[发明专利]气化炉渣腐植酸改性生产土壤调理剂及其土壤改良修复应用

说明书

气化炉渣腐植酸改性生产土壤调理剂及其土壤改良修复应用，第一步，在气化炉渣和/或灰渣粉碎时加入腐植酸物质与重金属的混合比例3‑40:1的腐植酸物质进行原位还原、钝化和固化，陈化24小时以上得到脱毒气化炉渣和/或灰渣；第二步，脱毒气化炉渣和/或灰渣负载1％‑20％的生物菌肥，得到炉渣菌肥；第三步，在进行退化土壤改良修复时，将腐植酸和炉渣菌肥分别均匀抛洒在土地表面，通过旋耕机混合均匀即可。

1.技术领域

本发明提供的气化炉渣腐植酸改性生产土壤调理剂及其土壤改良修复应用，涉及无机固废资源化处理，尤其涉及煤炭气化炉渣的无害化和资源化处理。

2.背景技术

例如神华宁煤集团，年消耗煤炭约3700万吨，副产气化炉渣和灰渣约480万吨(干渣)，但因宁夏区域经济欠发达、基本建设规模小等原因，地区建材用量少，长距离运输不划算，大量堆存的气化炉渣不得不进行付费填埋处理。一方面环保效益差，需要支付约2.3亿元的巨额填埋费，企业负担沉重；另一方面因雨水淋滤(淋溶和渗透)，炉渣中的有害元素溶出，渗入土壤，被植物吸收，可能会造成地表及地下水污染和影响人体健康。因此，亟需开展气化炉渣和灰渣综合利用技术研究，解决气化炉渣和灰渣的大规模资源化利用难题，成为神华宁煤集团实现环保效益和经济效益兼得的关键所在，对占固体废物重要比例煤的气化灰渣进行综合利用是整个煤化工项目实现循环经济的重要因素。

目前，国内外除将粉煤灰用于建材、筑路、筑坝、工程回填外，对粉煤灰在农业上的利用也多有研究，尽管施用粉煤灰改良土壤的历史比较悠久且已取得不少成果，但因其可能存在理、化、生性质不平衡等因素，容易造成不同类型不同程度的负面影响。在宁夏及其周边地区，存在大量的盐碱地、沙化土地和中低产田，需要巨量的质优价廉、绿色环保的土壤修复调理剂。气化炉渣和灰渣具有低容重、高比表面积和质轻等特点，能够改变土壤的结构、容重、保水能力和颗粒组成等物理性质，提供植物生长必需的大量营养元素和丰富的微量元素，如K、Ca、P、S、Mg、Mn、Mo、B、Na、Zn等，能很好地改善土壤营养状况，是潜在的质优价廉土壤调理剂。但由于气化炉渣和灰渣还含有As、Cd、Cr、Ni、Pb、Ba、Hg、Co、Se、Ag、Be等微量有害元素，在施用(长期、高量)的同时，逐渐累积的污染元素可能造成土壤、水体与生物的污染，形成对生物链的潜在危害，从而制约了气化炉渣和灰渣在农业土壤修复与调理改良中的应用。

腐植酸作为腐殖质的主要组成部分，化学结构复杂，是一个复杂的含有羧基、酚基、酮基、酚羟基等活性官能团的混合物，是土壤有机质的最重要组分，是土壤团粒结构最重要的胶结剂。分子量较低的黄腐酸具有增容、解吸的作用，有利于重金属的活化，提高富集植物对各种重金属的吸收；大分子量的棕腐酸和黑腐酸具有离子交换、螯合、吸附的作用，有利于重金属吸附、还原、钝化和固定，降低重金属的迁移性。多年研究和实践证明，腐植酸具有改良土壤、增效肥料、刺激作物和微生物生长、提高作物抗逆性、提高作物产量和品质等作用，是来源广泛、价格低廉、生态环境相容性好的土壤改良修复绿色新材料和增效肥料节水保水新材料，用于生态修复治理不会造成肥力退化、破坏土壤结构和带来二次污染，成为近年来环境修复材料研究的热点。

3.发明内容

本发明的目的是为了克服现有气化炉渣资源化处理技术的不足而发明的一种气化炉渣腐植酸改性生产土壤调理剂及其土壤改良修复应用，利用腐植酸钝化吸附、还原、螯合钝化和固定气化炉渣和灰渣中的Cr、As、Cd、Ni、Pb、Ba、Hg、Co、Se、Ag、Be等有害重金属元素，实现气化炉渣和/或灰渣的脱毒；利用脱毒气化炉渣和灰渣负载有机菌肥，形成炉渣菌肥，改性脱毒气化炉渣和灰渣，持续生产活性腐植酸，实现造血型土壤改良与修复；将腐植酸和炉渣菌肥配合使用，实现输血型和造血型相结合的永久可持续绿色原位土壤改良与修复。

本发明的技术方案：