一种利用固废生产铁碳微电场土壤改良剂的方法

技术领域

本发明属于土壤改良技术领域，涉及一种利用固废生产铁碳微电场土壤改良剂的方法，主要用于矿山土壤、盐渍化土壤等的改良调理、修复、土地培肥，使不适于植物生长的土壤成为种植良田。

背景技术

随着人口的增长和农业生产的发展，我国面临着土地资源紧缺和土壤质量逐渐恶化的问题。土壤改良剂可以改变土壤中各颗粒的排列和组合方式，使土壤更松散、透气性更好，并能增大土壤总孔隙度和毛管孔隙度等，减少土壤的容重，从而改善土壤结构，提高土地资源的利用效率。土壤改良剂可以增加土壤中有机质和微量元素的含量，促进土壤中的微生物活动和植物根系的发育，提高土壤肥力，增加作物的产量。

固废资源化利用是解决环境污染和资源短缺问题的有效途径之一。固废中蕴含着大量的可再利用资源，采取有效的技术手段，以将这些可再利用的物质进行回收和加工处理，降低了生活垃圾的数量，减少了对环境的危害，对其进行资源化利用，获得新的原材料，降低了对自然资源的依赖程度，实现了资源的可持续利用。

综上，亟需一种利用固体废物中的有效资源来制备土壤改良剂的方法，使其不仅有利于资源的再利用和循环利用，还能有效解决固体废物带来的环境问题，同时为农业生产提供优质的土壤改良剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用固废生产铁碳微电场土壤改良剂的方法，主要用于矿山土壤、盐渍化土壤等的改良调理、修复、土地培肥，使不适于植物生长的土壤成为种植良田，从而解决现有技术中的问题。

本发明的技术方案是：一种利用固废生产铁碳微电场土壤改良剂的方法，其特征在于：所述铁碳微电场土壤改良剂包括如下质量份数的各组分：

铁尾砂45~61份、煤矸石21~31份、牛粪15~21份、水稻秸秆35~50份、硫酸铵0.28~0.47份、柠檬酸0.64~0.71份、草酸2.13~3.61份；

所述生产方法包括如下步骤：

a.将铁尾砂与煤矸石分别在破碎机中破碎，将破碎的铁尾砂与煤矸石按5:1的比例在搅拌机中充分混合，放入马弗炉中加热1~4小时，冷却后过100目筛，得到改性铁尾砂；

b.将牛粪、水稻秸秆、剩余的煤矸石、改性铁尾砂放在不锈钢的搅拌机中，搅拌过程中加柠檬酸和草酸，搅拌30~40分钟，停机10~20分钟，加入硫酸铵，搅拌20~30分钟，陈化24小时；

c.将陈化后的材料装入球磨机中研磨至粒径不大于0.2 mm，得到的粉末倒入滚球机中制成球团，得到土壤改良剂。

其中：步骤a中，马弗炉的

与现有技术相比，本发明的优点是：

（1）铁碳微电场通常以零价铁(Fe

阳级：Fe

阳极：Fe

阴级：2H

铁碳微电场土壤改良剂可增加植物生理势或细胞磁势，有效地促进作物生长发育，提高养分运转与吸收能力，能明显改善作物农艺性状，显著增加产量，提高肥料增产潜力，是提高作物产量的新途径。

（2）铁尾砂与煤矸石中的硅、铁、铝离子被有机酸酸化成可溶性的小分子有机物，一部分可吸附离子态的盐基离子，一部分可作为营养元素被植物吸收利用，降低土壤的碱化度，增加土壤肥力，同时调节土壤酸碱度。

附图说明

图1是本发明的工艺流程图。

实施方式

如图1所示，本发明公开了一种利用固废生产铁碳微电场土壤改良剂的方法，其中，铁碳微电场土壤改良剂包括如下质量份数的各组分：

铁尾砂45~61、煤矸石21~31、牛粪15~21、水稻秸秆35~50、硫酸铵0.28~0.47、柠檬酸0.64~0.71、草酸2.13~3.61；

所述生产方法包括如下步骤：

a.将铁尾砂与煤矸石分别在破碎机中破碎，至100目以下，将破碎的铁尾砂与部分煤矸石按5:1的比例在搅拌机中充分混合，放入马弗炉中加热1~4小时，冷却后过100目筛，大颗粒的继续破碎直至全部过筛，得到改性铁尾砂；

b.将牛粪、水稻秸秆、剩余的煤矸石、改性铁尾砂放在不锈钢的搅拌机中，搅拌过程中加入柠檬酸和草酸，搅拌30~40分钟，停机10~20分钟，再加入硫酸铵，继续搅拌20~30分钟，之后陈化24小时；

c.将陈化后的材料装入球磨机中研磨至粒径不大于0.2 mm，得到的粉末倒入滚球机中制成球团，即得到土壤改良剂。

其中：步骤a中，马弗炉的

下面结合具体实施例对本方案进一步说明如下。

本实施例中，各组分中元素含量或纯度如下所示：

铁尾砂：总铁含量（TFe）11.21%，铁含量（Fe

煤矸石：铁含量（Fe

牛粪：含水量79.2%，有机质含量29.8%；

水稻秸秆：有机质含量65.4%；

硫酸铵：纯度99.5%；柠檬酸：纯度99.5%；草酸：纯度99.5%。

优选的：牛粪为腐熟牛粪。

本发明土壤改良剂质量指标如下：

1、有机质(以干基计)：20~30%；

2、pH：6~8；

3、氮磷钾含量：5~6%；

4、硅(以干基计)SiO

5、铝硅(以干基计)Al

6、铁(以干基计)含量：3~4%。

实施例1

一种利用固废生产铁碳微电场土壤改良剂的方法，步骤如下：

a.将铁尾砂与煤矸石分别在破碎机中破碎，将45份破碎的铁尾砂与9份破碎煤矸石按比例在搅拌机中充分混合，放入马弗炉中高温900℃加热1小时，冷却后全部过100目筛，得到改性铁尾砂；

b.将15份牛粪、35份水稻秸秆、15份煤矸石、步骤a所得的改性铁尾砂放在不锈钢的干湿搅拌机中，搅拌过程中加0.65份柠檬酸和2.2份草酸，搅拌30分钟，停机10分钟，加入0.3份硫酸铵，搅拌20分钟，陈化24小时；

c.将陈化后的材料装入球磨机中研磨，得到的粉末倒入滚球机中制成球团，得到土壤改良剂。

实施例2

一种利用固废生产铁碳微电场土壤改良剂的方法，步骤如下：

a.将铁尾砂与煤矸石分别在破碎机中破碎，将50份破碎的铁尾砂与10份破碎煤矸石按比例在搅拌机中充分混合，放入马弗炉中高温850℃加热2小时，冷却后过100目筛，得到改性铁尾砂；

b.将17份牛粪、40份水稻秸秆、17份煤矸石、改性铁尾砂放在不锈钢的干湿搅拌机中，搅拌过程中加0.68份柠檬酸和3.15份草酸，搅拌30分钟，停机15分钟，加入0.35份硫酸铵，搅拌20分钟，陈化24小时；

c.将陈化后的材料装入球磨机中研磨，得到的粉末倒入滚球机中

制成球团，得到土壤改良剂。

实施例3

一种利用固废生产铁碳微电场土壤改良剂的方法，步骤如下：

a.将铁尾砂与煤矸石分别在破碎机中破碎，将60份破碎的铁尾砂与12份煤矸石按比例在搅拌机中充分混合，放入马弗炉中高温950℃加热1小时，冷却后过100目筛，得到改性铁尾砂；

b.将20份牛粪、48份水稻秸秆、19份煤矸石、改性铁尾砂放在不锈钢的干湿搅拌机中，搅拌过程中加0.70份柠檬酸和3.60份草酸，搅拌40分钟，停机20分钟，加入0.46份硫酸铵，搅拌30分钟，陈化24小时；

c.将陈化后的材料装入球磨机中研磨，得到的粉末倒入滚球机中制成球团，得到土壤改良剂。

对实施例1-3制备而成的土壤改良调理剂进行检测，其质量标准如下：

实施例1

1、有机质(以干基计)：24.5%；

2、pH：6.3；

3、氮磷钾含量：0.55%；

4、硅(以干基计)SiO

5、铝硅(以干基计)Al

6、铁(以干基计)含量：3.5%。

实施例2

1、有机质(以干基计)：24.7%；

2、pH：6.8；

3、氮磷钾含量：0.55%；

4、硅(以干基计)SiO

5、铝硅(以干基计)Al

6、铁(以干基计)含量：3.4%。

实施例3

1、有机质(以干基计)：24.9%；

2、pH：7.5；

3、氮磷钾含量：0.55%；

4、硅(以干基计)SiO

5、铝硅(以干基计)Al

6、铁(以干基计)含量：3.4%。

本方案土壤改良剂使用方法如下：

土壤改良可用于做基肥(底肥)，每亩施用量为240-480公斤，撒于地表旋耕后即可种植。

以实施例1所制备的改良剂作为参考，按上述标准施用后，选取位置不同的十块地进行改良，每块大小0.5亩，对比例大小与试验地相同，位置分别与改良地相邻。在试验地分别种植高粱、玉米和水稻，其余种植条件完全相同，收获后分别记录产量。经计算，与对比例相比，改良后的土地，产量均有增加，其中：高粱增产8%，玉米增产10%，水稻增产11%。

土壤改良剂使用效果试验：

a .试验用材：本发明实施例2制备的固废生产铁碳微电场土壤改良剂；

盐渍化土壤：吉林盐碱土

b.试验内容：

（1）土壤pH下降

（2）土壤全盐量降低、交换性钠含量降低、阳离子交换量降低

（3）土壤碱化度下降，公式如下：

碱化度ESP（%）=交换性钠含量/阳离子交换量×100%。

试验结果：

将本发明实施2制得的固废生产铁碳微电场土壤改良剂与盐碱地土壤混合均匀，施用量为1.6 g/kg。保持土壤含水量为60%，30天后，测试改良土壤的理化性质，结果见表1。

对比：盐碱地土壤在相同条件下，放置30天。

影响盐碱地植物种植得到评价指标主要有土壤pH、土壤碱化度、土壤全盐量。通过试验结果发现，与未处理的盐碱土相比，添加本发明的固废生产铁碳微电场土壤改良剂后的土壤的盐、碱指标发生了改良，其中土壤pH降低0.13、土壤碱化度降低10.8%、土壤全盐含量降低0.15%，证明本发明的土壤改良剂对盐碱土有明显的改良效果。

综上所述，本方案可有效改良盐碱土，有效提高作物的产量。