CN112521220A - 一种冶金渣基竹笋专用土壤调理剂及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种冶金渣基竹笋专用土壤调理剂及制备方法，涉及冶金渣回收利用技术领域。它采用以下原料：钢渣、高炉矿渣、重金属抑制剂、生物菌、有机质；包括分别称量原料中的钢渣、高炉矿渣和重金属抑制剂，并将其进行混合，得到混合物Ⅰ；分别称量生物菌和有机质，并将其进行混合，得到混合物Ⅱ；将所述混合物Ⅰ和所述混合物Ⅱ进行混合。本发明工艺简单，投资少，不仅解决了钢渣、高炉矿渣等大宗冶金固废的利用难题，大大提高了冶金渣综合利用的附加值和减少环境污染，而且制备的土壤调理剂具有疏松土壤、长效提供竹笋中微量元素的特点，具有较好的经济、生态环保、社会效益。

Description

一种冶金渣基竹笋专用土壤调理剂及制备方法
技术领域
本发明涉及冶金渣回收利用技术领域，尤其是一种关于冶金渣用于制备土壤调理剂的技术。
背景技术
钢渣（即冶金渣中的一种）是钢铁工业的主要固体废弃物，其产生量约为粗钢产量的11％～15％。钢渣的合理利用和有效回收是现代钢铁工业技术进步的重要标志之一。工业发达国家20世纪初期就开始关注钢渣的利用价值，注重于研究钢渣的综合利用技术。已经开发了多种有关钢渣综合利用的途径，主要包括冶金、建材等领域。
钢渣中主要化学成分有CaO、SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MgO、f-CaO、MnO、P2O5等，有的钢渣中还含有V2O5，和TiO2等。钢渣中含有较高的硅、钙及各种微量元素，有些还含有磷，可根据不同元素的含量作不同的应用，提供农作物所需要的营养元素。发达国家一般有10％的冶金渣用于农业，如日本已将钢渣、矿渣的硅酸质确定为普通肥料。我国目前用钢渣生产的磷肥品种有钢渣磷肥和钙镁磷肥，而且目前该技术的应用十分有限。若将钢渣进行适当改性，添加其他适当废渣原料，抑制固化其中铬等重金属，则可以扩大钢渣在农业上的应用。
炼铁高炉粒化矿渣（也是冶金渣中的一种）化学成分有CaO、SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MgO、MnO、P2O5等，大多为活性组分，易被植物吸收，同样可以作为中微量元素肥，而且与钢渣比较，铬等重金属含量极低。由于具有高活性，高炉矿渣普遍应用于建材行业。
上述钢渣、矿渣都是冶金行业的大宗废弃物，提高综合利用率和附加值是冶金行业的共识。
发明内容
本发明提供一种冶金渣基竹笋专用土壤调理剂及制备方法，不仅提高了冶金渣（包括钢渣和矿渣）的综合利用率和附加值，且其制得的的竹笋专用土壤调理剂具有疏松土壤、长效提供竹笋中微量元素的优点。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
包括有以下重量份数的原料制成：
钢渣0份～95份、高炉矿渣0份～95份、重金属抑制剂0.01份～90份、生物菌0.001份～5份、有机质0.1份～10份；
其中，所述钢渣为转炉工艺产生的普碳炼钢渣，且其主要化学成分是：TFe：10.01%～41.32%、Fe2O3：10.5%～40.56%、CaO：25.32%～52.59%、MgO：2.23%～10.47%、SiO2：5.89%～22.14%、MnO：1.17%～7.12%、P：0.20%～2.41%、SO3:0.8%～1.89%，平均粒度≤0.075mm；
所述高炉矿渣为炼铁高炉产生的粒化渣或水淬渣，且其主要化学成分是Fe2O3：0.12%～6.51%、CaO：33.52%～42.59%、MgO：2.23%～10.47%、SiO2：25.89%～35.14%、MnO：1.21%～6.32%、P：0.10%～1.81%，平均粒度≤0.075mm。
上述技术方案中，更具体的技术方案是：所述枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌中的一种或者几种的组合。
进一步的，所述有机质为家畜粪便中的一种或者几种的组合。
进一步的，其制备方法包括以下步骤：
A.按上述配比分别称量原料中的钢渣、高炉矿渣和重金属抑制剂，并将其进行混合，得到混合物Ⅰ，备用；
B.按上述配比分别称量生物菌和有机质，并将其进行混合，得到混合物Ⅱ，备用；
C.将所述混合物Ⅰ和所述混合物Ⅱ进行混合。
进一步的，其制备方法还包括以下步骤：
D.在将所述混合物Ⅰ和所述混合物Ⅱ进行混合时，加入占所述混合物Ⅰ和所述混合物Ⅱ质量之和5%～8%的水，以50r/min～300r/min的速度进行搅拌，得到半成品；
E.将所述半成品通过圆盘造粒机或挤压成型压制成球形颗粒；其中，所述球形颗粒的粒径控制在0.5 mm～5mm；
F.将所述球形颗粒干燥至水分不大于2%，然后包装；其中，所述干燥的方式为自然干燥或低温加热干燥中的一种。
由于采用上述技术方案，本发明得到的有益效果是：
1.本发明工艺简单，投资少，不仅解决了钢渣、高炉矿渣等大宗冶金固废的利用难题，大大提高了冶金渣综合利用的附加值和减少环境污染，而且制备的土壤调理剂具有疏松土壤、长效提供竹笋中微量元素的特点，具有较好的经济、生态环保、社会效益。
2.本发明利用生物菌缓慢分解钢渣、矿渣，不仅为竹笋的生长提供长效的中微量元素，同时起到疏松土壤和改善土壤酸碱性的作用；此外，重金属抑制剂的添加还抑制了可能存在的重金属对竹笋的危害：首先，竹笋需要大量的硅、钙、镁、铁、锰等中微量元素，钢渣、矿渣可以提供这些中微量元素；其次，南方土壤大多呈酸性，钢渣、矿渣的碱性可以中和土壤的酸性，而竹笋的生长环境需要弱碱性的土壤环境，因此本发明通过钢渣、矿渣的适当配比和处理可以实现竹笋的快速生长环境。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详述：
实施例1——一种冶金渣基竹笋专用土壤调理剂
其制备方法包括以下步骤：
A.分别称量45公斤钢渣、50公斤高炉矿渣和2公斤重金属抑制剂，并加入到搅拌机中，以150r/min的速度搅拌10min，得到混合物Ⅰ；其中，所述钢渣为转炉工艺产生的普碳炼钢渣，且其主要化学成分是：TFe：10.01%～41.32%、Fe2O3：10.5%～40.56%、CaO：25.32%～52.59%、MgO：2.23%～10.47%、SiO2：5.89%～22.14%、MnO：1.17%～7.12%、P：0.20%～2.41%、SO3:0.8%～1.89%，平均粒度≤0.075mm；所述高炉矿渣为炼铁高炉产生的粒化渣，且其主要化学成分是Fe2O3：0.12%～6.51%、CaO：33.52%～42.59%、MgO：2.23%～10.47%、SiO2：25.89%～35.14%、MnO：1.21%～6.32%、P：0.10%～1.81%，平均粒度≤0.075mm；
B.分别称量先0.01公斤生物菌和1公斤有机质，投加到搅拌机中，以250r/min的速度搅拌5min，得到混合物Ⅱ；其中，所述生物菌为枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌且二者的质量比为枯草芽孢杆菌:胶质芽孢杆菌=1:1，所述有机质为猪粪便；
C.将所述混合物Ⅱ投加到混合物Ⅰ中以60r/min的速度搅拌搅拌15min，包装即可。
实施例2——一种冶金渣基竹笋专用土壤调理剂
其制备方法包括以下步骤：
A.分别称量90公斤钢渣、5公斤高炉矿渣和3公斤重金属抑制剂，并加入到搅拌机中，以200r/min的速度搅拌10min，得到混合物Ⅰ；其中，所述钢渣为转炉工艺产生的普碳炼钢渣，且其主要化学成分是：TFe：10.01%～41.32%、Fe2O3：10.5%～40.56%、CaO：25.32%～52.59%、MgO：2.23%～10.47%、SiO2：5.89%～22.14%、MnO：1.17%～7.12%、P：0.20%～2.41%、SO3:0.8%～1.89%，平均粒度≤0.075mm；所述高炉矿渣为炼铁高炉产生的水淬渣，且其主要化学成分是Fe2O3：0.12%～6.51%、CaO：33.52%～42.59%、MgO：2.23%～10.47%、SiO2：25.89%～35.14%、MnO：1.21%～6.32%、P：0.10%～1.81%，平均粒度≤0.075mm；
B.分别称量先0.6公斤生物菌和4公斤有机质，投加到搅拌机中，以80r/min的速度搅拌5min，得到混合物Ⅱ；其中，所述生物菌为枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌且二者的质量比为枯草芽孢杆菌:胶质芽孢杆菌=1:3，所述有机质为猪粪便；
C.将所述混合物Ⅱ投加到混合物Ⅰ中，并加入占所述混合物Ⅰ和所述混合物Ⅱ质量之和8%的水，以50r/min的速度搅拌搅拌15min，得到半成品；
D.将所述半成品通过圆盘造粒机或挤压成型压制成粒径为0.5 mm～5mm的球形颗粒；
E.将所述球形颗粒自然干燥至水分不大于2%，然后包装。
实施例3——一种冶金渣基竹笋专用土壤调理剂
其制备方法包括以下步骤：
A.分别称量1公斤钢渣、95公斤高炉矿渣和0.01公斤重金属抑制剂，并加入到搅拌机中，以150r/min的速度搅拌10min，得到混合物Ⅰ；其中，所述钢渣为转炉工艺产生的普碳炼钢渣，且其主要化学成分是：TFe：10.01%～41.32%、Fe2O3：10.5%～40.56%、CaO：25.32%～52.59%、MgO：2.23%～10.47%、SiO2：5.89%～22.14%、MnO：1.17%～7.12%、P：0.20%～2.41%、SO3:0.8%～1.89%，平均粒度≤0.075mm；所述高炉矿渣为炼铁高炉产生的粒化渣，且其主要化学成分是Fe2O3：0.12%～6.51%、CaO：33.52%～42.59%、MgO：2.23%～10.47%、SiO2：25.89%～35.14%、MnO：1.21%～6.32%、P：0.10%～1.81%，平均粒度≤0.075mm；
B.分别称量先1公斤生物菌和1公斤有机质，投加到搅拌机中，以70r/min的速度搅拌5min，得到混合物Ⅱ；其中，所述生物菌为枯草芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌且二者的质量比为地衣芽孢杆菌:胶质芽孢杆菌=1:1，所述有机质为鸡粪便；
C.将所述混合物Ⅱ投加到混合物Ⅰ中，先以150r/min的速度搅拌15min，然后再加入占所述混合物Ⅰ和所述混合物Ⅱ质量之和8%的水，并以50r/min的速度搅拌搅拌15min，得到半成品；
D.将所述半成品通过圆盘造粒机或挤压成型压制成粒径为0.5 mm～5mm的球形颗粒；
E.将所述球形颗粒自然干燥至水分不大于2%，然后包装。
效果试验部分：
划出相近4块竹笋种植地为试验用地，每块地20平方米，土壤同质。该地块每年施用两次氮磷钾肥料，因此，除空白对照地块(不施任何肥料)、常规肥对照地块外，另两块地同期加施1公斤本发明专用土壤调理剂，其余护理条件相同，其试验效果如下表1所示。
表1
Figure 726177DEST_PATH_IMAGE001
。

Claims (7)

1.一种冶金渣基竹笋专用土壤调理剂，其特征在于包括有以下重量份数的原料制成：
钢渣0份～95份、高炉矿渣0份～95份、重金属抑制剂0.01份～8份、生物菌0.001份～5份、有机质0.1份～10份；
其中，所述钢渣为转炉工艺产生的普碳炼钢渣，且其主要化学成分是：TFe：10.01%～41.32%、Fe2O3：10.5%～40.56%、CaO：25.32%～52.59%、MgO：2.23%～10.47%、SiO2：5.89%～22.14%、MnO：1.17%～7.12%、P：0.20%～2.41%、SO3:0.8%～1.89%，平均粒度≤0.075mm；
所述高炉矿渣为炼铁高炉产生的粒化渣或水淬渣，且其主要化学成分是Fe2O3：0.12%～6.51%、CaO：33.52%～42.59%、MgO：2.23%～10.47%、SiO2：25.89%～35.14%、MnO：1.21%～6.32%、P：0.10%～1.81%，平均粒度≤0.075mm。
2.根据权利要1所述的冶金渣基竹笋专用土壤调理剂，其特征在于：所述枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌中的一种或者几种的组合。
3.根据权利要1或2所述的冶金渣基竹笋专用土壤调理剂，其特征在于：所述有机质为家畜粪便中的一种或者几种的组合。
4.一种冶金渣基竹笋专用土壤调理剂的制备方法，其特征在于：
采用以下重量份数的原料：
钢渣0份～95份、高炉矿渣0份～95份、重金属抑制剂0.01份～8份、生物菌0.001份～5份、有机质0.1份～10份；
其中，所述钢渣为转炉工艺产生的普碳炼钢渣，且其主要化学成分是：TFe：10.01%～41.32%、Fe2O3：10.5%～40.56%、CaO：25.32%～52.59%、MgO：2.23%～10.47%、SiO2：5.89%～22.14%、MnO：1.17%～7.12%、P：0.20%～2.41%、SO3:0.8%～1.89%，平均粒度≤0.075mm；
所述高炉矿渣为炼铁高炉产生的粒化渣或水淬渣，且其主要化学成分是Fe2O3：0.12%～6.51%、CaO：33.52%～42.59%、MgO：2.23%～10.47%、SiO2：25.89%～35.14%、MnO：1.21%～6.32%、P：0.10%～1.81%，平均粒度≤0.075mm；
其制备方法包括以下步骤：
A.按上述配比分别称量原料中的钢渣、高炉矿渣和重金属抑制剂，并将其进行混合，得到混合物Ⅰ，备用；
B.按上述配比分别称量生物菌和有机质，并将其进行混合，得到混合物Ⅱ，备用；
C.将所述混合物Ⅰ和所述混合物Ⅱ进行混合。
5.根据权利要4所述的冶金渣基竹笋专用土壤调理剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
D.在将所述混合物Ⅰ和所述混合物Ⅱ进行混合时，加入占所述混合物Ⅰ和所述混合物Ⅱ质量之和5%～8%的水，以50r/min～300r/min的速度进行搅拌,得到半成品；
E.将所述半成品通过圆盘造粒机或挤压成型压制成球形颗粒；其中，所述球形颗粒的粒径控制在0.5 mm～5mm；
F.将所述球形颗粒干燥至水分不大于2%，然后包装；其中，所述干燥的方式为自然干燥或低温加热干燥中的一种。
6.根据权利要4或5所述的冶金渣基竹笋专用土壤调理剂，其特征在于：所述枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶质芽孢杆菌中的一种或者几种的组合。
7.根据权利要6所述的冶金渣基竹笋专用土壤调理剂，其特征在于：所述有机质为家畜粪便中的一种或者几种的组合。
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