[发明专利]一种土壤改良剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于土壤改良及固体废弃物再利用技术领域，涉及一种土壤改良剂及其制备方法。

背景技术

2012年3月份出台的《“十二五”规划纲要》将节能环保列为七大战略性新兴产业之首。其中，土壤修复是在环保产业的重点发展之列,并明确提出要强化土壤污染防治监督管理。现阶段土壤恢复的方法大致可分为物理、化学和生物三类，细分为以下几种：1.热力学修复、2.热解吸修复、3.焚烧法、4.土地填埋法、5.化学淋洗、6.堆肥法、7.植物修复、8.渗透反应墙、9生物修复。其中植物修复是运用农业技术如添加土壤改良剂，改善土壤对植物生长不利的化学和物理方面的限制条件，使之适于种植，并通过种植优选的植物及其根际微生物直接或间接吸收、挥发、分离、降解污染物，恢复重建自然生态环境和植被景观。土壤改良剂改良土壤的效果非常明显，用途也非常多。

制备土壤改良剂的原料非常多，主要有：天然矿物质，如白云石、石膏、磷矿粉、沸石、蒙脱石粉、硅酸钙粉、橄榄石粉、硫粉、石灰或石灰石粉、硼矿粉和锌矿粉、泥炭；农业废弃物，如畜禽粪便、作物秸秆等；工业副产品，如碱性煤渣、高炉渣、粉煤灰、煤矸石、黄磷矿渣粉、豆渣(SM)、污水污泥等；有机肥料，如猪厩肥、豆科绿肥等；城市和生活废弃物，如有机废弃物(食物残渣、生物固体)、建筑垃圾和生活炉渣及其他生活垃圾等；生物质，如杂草、人工种植的生物质类植物(高油玉米、高粱等)等；人工聚合物，如高分子合成物质、生物制剂等。

目前采用土壤改良剂改良土壤还存在以下问题：(1)成本高。虽然不同单位研发的产品很多，但由于成本高(600～1800元/m²)，使得其推广应用一直受到限制；(2)研发原料单一，而且因工艺技术问题导致产品质量、效果、性能不稳定。原料多集中于天然和人工合成物质，对生活垃圾、生物质和工业废弃物的开发利用少，造成大量廉价的土壤改良原材料废置，并污染土壤和水体等。鉴于以上问题，亟需找到一种简便、经济的植物修复型土壤改良剂，以解决贫瘠或受污染土地的修复问题。

磷尾矿是磷矿资源开发的副产品，是矿山开采后排放的未加以充分利用废料。我国磷矿工业每年产生大量的磷尾矿呈细沙状堆积在尾矿库内。不仅耗费资金，而且造成一系列环境问题。我国反浮选磷尾矿存在形式主要是白云石(CaMgCO₃)，其中氧化镁含量一般在17％左右，且含有一定量的P₂O₅，矿物颗粒细，尾矿粒度一般都在200目以下。多数地区磷尾矿中含量最高的组分及其含量约为：氧化钙34.11％，氧化镁17.65％，五氧化二磷5.30％，镁主要以白云石的形式赋存，并有少量以磷酸盐、硅酸盐形式存在，其在各相中所占比例分别为99.80％、0.10％、0.10％；磷主要以磷灰石的形式赋存(占97.08％)，并有少量以铁氧化物(1.04％)、独居石(0.19％)、磷钇矿(1.83％)形式存在；钙主要以白云石的形式赋存(占96.95％)，并有少量以方解石(1.11％)、磷酸盐(1.94％)形式存在。

目前国内外关于磷尾矿的研究开发主要是利用磷尾矿制备一些加气混凝土和提取磷尾矿中的可以利用的物质。主要有：(1)利用磷尾矿制备加气混凝土；(2)生产尾矿肥料；(3)作混凝土集料和生产普通硅酸盐水泥；(4)提取磷尾矿中的镁、稀土元素等。

利用磷尾矿作为原料生产土壤改良剂能充分利用磷尾矿资源，例如专利申请号为201310001658.X的发明公开了一种利用磷尾矿和酸性废水制备磷肥土壤改良剂的方法，包括如下步骤：(1)准备P₂O₅含量10％～18％的磷尾矿矿浆作为原料；(2)准备含质量浓度为5％～10％硫酸的酸性废水；(3)往磷尾矿矿浆中加入酸性废水，使得酸性废水和磷尾矿矿浆混合10～15分钟，形成混合浆料，调整至混合浆料排除的尾矿水pH值大于6.8；(4)将排出尾矿水的混合料浆经过6～12个月的堆存；(5)堆存后得到含水量质量浓度小于10％的具有钙镁磷肥功效的土壤改良剂，其中活性P₂O₅含量为7％～14％。该发明能实现含磷镁磷尾矿和酸性废水的资源化利用，将磷尾矿中的磷大部分转化为活性P₂O₅，并含有钙和镁的土壤改良剂。但该方法需要对混合浆料进行6～12个月的堆存，不仅耗时，而且对场地的要求大，排出的尾矿水对环境造成二次污染。

发明内容