[发明专利]生物降解煤矸石的有机肥制法及多菌种选育

说明书

技术领域

本发明是涉及生物有机肥技术领域中，利用微生物降解废弃的煤矸石制作矿物质有机肥的技术工艺，是为广大农村种植户提供一种没有污染的矿物质有机肥产品。

背景技术

全国各大、中、小煤矿的煤矸石是目前我国第一大固体废弃物，不仅占用了大量土地资源，而且还污染了水体、大气、土壤、破坏景观，同时还危机人类的身心健康。对煤矸石废弃物的充分利用，目前国内外仅有建筑材料工程中的空心砖、实心砖、制作水泥原料、陶瓷、轻骨料、合成碳化硅、白炭黑、聚合氯化铝等，有机肥料厂采用煤炭制作有机肥的有机原料腐殖酸和制作土壤的改良剂。这样一来，不仅跟国家分抢能源，而且制作成本也高，对有较高利用价值的煤矸石又得不到充分利用。

目前，国内各省区的大中型煤矿越积越多的煤矸石加剧了当地政府和煤矿的负担，迫切需要一种既能创造较高的经济效益、又能根治堆积如山的煤石废弃物综合治理的新技术、新方法和新产品。本发明就是利用煤矸石，通过微生物的降解，来激活煤矸石中休眠的官能团，以获取有机质腐殖酸来制作生物有机矿物质肥料，利用废弃的煤矸石制作矿物质有机肥料，目前在国内还不够多见。

发明内容

生物降解煤矸石的有机肥制法及多菌种选育，其方法是：

1、煤矸石的矿物组成：

存在于煤矸石的矿物主要是由成矿母岩演变而来的。按成因类型可将其分为两类：一类是原生矿物，它们是各种岩石主要是岩浆岩受到程度不同的物理风化而未经化学风化的碎屑物，其原有的化学组分和结晶构造都没有改变，另一类是次生矿物，它们多数是原生矿物经风化后重新形成的新矿物，其化学组份和构造都有所改变而有别于原生矿物。煤矸石矿物组成主要为粘土矿物，其次为石英、长石、云母等碎屑矿物，再其次为黄铁矿、碳酸盐、绿泥石，其中以高岭土含量最大，部分煤矸石中还含有少量的绢云母和黑云母、石英、方解石和长石。

2、煤矸石的外观特征及显微结构：

煤矸石实际上是含碳岩石和其他岩石的混合物，依煤层地质年代、地质沉积环境以及地区开采条件的不同，煤矸石的岩石种类也不尽相同，成分负载，变化也大，其中有以下几种：

a、外观特征，炭质页岩为黑色和灰黑色，层状结构，表面有油质光泽，有松疏的黑色小粒，片状结构，也不完全分解，质软性脆，不规则块状，易碎，为深灰色和灰白色，块状光泽，结构较泥质，碳质页岩粗糙坚硬，组成均一，沿层埋有草叶和条痕，极不完全分解，还有铁锈斑点。

b、显微结构，碳质页岩以不透明黑色为主，有少量石英和粘土矿物，泥质石岩以石英为主，有一定量的不透明黑色矿物和少量云母，砂质页岩主要是石英和云母，还有一定量的不透明矿物与碳酸盐矿物，石英颗粒较粗。碳质页岩和泥质石岩在出煤井时含有较多的碳质，往往还有胶质有机物、树脂、孢子以及其他植物残体。

3、煤矸石的理化性质

大部分煤矸石为灰黑色、致密性、块状结构，贝壳状断口，破碎后呈规则的块粒和棱角状，有滑面；其化学成分是评价煤矸石性质，决定利用途径的重要指标，煤矸石的主要化学成分有：SiO₂、Al₂O₃、F_eO₃、C_aO、M_gO、K₂O、N_a2O、TiO、SO₃，金属元素有：M_g、T_e、C_u、Z_n、C_r、N_i。

经全国各省区19个大中型煤矿开采出不同煤矸石的工业分析测试，所有矿区开采的煤矸石中都含有金属元素，其中M_e、M_g、Z_n、的含量较高，C_u、N_i的含量较低，而且煤矸石中有机质的含量在18％-42％，最高达54.9％，这些有机质也叫官能团，如，芳香核、羟基、羧基、羰基、甲氧基等。由于这些官能团在地下沉睡了亿万年之久，尚属休眠状态，必须用特殊的微生物菌激活，使煤矸石颗粒转化为腐殖酸，而腐殖酸中活性官能团作为化合作参与反应的离子团，在与土壤中其它元素产生化合效应，才能实现对各种农作物的增产，解磷钾、固氮的实质性作用。

4、多菌种与培养液的选育：

多菌种与培养的恰当选育是直接关系到生物降解煤矸石的有机肥质量，所以本着菌种多样性和培养液多元化的原则，有利于多菌的繁育与生长。