[发明专利]一种粉煤灰加工成盐碱土壤调理剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及粉煤灰的综合利用技术领域。

背景技术

粉煤灰是煤粉燃烧后残留下来的颗粒较细而不均匀的复杂多相物质。煤粉在炉膛中呈悬浮状态燃烧，燃煤中的绝大部分可燃物都能在炉内烧尽，而煤粉中的不燃物(主要为灰分)成为粉煤灰，其中占总量80～90％的颗粒最细部分混杂在高温烟气中，经过除尘器，被分离、收集，为飞灰；另一部分颗粒较粗而落入炉底，成为炉底灰。广义的粉煤灰包括飞灰和炉底灰两部分。

我国是产煤大国，以煤炭为电力生产基本燃料，随着电力工业迅速发展，粉煤灰排放量急剧增加，到2010年粉煤灰排放量将达到2亿吨，给经济建设及生态环境造成巨大的压力。粉煤灰的综合利用，变废为宝、变害为利，是解决电力生产环境污染的重要手段，也是电力生产所面临解决的任务之一。

经过开发，粉煤灰在工农业各部门得到广泛的应用，其中用于改良轻重粘土、生土、酸性土、盐碱土是粉煤灰应用的重要方面。

直接用粉煤灰改良轻重粘土和生土，可以改善土壤的物理结构，提高地温和保水能力；直接在酸性土壤加入粉煤灰，土壤的酸性被其中的碱性氧化物中和，土壤酸性降低。但是，如果直接把粉煤灰直接加到盐碱土中，由于粉煤灰中存在大量碱性氧化物CaO和MgO以及K₂O和Na₂O，盐碱土的碱性不仅不能降低，反而提高。如果将粉煤灰预先处理，使其中的碱性氧化物转变成非碱性盐，施入盐碱土中不会提高其碱性，而且这些非碱性盐还会与盐碱土中的碱性成分反应，降低其碱性，还能使粉煤灰中的肥料元素转交换成植物更易吸收的形态，使其更充分发挥作用。

目前已开发出一起土壤改良剂用于盐碱地的改良，如：

申请号为03155201的专利，将硫酸钙、硫铁矿、草酸、磷、钾、微量元素按比例混合制成土壤改良剂；

申请号为01110198的专利，利用废石膏板制成盐碱土壤改良剂；

申请号为00100436专利，提出一种盐碱土壤改良剂及其制备方法。它主要含有柠檬酸、黄腐酸、腐殖酸、苹果酸、胡敏酸、丙酸、水杨酸、土温-100和水；

申请号为01127450的专利，将麦饭石加工成盐碱土壤改良剂；

申请号为00105747的专利，提出的盐碱土壤改良剂，由聚顺丁烯二酸，烷基苯磺酸钠和水组成；

KOM活化土壤改良剂，主要由氨基酸附和群、多种微量元素、活性酶及离子水组成；

还有称为“禾康”的盐碱土壤改良剂等。

发明内容

1、硫酸处理粉煤灰原理

煤粉在燃烧过程中，其中灰分矿物质将脱水、分解、氧化变成无机氧化物。粉煤灰的主要氧化物组成为：SiO₂、Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃、CaO、TiO₂、MgO、K₂O、Na₂O、SO₃、MnO等，此外还有P₂O₅等。其中氧化硅、氧化钛来自黏土，岩页；氧化铁主要来自黄铁矿；氧化镁和氧化钙来自与其相应的碳酸盐和硫酸盐。

在冷却过程中形成不同的物相。从物相上讲，粉煤灰是晶体矿物和非晶体矿物的混合物。其矿物组成的波动范围较大。一般晶体矿物为石英、莫来石、方解石、钙长石、硅酸钙、赤铁矿和磁铁矿、氧化镁、生石灰及无水石膏等，非晶体矿物为玻璃体、无定形碳和次生褐铁矿，其中玻璃体含量占50％以上。

用硫酸处理粉煤灰时，反应式如下：

CaCO₃(方解石)+H₂SO₄＝CaSO₄+H₂O+CO₂    ……………………(1)

Ca(Al₂Si₂O₈)(钙长石)+H₂SO₄＝CaSO₄+Al₂O₃+2SiO₂+H₂O   …(2)

Ca₂SiO₄(硅酸钙)+2H₂SO₄＝2CaSO₄+2SiO₂+2H₂O   ……………(3)