CN117322299A - 一种利用气化渣资源制造人造土的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用气化渣资源制造人造土的工艺，涉及人造土壤技术领域，步骤1，将收料仓内储存的气化渣通过输送机送至烘干机烘干；步骤2，将烘干后的气化渣送至破碎机进行破碎，破碎后的气化渣送至选煤机进行筛选；步骤3，按比例将固化剂、药剂添加至搅拌机，搅拌混合后获得成品人造土。借此，将废料气化渣合理化利用，通过烘干、粉碎、添加固化剂与药剂，将气化渣转化为可以用于种植的人造土壤，在保护环境的同时又实现了变废为宝。
Description
技术领域
本发明属于人造土壤技术领域，具体涉及一种利用气化渣资源制造人造土的工艺。
背景技术
气化渣，是指在燃煤或生物质燃料气化过程中生成的一种固体废弃物。气化渣的主要成分包括无机物和少量的有机物。无机物包括二氧化硅、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁、氧化钾等。有机物则是气化过程中没有完全分解并残留下来的有机物。其中，二氧化硅是气化渣的主要成分，占总量的40%～60%。
目前气化渣主要的处理方式一般为回收生产水泥、混凝土等建筑用材料，或者回填矿洞，但气化渣的产量较大，因此这些处理方式很难将产生的气化渣全部转化。为此，我们需要为气化渣的处理寻找新的道路。
近年来随着我国经济的全面发展，城市规模不断扩大，人口数量的不断增加，生活水平的不断提高，近代工业生产产生的废弃物，由于无组织的排放或排放系统失效，再加上一些自然因素，导致土壤流失甚至土的物理、力学、化学性质发生变化，直接影响工程活动或有害于人类健康、动物繁衍、植物生长， 土壤改良刻不容缓，因此人造土的开发和利用是摆在我们面前的迫切任务。
而气化渣由于自身种种性质完全可以作为人造土的基础材料，但是目前却缺乏利用气化渣生产人造土的相关工艺。
发明内容
针对以上缺陷，本发明的目的是提供一种利用气化渣资源制造人造土的工艺，旨在解决现有技术中缺乏利用气化渣生产人造土工艺的问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种利用气化渣资源制造人造土的工艺，包括以下步骤：
步骤1，将收料仓内储存的气化渣通过输送机送至烘干机烘干；
步骤2，将烘干后的气化渣送至破碎机进行破碎，破碎后的气化渣送至选煤机进行筛选，破碎后的气化渣粒径为a，a≤0.5mm的气化渣为精煤粉，0.5mm＜a≤1mm的气化渣为粗煤粉，a＞1mm的气化渣为尾渣，所述精煤粉通过气力输送送至精煤粉仓，所述粗煤粉通过气力输送送至粗煤粉仓，所述尾渣通过皮带送至搅拌机；
步骤3，按重量份数，将40~50份尾渣、35~50份药剂、5~15份固化剂添加至搅拌机，搅拌混合后获得成品人造土；
所述固化剂由二氧化硅，三氧化二铁，三氧化二铝，氧化钙，氧化镁组成；
所述药剂由有机质、磷肥、钾肥、氮肥、动物粪便、植物碎屑、麦饭石、有益菌种组成。
其中，所述步骤1中，烘干温度350~450℃，烘干时间40min～90min。
其中，所述步骤1中，烘干后的气化渣含水率≤15%。
其中，所述固化剂的成分按重量份数包括：45～55份二氧化硅，10～15份三氧化二铁，15～20份三氧化二铝，8～12份氧化钙，1～3份氧化镁。
其中，所述药剂的成分按照重量份数包括：有机质40～50份，磷肥3～6份，钾肥2～4份，氮肥5～8份，动物粪便3～5份，植物碎屑20～30份，麦饭石3～8份，有益菌种0.5～1份。
其中，所述磷肥为过磷酸钙、重过磷酸钙、枸溶性磷肥，如沉淀磷肥、钢渣磷肥、钙镁磷肥、脱氟磷肥中的任意一种或多种组合；所述氮肥为碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵、硝酸铵、硝酸铵钙、硫硝酸铵以及尿素中的任意一种或多种组合；所述钾肥为氯化钾、硫酸钾、磷酸二氢钾、钾石盐、钾镁盐、光卤石、硝酸钾、窑灰钾肥中的任意一种或多种组合。
其中，所述植物碎屑包括但不限于木屑、竹屑、玉米秸秆碎屑、小麦秸秆碎屑、高粱秸秆碎屑。
其中，所述有益菌种包括但不限于枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、淡紫拟青霉菌、哈茨木霉菌、菌根真菌、米曲霉菌。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：
一是将废料气化渣合理化利用，通过烘干、粉碎、添加固化剂与药剂，将气化渣转化为可以用于种植的人造土壤，在保护环境的同时又实现了变废为宝。
二是将本方案中的人造土壤可以与沙化土壤、盐碱土壤按比例混用，改造沙化土壤、盐碱土壤，因而大大增加了耕地面积。
具体实施方式
一种利用气化渣资源制备人造土的方法，包括如下步骤：
步骤1，将收料仓内储存的气化渣通过输送机送至烘干机烘干；
步骤2，将烘干后的气化渣送至破碎机进行破碎，破碎后的气化渣送至选煤机进行筛选，破碎后的气化渣粒径为a，a≤0.5mm的气化渣为精煤粉，0.5mm＜a≤1mm的气化渣为粗煤粉，a＞1mm的气化渣为尾渣，所述精煤粉通过气力输送送至精煤粉仓，所述粗煤粉通过气力输送送至粗煤粉仓，所述尾渣通过皮带送至搅拌机；
步骤3，按重量份数，将40~50份尾渣、35~50份药剂、5~15份固化剂添加至搅拌机，搅拌混合后获得成品人造土。
气化渣是一种不溶性残渣，主要由二氧化硅、氧化铝、氧化钙、氧化铁、碳等成分组成。气化渣主要矿相为非晶态铝硅酸盐，夹杂着石英、方解石等晶相。利用上述步骤生产的人造土中有机质的含量较高，含有丰富的氮磷钾和农作物生长所需要的微量元素，因此可以减少化肥的使用量，进而减少土壤因为化肥使用过多而出现板结的情况。
此外，气化渣疏松透气的结构有利于保持水分和养分，提高土壤的透气性。气化渣与生物炭的物理性质类似，因此可以促进有机质的分解，因而气化渣在农业上具有作为有机肥料的天然优势。
所述步骤1中，烘干温度350~450℃，烘干时间40min～90min。
所述步骤1中，烘干后的气化渣含水率≤15%。
所述固化剂由二氧化硅，三氧化二铁，三氧化二铝，氧化钙，氧化镁组成。在本方案中，固化剂的作用是辅助气化渣颗粒凝结形成团粒结构，利用团粒结构留存水分并且保持土壤通气，为促进农作物生长提供条件。
所述固化剂的成分按重量份数包括：45～55份二氧化硅，10～15份三氧化二铁，15～20份三氧化二铝，8～12份氧化钙，1～3份氧化镁。
所述药剂由有机质、磷肥、钾肥、氮肥、动物粪便、植物碎屑、麦饭石、有益菌种组成。
为了进一步增加人造土的肥力，所述药剂的成分按照重量份数包括：有机质40～50份，磷肥3～6份，钾肥2～4份，氮肥5～8份，动物粪便3～5份，植物碎屑20～30份，麦饭石3～8份，有益菌种0.5～1份。
所述磷肥包括但不限于过磷酸钙、重过磷酸钙、枸溶性磷肥，如沉淀磷肥、钢渣磷肥、钙镁磷肥、脱氟磷肥；所述氮肥包括但不限于碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵、硝酸铵、硝酸铵钙、硫硝酸铵以及尿素；所述钾肥包括但不限于氯化钾、硫酸钾、磷酸二氢钾、钾石盐、钾镁盐、光卤石、硝酸钾、窑灰钾肥。
所述植物碎屑包括但不限于木屑、竹屑、玉米秸秆碎屑、小麦秸秆碎屑、高粱秸秆碎屑。植物碎屑可以为有益菌种的生长提供环境，加快人造土使用后生态环境快速恢复。
所述有益菌种包括但不限于枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、淡紫拟青霉菌、哈茨木霉菌、菌根真菌、米曲霉菌。有益菌种有助于农作物的生长，例如枯草芽孢杆菌菌体生长过程中产生的枯草菌素、多粘菌素、制霉菌素、短杆菌肽等活性物质，这些活性物质对致病菌或内源性感染的条件致病菌有明显的抑制作用；淡紫拟青霉菌是新型纯微生物活孢子制剂，具有高效、广谱、长效、安全、无污染、无残留等特点，可明显刺激作物生长。试验证明，在植物根系周围施用淡紫拟青霉菌剂不仅能明显抑制线虫侵染，而且能促进植物根系及植株营养器官的生长，如播前拌种，定植时穴施，对种子的萌发与幼苗生长具有促进作用。
实施例1：
取尾渣40份，药剂35份，固化剂5份按照上述记载中的方式生产人造土。其中，烘干温度350℃，烘干时间40min；固化剂的成分为45份二氧化硅，10份三氧化二铁，15份三氧化二铝，8份氧化钙，1份氧化镁；药剂的成分为有机质40份，磷肥3份，钾肥2份，氮肥5份，动物粪便3份，植物碎屑20份，麦饭石3份，有益菌种0.5份。
实施例2：
取尾渣42份，药剂37份，固化剂6份按照上述记载中的方式生产人造土。其中，烘干温度380℃，烘干时间45min；固化剂的成分为47份二氧化硅，12份三氧化二铁，16份三氧化二铝，9份氧化钙，2份氧化镁；药剂的成分为有机质43份，磷肥4份，钾肥3份，氮肥6份，动物粪便4份，植物碎屑22份，麦饭石4份，有益菌种0.7份。
实施例3：
取尾渣45份，药剂48份，固化剂10份按照上述记载中的方式生产人造土。其中，烘干温度420℃，烘干时间70min；固化剂的成分为53份二氧化硅，12份三氧化二铁，17份三氧化二铝，10份氧化钙，2.5份氧化镁；药剂的成分为有机质48份，磷肥5份，钾肥3份，氮肥7份，动物粪便4.5份，植物碎屑28份，麦饭石7.5份，有益菌种0.9份。
实施例4：
取尾渣50份，药剂50份，固化剂15份按照上述记载中的方式生产人造土。其中，烘干温度450℃，烘干时间90min；固化剂的成分为55份二氧化硅，15份三氧化二铁，20份三氧化二铝，12份氧化钙，3份氧化镁；药剂的成分为有机质50份，磷肥6份，钾肥4份，氮肥8份，动物粪便5份，植物碎屑30份，麦饭石8份，有益菌种1份。
对比例1：
任选5块相邻的沙化实验地块，其中，试验地块为80×80cm，在实验地块中挖掘深度为90cm的土坑，将采掘的土壤与本方案中的人造土按照55：100的比例混合，完成后回填土坑。
其中，5块试验地块编号为a~e，a地块选取实施例1生产的人造土，b地块选取实施例2生产的人造土，c地块选取实施例3生产的人造土，d地块选取实施例4生产的人造土，e地块不作处理。
在a~e地块上种植品种相同的玉米，养护条件相同，观察地块上的农作物出芽情况。实验结果如下：
通过上表可以看出，混用人造土的a~d地块对玉米的出芽率有着明显提高，既加快了玉米的发芽速度，又保证了玉米的出芽率。
对比例2：
任选5块相邻的盐碱实验地块，其中，试验地块为80×80cm，在实验地块中挖掘深度为90cm的土坑，将采掘的土壤与本方案中的人造土按照55：100的比例混合，完成后回填土坑。
其中，5块试验地块编号为f~j，f地块选取实施例1生产的人造土，g地块选取实施例2生产的人造土，h地块选取实施例3生产的人造土，i地块选取实施例4生产的人造土，j地块不作处理。
在f~j地块上种植品种相同的小麦，养护条件相同，观察地块上的农作物出芽情况。实验结果如下：
通过上表可以看出，混用人造土的f~j地块减轻了盐碱化土壤对小麦种子的影响，加快了小麦种子的发芽速度，并保证了小麦种子的发芽率，减少了小麦种子死亡率。
对比例3：
选取5个规格相同的花盆，5个花盆编号为k~o，k~n花盆选用人造土与原土（人造土与原土的比例为100：55）混合的混用土，o花盆选用原土。在k~o花盆中栽种品种相同的绿植（例如绿萝），同等养护条件，2个月后对比绿植长势。
其中，k花盆选取实施例1生产的人造土，l花盆选取实施例2生产的人造土，m花盆选取实施例3生产的人造土，n花盆选取实施例4生产的人造土，o花盆不作处理。
对比结果如下：k~n花盆中，绿植长势旺盛，黄叶、虫害、枯叶病发病率低；o花盆中绿植长势明显萎靡，叶片存在发黄现象。
综上所述，本方案具有以下优点：一是将废料气化渣合理化利用，通过烘干、粉碎、添加固化剂与药剂，将气化渣转化为可以用于种植的人造土壤，在保护环境的同时又实现了变废为宝。二是将本方案中的人造土壤可以与沙化土壤、盐碱土壤按比例混用，改造沙化土壤、盐碱土壤，因而大大增加了耕地面积。
本发明不局限于上述具体的实施方式，本领域的普通技术人员从上述构思出发，不经过创造性的劳动，所做出的种种变换，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种利用气化渣资源制造人造土的工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将收料仓内储存的气化渣通过输送机送至烘干机烘干；
步骤2，将烘干后的气化渣送至破碎机进行破碎，破碎后的气化渣送至选煤机进行筛选，破碎后的气化渣粒径为a，a≤0.5mm的气化渣为精煤粉，0.5mm＜a≤1mm的气化渣为粗煤粉，a＞1mm的气化渣为尾渣，所述精煤粉通过气力输送送至精煤粉仓，所述粗煤粉通过气力输送送至粗煤粉仓，所述尾渣通过皮带送至搅拌机；
步骤3，按重量份数，将40~50份尾渣、35~50份药剂、5~15份固化剂添加至搅拌机，搅拌混合后获得成品人造土；
所述固化剂由二氧化硅，三氧化二铁，三氧化二铝，氧化钙，氧化镁组成；
所述药剂由有机质、磷肥、钾肥、氮肥、动物粪便、植物碎屑、麦饭石、有益菌种组成。
2.根据权利要求1所述的利用气化渣资源制造人造土的工艺，其特征在于，所述步骤1中，烘干温度350~450℃，烘干时间40min～90min。
3.根据权利要求1所述的利用气化渣资源制造人造土的工艺，其特征在于，所述步骤1中，烘干后的气化渣含水率≤15%。
4.根据权利要求1所述的利用气化渣资源制造人造土的工艺，其特征在于，所述固化剂的成分按重量份数包括：45～55份二氧化硅，10～15份三氧化二铁，15～20份三氧化二铝，8～12份氧化钙，1～3份氧化镁。
5.根据权利要求1所述的利用气化渣资源制造人造土的工艺，其特征在于，所述药剂的成分按照重量份数包括：有机质40～50份，磷肥3～6份，钾肥2～4份，氮肥5～8份，动物粪便3～5份，植物碎屑20～30份，麦饭石3～8份，有益菌种0.5～1份。
6.根据权利要求5所述的利用气化渣资源制造人造土的工艺，其特征在于，所述磷肥为过磷酸钙、重过磷酸钙、枸溶性磷肥，如沉淀磷肥、钢渣磷肥、钙镁磷肥、脱氟磷肥中的任意一种或多种组合；所述氮肥为碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵、硝酸铵、硝酸铵钙、硫硝酸铵以及尿素中的任意一种或多种组合；所述钾肥为氯化钾、硫酸钾、磷酸二氢钾、钾石盐、钾镁盐、光卤石、硝酸钾、窑灰钾肥中的任意一种或多种组合。
7.根据权利要求5所述的利用气化渣资源制造人造土的工艺，其特征在于，所述植物碎屑包括但不限于木屑、竹屑、玉米秸秆碎屑、小麦秸秆碎屑、高粱秸秆碎屑。
8.根据权利要求5所述的利用气化渣资源制造人造土的工艺，其特征在于，所述有益菌种包括但不限于枯草芽孢杆菌、巨大芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶冻样芽孢杆菌、淡紫拟青霉菌、哈茨木霉菌、菌根真菌、米曲霉菌。
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