CN107880897A

CN107880897A - 煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂

Info

Publication number: CN107880897A
Application number: CN201711242609.XA
Authority: CN
Inventors: 许庆华; 邱茗; 王鲁海; 王跃皓; 蒋文兰; 沈培友; 袁欣; 王雨润
Original assignee: Pingliang Non-Metallic Application Technology Co Ltd
Current assignee: Pingliang Non-Metallic Application Technology Co Ltd
Priority date: 2017-11-30
Filing date: 2017-11-30
Publication date: 2018-04-06

Abstract

本发明公开了一种煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂，其技术方案的要点是，配料由煤矸石压缩营养土、煤矸石炭化土、酸化后的沸石颗粒、酸化后的秸秆、脱硫石膏、腐植酸、粉状盐碱地保水缓释肥、凹凸棒石粘土、硫酸亚铁和水组成；将配料进行搅拌混合均匀后，包装为煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂。土壤调理剂中所含的钙、镁离子可代换盐碱土壤胶体上的钠离子，使土壤交换性钠离子的含量降低，降低土壤的碱化度，同时还能明显提高盐碱地土壤的肥力，增加盐碱地土壤有机质、钙、镁、硅、硫、氮、磷和钾的含量，达到改良盐碱地的目的，提高绿化植树的成活率，煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂适用于改良盐碱地和在盐碱地绿化植树。

Description

煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂

技术领域

本发明涉及土壤调理剂，具体涉及一种煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂。

背景技术

盐碱地是指土壤里面所含的盐分影响到作物的正常生长，严重的盐碱土壤地区植物几乎不能生存，在盐碱地区进行绿化植树过程中，受盐碱地土壤条件的限制，盐碱土中含有过多的可溶性盐类，使植物吸收水份和吸收养分的能力降低，土壤有机质含量相对降低，氮、磷、钾和微量元素缺失严重，土壤团粒结构破坏严重，透气性降低，需氧性的微生物活性下降，土壤熟化慢，从而造成土壤板结。由于盐碱化使土壤理化性质变差，植物的生存条件变坏，盐碱地土壤中的绿化植树工作的难度大，绿化植树的成活率往往比较低，绿化植树过程前期虽然苗木成活了，但苗木的生长势很差，达不到预期的生长发育的效果，绿化植树过程的中后期，很多苗木将会陆续死去。

煤矸石是采煤和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石；包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。

煤矸石不仅堆积占地，而且还能自燃污染空气或引起火灾，污染大气，煤矸石露天堆放会产生大量扬尘，这主要是由于在地面堆放的煤矸石受到长时间的日晒雨淋后，将会风化粉碎，另外，煤矸石吸水后会崩解，从而很容易产生粉尘，在风力的作用下，将会恶化矿区大气的质量。

脱硫石膏是把石灰-石灰石磨碎制成浆液，使经过除尘后的含SO₂的烟气，通过浆液洗涤器而除去SO₂，石灰浆液与SO₂反应生成硫酸钙及亚硫酸钙，亚硫酸钙经氧化转化成硫酸钙，得到工业副产石膏，称为脱硫石膏，在火力发电厂周围堆积有大量的脱硫石膏，没有能开发利用。

在盐碱土改良与处理方案中，常采用脱硫石膏做为调整盐碱土pH值的配料之一，脱硫石膏的pH值指标为5～9，经过多次取样检测，脱硫石膏的pH值≥8，直接将脱硫石膏施用在盐碱土中进行绿化植树，苗木的成活率也很低。

中国专利公开号：CN 106105962A，公开日：2016年11月16日，名称为“一种采用长效固相营养土对含硫酸盐的盐碱地进行原土绿化的方法”，公开了“一种采用长效固相营养土对含硫酸盐的盐碱地进行原土绿化的方法，包括挖沟覆土步骤，所述挖沟覆土步骤，包括覆营养土，所述营养土包括以下组分：松针土、阔叶树落叶土、氮磷钾复合肥、凹凸棒石、芦荟提取物、没食子酸、红豆皮粉、啤酒槽、芝麻粕、番木瓜肉泥、红虫粉、蜗牛壳粉、保水剂、微量元素；本发明还提供所述营养土的制备方法。本发明的原土绿化方法，省去了搬运客土的费用，降低成本，节约人工费26%，具有提高土壤全氮含量和提高土壤含水率的作用，所种植的蒙古栎，生长速度快，果实中的淀粉含量高达64.1-67.8%”。

上述专利的不足之处是：⑴ “营养土”中缺乏用于抗盐碱和调整盐碱地pH的配料，⑵氨基化凹凸棒石并不能增加凹凸棒石的吸附和抗盐碱的效果，上述专利可以用于在普通的“原土绿化”，不适用于“盐碱地进行原土绿化”，在盐碱地绿化植树过程中，苗木的成活率比较低。

中国专利公开号：CN 104591926A，公开日：2015年05月06日，名称为“盐碱地土壤调理剂”，公开了“一种土壤改良的组合物，特别是指一种盐碱地土壤调理剂。本发明的盐碱地土壤调理剂由以下组份按重量百分比混合配制而成：硫磺粉20％～35％、腐植酸20％～30％、膨润土5％～10％、七水硫酸镁20％～25％、过磷酸钙8％～12％、七水硫酸锌1％～2％、硼酸2％～3％。本发明的盐碱地土壤调理剂可调节土壤酸碱水平，有效补充土壤中、微量元素，改善作物缺素症状，螯合土壤中有害重金属元素，降低盐碱化程度，促使土壤形成团粒结构，改善作物根系生长环境，增强作物抗盐碱、抗病抗逆能力，减小盐碱对作物根系的危害，同时释放被土壤固化的有效磷，提高土壤肥力，保水节肥，最终彻底改良土壤，恢复土壤肥力，实现增产增收，提高作物品质以及肥料的利用率”。

上述专利的不足之处是：⑴配料中选用了大量的硫磺粉（20％～35％），硫磺是易燃易爆品，与空气混合易产生爆炸或燃烧，虽然从毒理学上来说，硫磺属低毒危化品，但其蒸汽及硫磺燃烧后发生的二氧化硫对人体有剧毒，不适用于盐碱地土壤调理剂中。⑵虽然在配料中选用了“膨润土”，本领域的技术人员共知：钠基膨润土的pH值一般为8.5～10.2，钙基膨润土一般为6.9～8.5，“膨润土”是一种碱性土，因此，“膨润土”没有进行酸化改性处理，也不适用于盐碱地土壤调理剂中。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中不足之处，提供一种煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂。

煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂的配料由煤矸石压缩营养土、煤矸石炭化土、酸化后的沸石颗粒、酸化后的秸秆、脱硫石膏、腐植酸、粉状盐碱地保水缓释肥、凹凸棒石粘土、硫酸亚铁和水组成。

煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂的生产方法：将煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂的配料进行搅拌混合均匀后，包装为煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂。

煤矸石是碳质、泥质和砂质页岩的混合物，具有低发热值，含碳20%～30%，并且含有腐殖酸，酸化后的煤矸石pH值≤5.5，可以提高煤矸石的利用率，变废为宝。

煤矸石压缩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，能提供耐盐碱苗木生长所必须的营养元素，有利于耐盐碱苗木的正常生长发育，本发明选用的煤矸石压缩营养土片状物的厚度控制在5～8毫米。

煤矸石炭化土中的煤矸石、活性白土废渣、凹凸棒石粘土、膨润土、沸石、粉碎后的废弃物和蛭石经过炭化后，可以将不能被耐盐碱苗木直接吸收的磷、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，煤矸石炭化土片状颗粒的厚度≤6毫米。

沸石经过420～480℃焙烧后，再进行酸化处理，沸石得到了进一步的活化，形成疏松多孔的海绵体，其吸附效果处于最佳值。本发明选用的沸石有：斜发沸石、丝光沸石、方沸石、菱沸石、钙沸石、片沸石、钠沸石、丝光沸石和辉沸石。

改性后的沸石具有强大的吸附功能，即使在低相对湿度、低浓度、较高温度条件下仍能有效吸附，因此是性能稳定、吸附效果良好的吸附剂，可以储备煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂中的氨氮，也可以吸附盐碱地原土中的氨氮，以供耐盐碱苗木生长所需的营养。

酸化后的沸石颗粒的生产方法采用粉碎、第一次筛分、焙烧、酸化、沥干、烘干和第二次筛分的工艺流程，先焙烧后进行酸化，大大提高了沸石的酸化质量、吸附效率和酸化速度；酸化后的沸石颗粒吸附土壤中的水份后，也不会产生崩解，有利于增加煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂的抗盐碱效果，本发明选用的酸化后的沸石颗粒的粒度控制在0.125～0.42毫米。

酸化后的秸秆具有较好的吸附性、触变性、热稳定性、可塑性和粘结性的特点，秸秆经过酸化焙烧处理后，pH值≤5.5。

脱硫石膏又称排烟脱硫石膏，主要成分和天然石膏一样，为二水硫酸钙，脱硫石膏的pH值为5～9。

腐植酸是动植物遗骸，主要是植物的遗骸，经过微生物的分解和转化，以及地球化学的一系列过程造成和积累起来的一类有机物质，腐植酸的pH值为3～5。

粉状盐碱地保水缓释肥呈酸性，可以降低土壤的碱性，所含的钙离子可代换盐碱土壤胶体上的钠离子，使土壤交换性钠离子的含量降低，从而进一步降低土壤的钠碱化度，促进土壤团粒结构的形成，达到改良盐碱地的目的，本发明选用的粉状盐碱地保水缓释肥颗粒细度≤0.149毫米。

凹凸棒石粘土具有独特的层链状结构特征，晶体呈针状，纤维状或纤维集合状，凹凸棒石粘土具有独特的分散、耐高温、抗盐碱等良好的胶体性质和较高的吸附能力，本发明选用的凹凸棒石粘土颗粒细度小于0.074毫米。

无水硫酸亚铁是白色粉末，含结晶水的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，在本发明中不但可以用于调节煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂的pH值，还可以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。

本发明通过下述技术方案予以实现：

1、煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂的配料按重量百分比由下列组分组成：煤矸石压缩营养土10～30％、煤矸石炭化土5～20％、酸化后的沸石颗粒5～18％、酸化后的秸秆5～15％、脱硫石膏5～20％、腐植酸5～15％、粉状盐碱地保水缓释肥3～15％、凹凸棒石粘土3～15％、硫酸亚铁0～5％和水5～20％。

2、煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂的生产方法：将煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂的配料进行搅拌混合均匀后，包装为煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂。

3、煤矸石压缩营养土的配料按重量百分比由下列组分组成：酸化后的煤矸石15～35％、酸化后的污泥25～55％、高粘凹凸棒石粘土2～15％、沼液浸泡后的碎石形凹凸棒花卉陶粒2～15％、粉碎后的泥炭2～15％、沼渣2～15％、粉碎后的植物纤维1～10％，膨胀蛭石0.5～5％、膨胀珍珠岩0.5～5％和高吸水树脂0.1～5％；煤矸石压缩营养土的生产方法：先将煤矸石和污泥进行酸化处理，再将煤矸石压缩营养土的配料进行搅拌、压缩、微波低温灭菌后为煤矸石压缩营养土。

煤矸石压缩营养土是采用由本发明人于2014年08月12日申请的“煤矸石压缩营养土的生产方法”，中国专利授权公告号为：CN 104119190B，授权公告日：2016年08月24日。

4、煤矸石炭化土的配料按重量百分比由下列组分组成：煤矸石15～55％、活性白土废渣10～30％、凹凸棒石粘土0～20％、膨润土5～25％、沸石2～15％、粉碎后的废弃物5～15％、蛭石0.5～5％和水5～45％；煤矸石炭化土的生产方法：先将煤矸石炭化土的配料搅拌挤压成片状颗粒，炭化处理后为煤矸石炭化土。

煤矸石炭化土是采用由本发明人于2015年07月27日申请的“煤矸石炭化营养土的生产方法”，中国专利公开号为：CN 104987233A，公开日：2015年10月21日。

5、酸化后的沸石颗粒的生产方法：①先将沸石进行粉碎和第一次筛分，筛分后的沸石颗粒的粒度控制在0.149～0.42毫米；②将筛分后的沸石颗粒输入回转窑中焙烧，焙烧温度控制在420～480℃，焙烧时间控制在60～120分钟；③将焙烧后的沸石颗粒输入稀硫酸池内进行酸化处理，稀硫酸的配制按重量百分比包括下列组分：浓度98﹪的硫酸6～10％，水90～94％，酸化处理时间控制在4～12小时；④将经过酸化处理后的沸石颗粒取出沥干水分，输入回转式烘干机中烘干为酸化后的沸石颗粒半成品，烘干温度控制在150～250℃，烘干时间控制在30～60分钟，酸化后的沸石颗粒半成品含水量小于2.0％；⑤将酸化后的沸石颗粒半成品进行第二次筛分后为酸化后的沸石颗粒，酸化后的沸石颗粒的粒度控制在0.125～0.42毫米。

酸化后的沸石颗粒是采用由本发明人于2015年11月14日申请的“具有净化空气功能的沸石彩色涂料粉”，中国专利公开号为：CN 105272114A，公开日：2016年01月27日。

6、酸化后的秸秆的生产方法：⑴先将秸秆混合物输入已经运转的搅拌机中搅拌，再将稀硫酸缓慢加入秸秆混合物中进行酸化处理；⑵将酸化处理后的秸秆混合物，通过对辊机挤压为秸秆片状物，秸秆片状物的厚度≤3毫米；⑶将秸秆片状物输送到回转式烘干炉内焙烧，焙烧时间为1～3小时，焙烧温度控制在250～450℃，焙烧后的秸秆片状物含水量≤5％，焙烧后的秸秆片状物为酸化后的秸秆半成品；秸秆片状物的配料按重量百分比由下列组分组成：秸秆混合物75～95％和稀硫酸5～25％；秸秆混合物的配料按重量百分比由下列组分组成：秸秆68～92％、凹凸棒石粘土7～30％和氧化镁0.1～3％；稀硫酸的配料按重量百分比由下列组分组成：浓度为98%的浓硫酸1～25％和水75～99％。

酸化后的秸秆的生产方法是采用由本发明人于2014年07月27日申请的“酸化后的秸秆”，中国专利授权公告号为：CN 104128354B，授权公告日：2016年06月08日。

7、粉状盐碱地保水缓释肥的配料按重量百分比由下列组分组成：高粘凹凸棒石粘土粉2～10％、酸化后的凹凸棒石粘土粉5～15％、磷石膏10～30％、过磷酸钙5～28％、硫酸铵5～25％、硫酸钾2～20％、高吸水树脂0.05～5％和微量元素混合物0.01～1％；粉状盐碱地保水缓释肥的生产方法：⑴将粉状盐碱地保水缓释肥的配料加入已经运行的双卧轴强制式搅拌机中，搅拌为粉状盐碱地保水缓释肥的混合物；⑵将粉状盐碱地保水缓释肥的混合物输入粉碎机中粉碎为粉状物，粉状物的颗粒细度≤0.149毫米，为粉状盐碱地保水缓释肥。

粉状盐碱地保水缓释肥是采用由本发明人于2012年10月22日申请的“粉状盐碱地保水缓释肥”，中国专利授权公告号为：CN 102898237B，授权公告日：2014年02月26日。

煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂是一种粉状和颗粒状混合为一体的，用于改善土壤的物理和/或生物性质的有机无机土壤调理剂。

煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂中片状的煤矸石压缩营养土，在施入到土壤中，吸水后很快还原为松散的营养土，吸水后松散的营养土的重量比原压缩营养土的重量增加了5倍以上，煤矸石压缩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。

煤矸石炭化土中的煤矸石、活性白土废渣、凹凸棒石粘土、膨润土、沸石、粉碎后的废弃物和蛭石经过炭化后，可以将不能被耐盐碱苗木直接吸收的磷、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。

酸化后的沸石颗粒吸附土壤中的水份后，不会产生崩解，pH值≤5.5，大幅度提高沸石的吸附性能、催化作用、比表面积、孔隙率的同时，有利于调整盐碱地土壤的团粒结构，增加煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂的抗盐碱效果。

秸秆经过酸化焙烧处理后，pH值≤5.5。

煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂中含有大量的钙、镁、硅、硫、氮、磷、钾和多种微量元素，具有缓慢释放其内在营养和保水保肥的功能，能提供耐盐碱苗木生长所必须的营养成分，保持煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂中的营养成分不流失，有利于耐盐碱苗木的正常生长发育，是一种营养成份齐全、肥效高、无毒、无害、无臭味和保水时间长的盐碱地绿化植树土壤调理剂。

煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂呈酸性，pH值≤5.5，具有疏松多孔，比表面积大、孔隙率高和吸附能力强的特点；煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂中所含的钙、镁离子可代换盐碱土壤胶体上的钠离子，使土壤交换性钠离子的含量降低，降低土壤的碱化度，不仅能调整土壤孔隙结构，促进土壤团粒结构的形成，在降低土壤的碱化度同时还能明显提高盐碱地土壤肥力，增加盐碱地土壤有机质、钙、镁、硅、硫、氮、磷和钾的含量，达到改良盐碱地的目的，提高绿化植树的成活率。

由于煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂呈酸性，与脱硫石膏配伍使用后，能充分发挥脱硫石膏的有效作用，进一步降低土壤的碱化度，减少土壤返盐，提高改良盐碱地的效果。

煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂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，并能减少因土传枯萎、蔓枯、病毒等病害的发生。

煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂的使用方法：⑴用于改良盐碱地，可以与盐碱地的原土混合使用。⑵用于在盐碱地培育花草，可先将花草播种在煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂中，待花草出苗成活后，再联同煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂，共同移植到盐碱地绿化区域，保持煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂内适量的湿度，能确保花草在盐碱地正常生长发育。⑶用于在盐碱地绿化植树，可先将煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂加入植树袋中后，将绿化苗木移植到植树袋中，待植树袋中的绿化苗木成活后，再将植树袋中的煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂和绿化苗木，共同移植到盐碱地绿化植树区域，按园林绿化常规管理工艺进行养护，绿化植树后的成活率大于95%。

煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂适用于改良盐碱地和在盐碱地绿化植树。

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、煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂的配料按重量百分比由下列组分组成：煤矸石压缩营养土20％、煤矸石炭化土9％、酸化后的沸石颗粒10％、酸化后的秸秆6％、脱硫石膏12％、腐植酸8％、粉状盐碱地保水缓释肥8％、凹凸棒石粘土10％、硫酸亚铁1％和水16％。

Claims

1.一种煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂，其特征在于，煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂的配料按重量百分比由下列组分组成：煤矸石压缩营养土10～30％、煤矸石炭化土5～20％、酸化后的沸石颗粒5～18％、酸化后的秸秆5～15％、脱硫石膏5～20％、腐植酸5～15％、粉状盐碱地保水缓释肥3～15％、凹凸棒石粘土3～15％、硫酸亚铁0～5％和水5～20％。

2.根据权利要求1所述一种煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂，其特征在于，煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂的生产方法：将煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂的配料进行搅拌混合均匀后，包装为煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂。

3.根据权利要求1所述一种煤矸石盐碱地绿化植树土壤调理剂，其特征在于，煤矸石压缩营养土片状物的厚度控制在5～8毫米，煤矸石炭化土片状颗粒的厚度≤6毫米，酸化后的沸石颗粒的粒度控制在0.125～0.42毫米，酸化后的秸秆厚度≤3毫米，凹凸棒石粘土颗粒细度小于0.074毫米，粉状盐碱地保水缓释肥颗粒细度≤0.149毫米。