[发明专利]一种水稻秸秆-黏土复合土壤调理剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种水稻秸秆‑黏土复合土壤调理剂及其制备方法，原料为：20‑70份水稻秸秆粉、30‑80份天然多孔黏土、5‑25份粘结剂、1‑5份炭化助剂、80‑150份去离子水。经混料、练泥、成型、装匣105‑125℃烘干、封匣350‑650℃焙烧，即得。与现有技术相比，本发明采用封匣，可在正常的含氧焙烧炉中焙烧，无需采用惰性氛围气保护，尾气排放量极小。所制备的调理剂克服了传统秸秆炭比重轻易随水分迁移流失、重金属稳定效率较低等缺陷，兼有秸秆炭及多孔黏土成分，土壤施用后可显著改善土壤透气性、钝化土壤活性重金属、调理土壤pH、增加土壤离子交换量、补充Si、Ca、Mg、P、K等养分等功效。

技术领域

本发明属于农林废弃物资源化利用及土壤治理领域，具体涉及一种水稻秸秆-黏土复合土壤调理剂及其制备方法。

背景技术

农作物产生的秸秆量达9亿吨，水稻秸秆在农作物产生的秸秆量占比最高，达2亿吨。秸秆的综合利用途径主要有还田(腐熟还田、覆盖还田、机械破碎直接还田三种主要模式)、饲料加工、秸秆燃气、秸秆燃烧发电、民用制成品等。其中约2亿吨作畜牧饲料，0.2亿吨作工业造纸或工业原料，1.8亿吨被农民作为生活燃料使用，1亿吨碎草还田作肥料，剩下4亿吨秸秆几乎全部烧掉或遗弃在田边地。大量的秸秆被焚烧和随地堆弃，不仅造成资源的浪费，也造成了大气污染、土壤退化、火灾事故、交通堵塞、村容破坏等大量的社会、经济和生态问题，推动秸秆综合利用是一大重要课题。

生物炭是生物质(如各种植物残体、污泥、畜禽粪便等)在有限供氧的密闭环境中于相对较低的温度条件下(<700℃)热解生成的一类富含碳素(C％≥60％)、性质稳定、具有不同程度芳香化的固态产物。生物炭具有芳环化的大分子结构，在土壤中具有较高惰性和抗降解性。因具有较为发达的孔隙结构和丰富的表面官能团，生物炭能够有效提高土壤阳离子交换量(CEC)和持水性，减少矿质元素流失，提高矿质元素利用效率，对农田氮(N)、磷(P)流失引起的水体富营养化具有重要控制作用。另外，由于含有大量矿质灰分(以K、Ca、Na、Mg为主)，生物炭大多呈碱性(pH>7)，并且随热解温度的升高碱性增强。故而生物炭可以有效改善土壤结构、调节土壤pH、改善酸性土壤；保水、保肥、增肥；吸附土壤重金属；促进作物增产等功效。

农作物秸秆是生物炭加工的重要原料，炭化加工过程中常伴生气态、液态等产物，秸秆炭化方法及装备等研究受到较多的重视。

南京林业大学在CN1563277A提供了一种用农作物秸秆制取秸秆炭和秸秆醋液的方法，其将农作物秸秆装入干馏釜内，通过300-600℃时间4-12h隔氧或限氧下热解，经过干燥、预炭化、炭化、煅烧阶段，固体经冷却得到秸秆炭，热解气经气液分离得到秸秆醋液和可燃气体，可燃气可回送燃烧室提供热源。

唐河县宣溢环保设备有限公司在CN103937517A中公开了一种秸秆炭的生产方法，是将秸秆等可燃植物进行压缩成形，然后放入炭化炉中进行炭化，连续作业而取得秸秆炭的方法：首先将原料压缩，再将压缩后的原料放入循环型进料装置中进入炭化炉，调整炭化炉内温度，排出原料中的水、焦油，以及生产过程中产生的一氧化碳等气体，之后调整炭化炉内的温度至650℃，此时原料在高温下干馏成炭；成品出炉后降温待用；循环型进料装置是原料入炉的载体，也是将成品承载出炉的载体，它能使成品出炉的同时使原料入炉，该设备循环往复使用，使生产持续进行；气体分解装置把原料炭化过程中产生的水、汽、可燃气体等从原料中分解出来，受热汽化排出炭化炉；解决了目前产品含碳密度小、热值低、次品率高、成本高的问题。