾长石、电石渣粉碎混合均匀后的粉状产品选择范围是60～120目，筛余量＜5％。
7.根据权利要求5所述一种以钾长石与电石渣为主要原料的土壤调理剂的制备方法，其特征在于：所述的高温煅烧的窑炉为立窑、回转窑、隧道窑、轮窑、倒焰窑中的一种或多种，高温煅烧的温度为900～1300℃，煅烧时间为20～120min。
8.根据权利要求5所述一种以钾长石与电石渣为主要原料的土壤调理剂的制备方法，其特征在于：所述的烧结熟料冷却方式为自然冷却、急速冷却、空气冷却或真空冷却中的一种或多种。
9.根据权利要求5所述一种以钾长石与电石渣为主要原料的土壤调理剂的制备方法，其特征在于：所述的烧结熟料经冷却、粉碎、过筛后粉末细度达到80～100目，筛余量＜5％。
10.根据权利要求1所述一种以钾长石与电石渣为主要原料的土壤调理剂，其特征在于：所述的土壤调理剂含有大量的钾、硅、钙元素，可用于制成钾-硅-钙型矿物质肥料或者土壤调理剂类产品。
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