CN113396794B - 一种秸秆生物炭制作的矿山修复专用花钵制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种秸秆生物炭制作的矿山修复专用花钵制备方法，本发明涉及矿山修复花钵技术领域，包括模具准备、秸秆粉碎筛选、活化秸秆、秸秆生物炭、花钵成型、运输场地，取制备所需的秸秆，将秸秆切段，然后将其放入到烘干炉中进行烘干工作，烘干完毕后，将秸秆取出放入到粉碎机中进行粉碎，粉碎时间为10min，粉碎完毕后，将秸秆放入到筛选机上进行筛选工作。该方法通过利用秸秆研制生物炭，相比焚烧等处理方法更加的环保高效，然后用秸秆制成的生物炭制作成矿山修复专用花钵，对于生物碳创新利用方式和对矿山修复都具有较好的利用价值，同时也对秸秆起到了很好的废物利用的作用，对环境起到了保护作用。
Description
技术领域
本发明涉及矿山修复花钵技术领域，具体为一种秸秆生物炭制作的矿山修复专用花钵制备方法。
背景技术
矿山修复即对矿业废弃地污染进行修复，实现对被破坏的生态环境的恢复，以及对土地资源的可持续利用。矿山开采过程中会产生大量非经治理而无法使用的土地，又称矿业废弃地。
但是目前现阶段生产矿山专用的修复成本非常高，对于农田中的一些秸秆，大多以焚烧还田、就地堆放为主，秸秆资源浪费严重的同时也给环境造成了严重的污染，没有好好的利用现有的秸秆资源去修复矿山，因而本发明专门研发一种利用秸秆的资源去制作矿山修复专用的花钵。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种秸秆生物炭制作的矿山修复专用花钵制备方法，解决了目前现阶段生产矿山专用的修复成本非常高，对于农田中的一些秸秆，大多以焚烧还田、就地堆放为主，秸秆资源浪费严重的同时也给环境造成了严重的污染，没有好好的利用现有的秸秆资源去修复矿山的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种秸秆生物炭制作的矿山修复专用花钵制备方法，包括以下步骤：
S1、模具准备：将所制作的生物炭花钵尺寸以及形状确定好，确定后根据尺寸和形状定制出生物炭花钵的模具；
S2、秸秆粉碎筛选：取制备所需的秸秆，将秸秆切段，然后将其放入到烘干炉中进行烘干工作，烘干完毕后，将秸秆取出放入到粉碎机中进行粉碎，粉碎时间为10～25min，粉碎完毕后，将秸秆放入到筛选机上进行筛选工作；
S3、活化秸秆：向步骤S2中筛选出的秸秆中加入碳酸氢铵溶液以及粘结剂，秸秆和碱溶液以及粘结剂的质量比为7:2:0.6，加入后将秸秆混合物放入到水浴池中，进行水浴加热，在加热过程中，每隔7～15分钟搅拌一次，水浴完毕后，对秸秆混合物进行洗涤，使洗涤后的pH值为6.1～7.3，即可到活化秸秆；
S4、秸秆生物炭：将步骤S2中得到的活化秸秆放入到网状的滚筒中，网状滚筒的网径为1～2mm，使网状滚筒置于热解炉中，且网状滚筒用电机进行驱动，转动的速度为2～3r/s，向热解炉中加入惰性气体和催化剂，然后以温度为360～580℃对活化秸秆进行热解工作，热解完毕后即可得到秸秆生物炭；
S5、花钵成型：将步骤S4中的秸秆生物炭放入到步骤S1的模具中，放入后对模具中的秸秆生物炭进行压实，压实后，将其取出放入到加热炉中，以温度为420～610℃对其进行加热保温，保温后，将其取出，使其自然冷却，即可得到成型的生物炭花钵；
S6、运输场地：将步骤S5中成型的生物炭花钵给运输到矿山需要修复的场地上，然后用铁钉将生物炭的下部分固定在场地上即可。
优选的，所述步骤S2中，所述秸秆为小麦秸秆、棉麻秸秆、玉米秸秆以及芦苇秸秆的一种或其中的几种。
优选的，所述步骤S2中，粉碎机中的粉碎刀为160～240r/s。
优选的，所述步骤S2中，筛选机的筛网孔径为3～5mm。
优选的，所述步骤S3中，水浴的温度为88～96℃，水浴时间为1～2.5h。
优选的，所述步骤S4中，在对活化秸秆进行热解时，温度以4～7℃/min的速率进行上升，热解的时间为2～3.5h。
优选的，所述步骤S4中，所述惰性气体为氮气，催化剂为二氧化锰。
优选的，所述步骤S5中，加热炉温度以8～14℃/min的速率进行上升，热解的时间为2.3～4.2h。
有益效果
本发明提供了一种秸秆生物炭制作的矿山修复专用花钵制备方法。与现有技术相比具备以下有益效果：
1、该秸秆生物炭制作的矿山修复专用花钵制备方法，通过利用秸秆研制生物炭，相比焚烧等处理方法更加的环保高效，然后用秸秆制成的生物炭制作成矿山修复专用花钵，对于生物碳创新利用方式和对矿山修复都具有较好的利用价值，同时也对秸秆起到了很好的废物利用的作用，对环境起到了保护作用，对重金属的治理工作起到示范启示作用，也为促进重金属污染地生态环境提供了参考方案。
2、该秸秆生物炭制作的矿山修复专用花钵制备方法，通过将活化秸秆放入到网状的滚筒中，网状滚筒的网径为1mm，使网状滚筒置于热解炉中，且网状滚筒用电机进行驱动，转动的速度为2r/s，向热解炉中加入惰性气体和催化剂，然后以温度为360℃对活化秸秆进行热解工作，热解完毕后即可得到秸秆生物炭，当对活化秸秆进行热解时，利用网状滚筒带动活化秸秆翻动，保证活化秸秆的受热充分，同时向热解炉中加入惰性气体和催化剂，提高了活化秸秆的热解效果，进而提高了生物炭的制备质量。
附图说明
图1为本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供三种技术方案：
实施例一
一种秸秆生物炭制作的矿山修复专用花钵制备方法，包括以下步骤：
S1、模具准备：将所制作的生物炭花钵尺寸以及形状确定好，确定后根据尺寸和形状定制出生物炭花钵的模具；
S2、秸秆粉碎筛选：取制备所需的秸秆，将秸秆切段，然后将其放入到烘干炉中进行烘干工作，烘干完毕后，将秸秆取出放入到粉碎机中进行粉碎，粉碎时间为10min，粉碎完毕后，将秸秆放入到筛选机上进行筛选工作；
S3、活化秸秆：向步骤S2中筛选出的秸秆中加入碳酸氢铵溶液以及粘结剂，秸秆和碱溶液以及粘结剂的质量比为7:2:0.6，加入后将秸秆混合物放入到水浴池中，进行水浴加热，在加热过程中，每隔7分钟搅拌一次，水浴完毕后，对秸秆混合物进行洗涤，使洗涤后的pH值为6.1，即可到活化秸秆；
S4、秸秆生物炭：将步骤S2中得到的活化秸秆放入到网状的滚筒中，网状滚筒的网径为1mm，使网状滚筒置于热解炉中，且网状滚筒用电机进行驱动，转动的速度为2r/s，向热解炉中加入惰性气体和催化剂，然后以温度为360℃对活化秸秆进行热解工作，热解完毕后即可得到秸秆生物炭；
S5、花钵成型：将步骤S4中的秸秆生物炭放入到步骤S1的模具中，放入后对模具中的秸秆生物炭进行压实，压实后，将其取出放入到加热炉中，以温度为420℃对其进行加热保温，保温后，将其取出，使其自然冷却，即可得到成型的生物炭花钵；
S6、运输场地：将步骤S5中成型的生物炭花钵给运输到矿山需要修复的场地上，然后用铁钉将生物炭的下部分固定在场地上即可。
本发明实施例中，步骤S2中，秸秆为小麦秸秆、棉麻秸秆、玉米秸秆以及芦苇秸秆的一种或其中的几种。
本发明实施例中，步骤S2中，粉碎机中的粉碎刀为160r/s。
本发明实施例中，步骤S2中，筛选机的筛网孔径为3mm。
本发明实施例中，步骤S3中，水浴的温度为88℃，水浴时间为1h。
本发明实施例中，步骤S4中，在对活化秸秆进行热解时，温度以4℃/min的速率进行上升，热解的时间为2h。
本发明实施例中，步骤S4中，惰性气体为氮气，催化剂为二氧化锰。
本发明实施例中，步骤S5中，加热炉温度以8℃/min的速率进行上升，热解的时间为2.3h。
实施例二
一种秸秆生物炭制作的矿山修复专用花钵制备方法，包括以下步骤：
S1、模具准备：将所制作的生物炭花钵尺寸以及形状确定好，确定后根据尺寸和形状定制出生物炭花钵的模具；
S2、秸秆粉碎筛选：取制备所需的秸秆，将秸秆切段，然后将其放入到烘干炉中进行烘干工作，烘干完毕后，将秸秆取出放入到粉碎机中进行粉碎，粉碎时间为25min，粉碎完毕后，将秸秆放入到筛选机上进行筛选工作；
S3、活化秸秆：向步骤S2中筛选出的秸秆中加入碳酸氢铵溶液以及粘结剂，秸秆和碱溶液以及粘结剂的质量比为7:2:0.6，加入后将秸秆混合物放入到水浴池中，进行水浴加热，在加热过程中，每隔15分钟搅拌一次，水浴完毕后，对秸秆混合物进行洗涤，使洗涤后的pH值为7.3，即可到活化秸秆；
S4、秸秆生物炭：将步骤S2中得到的活化秸秆放入到网状的滚筒中，网状滚筒的网径为2mm，使网状滚筒置于热解炉中，且网状滚筒用电机进行驱动，转动的速度为3r/s，向热解炉中加入惰性气体和催化剂，然后以温度为580℃对活化秸秆进行热解工作，热解完毕后即可得到秸秆生物炭；
S5、花钵成型：将步骤S4中的秸秆生物炭放入到步骤S1的模具中，放入后对模具中的秸秆生物炭进行压实，压实后，将其取出放入到加热炉中，以温度为610℃对其进行加热保温，保温后，将其取出，使其自然冷却，即可得到成型的生物炭花钵；
S6、运输场地：将步骤S5中成型的生物炭花钵给运输到矿山需要修复的场地上，然后用铁钉将生物炭的下部分固定在场地上即可。
本发明实施例中，步骤S2中，秸秆为小麦秸秆、棉麻秸秆、玉米秸秆以及芦苇秸秆的一种或其中的几种。
本发明实施例中，步骤S2中，粉碎机中的粉碎刀为240r/s。
本发明实施例中，步骤S2中，筛选机的筛网孔径为5mm。
本发明实施例中，步骤S3中，水浴的温度为96℃，水浴时间为2.5h。
本发明实施例中，步骤S4中，在对活化秸秆进行热解时，温度以7℃/min的速率进行上升，热解的时间为3.5h。
本发明实施例中，步骤S4中，惰性气体为氮气，催化剂为二氧化锰。
本发明实施例中，步骤S5中，加热炉温度以14℃/min的速率进行上升，热解的时间为4.2h。
实施例三
一种秸秆生物炭制作的矿山修复专用花钵制备方法，包括以下步骤：
S1、模具准备：将所制作的生物炭花钵尺寸以及形状确定好，确定后根据尺寸和形状定制出生物炭花钵的模具；
S2、秸秆粉碎筛选：取制备所需的秸秆，将秸秆切段，然后将其放入到烘干炉中进行烘干工作，烘干完毕后，将秸秆取出放入到粉碎机中进行粉碎，粉碎时间为16min，粉碎完毕后，将秸秆放入到筛选机上进行筛选工作；
S3、活化秸秆：向步骤S2中筛选出的秸秆中加入碳酸氢铵溶液以及粘结剂，秸秆和碱溶液以及粘结剂的质量比为7:2:0.6，加入后将秸秆混合物放入到水浴池中，进行水浴加热，在加热过程中，每隔10分钟搅拌一次，水浴完毕后，对秸秆混合物进行洗涤，使洗涤后的pH值为6.8，即可到活化秸秆；
S4、秸秆生物炭：将步骤S2中得到的活化秸秆放入到网状的滚筒中，网状滚筒的网径为1.5mm，使网状滚筒置于热解炉中，且网状滚筒用电机进行驱动，转动的速度为2.5r/s，向热解炉中加入惰性气体和催化剂，然后以温度为450℃对活化秸秆进行热解工作，热解完毕后即可得到秸秆生物炭；
S5、花钵成型：将步骤S4中的秸秆生物炭放入到步骤S1的模具中，放入后对模具中的秸秆生物炭进行压实，压实后，将其取出放入到加热炉中，以温度为530℃对其进行加热保温，保温后，将其取出，使其自然冷却，即可得到成型的生物炭花钵；
S6、运输场地：将步骤S5中成型的生物炭花钵给运输到矿山需要修复的场地上，然后用铁钉将生物炭的下部分固定在场地上即可。
本发明实施例中，步骤S2中，秸秆为小麦秸秆、棉麻秸秆、玉米秸秆以及芦苇秸秆的一种或其中的几种。
本发明实施例中，步骤S2中，粉碎机中的粉碎刀为200r/s。
本发明实施例中，步骤S2中，筛选机的筛网孔径为4mm。
本发明实施例中，步骤S3中，水浴的温度为91℃，水浴时间为1.9h。
本发明实施例中，步骤S4中，在对活化秸秆进行热解时，温度以5℃/min的速率进行上升，热解的时间为2.7h。
本发明实施例中，步骤S4中，惰性气体为氮气，催化剂为二氧化锰。
本发明实施例中，步骤S5中，加热炉温度以11℃/min的速率进行上升，热解的时间为3.5h。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种秸秆生物炭制作的矿山修复专用花钵制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、模具准备：将所制作的生物炭花钵尺寸以及形状确定好，确定后根据尺寸和形状定制出生物炭花钵的模具；
S2、秸秆粉碎筛选：取制备所需的秸秆，将秸秆切段，然后将其放入到烘干炉中进行烘干工作，烘干完毕后，将秸秆取出放入到粉碎机中进行粉碎，粉碎时间为10～25min，粉碎完毕后，将秸秆放入到筛选机上进行筛选工作；
S3、活化秸秆：向步骤S2中筛选出的秸秆中加入碳酸氢铵溶液以及粘结剂，秸秆和碱溶液以及粘结剂的质量比为7:2:0.6，加入后将秸秆混合物放入到水浴池中，进行水浴加热，在加热过程中，每隔7～15分钟搅拌一次，水浴完毕后，对秸秆混合物进行洗涤，使洗涤后的pH值为6.1～7.3，即可到活化秸秆；
S4、秸秆生物炭：将步骤S2中得到的活化秸秆放入到网状的滚筒中，网状滚筒的网径为1～2mm，使网状滚筒置于热解炉中，且网状滚筒用电机进行驱动，转动的速度为2～3r/s，向热解炉中加入惰性气体和催化剂，然后以温度为360～580℃对活化秸秆进行热解工作，热解完毕后即可得到秸秆生物炭；
S5、花钵成型：将步骤S4中的秸秆生物炭放入到步骤S1的模具中，放入后对模具中的秸秆生物炭进行压实，压实后，将其取出放入到加热炉中，以温度为420～610℃对其进行加热保温，保温后，将其取出，使其自然冷却，即可得到成型的生物炭花钵；
S6、运输场地：将步骤S5中成型的生物炭花钵给运输到矿山需要修复的场地上，然后用铁钉将生物炭的下部分固定在场地上即可。
2.根据权利要求1所述的一种秸秆生物炭制作的矿山修复专用花钵制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述秸秆为小麦秸秆、棉麻秸秆、玉米秸秆以及芦苇秸秆的一种或其中的几种。
3.根据权利要求1所述的一种秸秆生物炭制作的矿山修复专用花钵制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，粉碎机中的粉碎刀为160～240r/s。
4.根据权利要求1所述的一种秸秆生物炭制作的矿山修复专用花钵制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，筛选机的筛网孔径为3～5mm。
5.根据权利要求1所述的一种秸秆生物炭制作的矿山修复专用花钵制备方法，其特征在于：所述步骤S3中，水浴的温度为88～96℃，水浴时间为1～2.5h。
6.根据权利要求1所述的一种秸秆生物炭制作的矿山修复专用花钵制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，在对活化秸秆进行热解时，温度以4～7℃/min的速率进行上升，热解的时间为2～3.5h。
7.根据权利要求1所述的一种秸秆生物炭制作的矿山修复专用花钵制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，所述惰性气体为氮气，催化剂为二氧化锰。
8.根据权利要求1所述的一种秸秆生物炭制作的矿山修复专用花钵制备方法，其特征在于：所述步骤S5中，加热炉温度以8～14℃/min的速率进行上升，热解的时间为2.3～4.2h。
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2021
- 2021-06-07 CN CN202110631288.2A patent/CN113396794B/zh active Active
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