[发明专利]一种混配型土壤改良剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及土壤调理剂，具体地说是一种混配型土壤改良剂及其制备方法。

背景技术

近年来，我国畜禽养殖业迅猛发展，畜禽业的发展导致了养殖污染的加剧。根据污染调查估算的结果，1988年全国畜禽污染物COD(水污染物化学需氧量)、氮、磷的流失量分别为455.1万吨、249.4万吨和23.7万吨，2001年分别为689.6万吨、369.3万吨和29.7万吨。1999年，我国畜禽粪便产生总量约为19亿吨，而同期全国各工业行业工业固体废弃物为7.8亿吨，畜禽粪便产生量是工业固体废弃物的2.4倍，部分地区如河南、湖南、江西这一比例甚至超过4倍，除北京、天津、上海等少数工业发达的城市地区外，大多数地区的值都超过了一倍以上。畜禽粪便的流失已经对部分区域的环境质量造成了严重的影响。根据南京市环保部门对太湖流域的研究，畜禽粪便流入水体的COD、氮和磷分别占总污染负荷的7.13％、16.67％和10.1％。畜禽粪便同时是农业生产中的宝贵资源，如果大量流失或弃之不用，不仅造成严重的环境污染，而且也是资源的巨大浪费。畜禽粪便无害化处理和资源化利用，不仅可以遏制畜禽粪便的随意排放产生的环境污染，改善农村生态环境，同时可改良土壤，提高土地生产力，促进社会主义新农村建设与和谐社会构建。

磷石膏是湿法磷酸生产过程中排放的工业废渣。年产30万吨磷铵需150万吨五氧化二磷，而每生产1吨五氧化二磷就会产生5吨磷石膏。全世界磷石膏的年排放量接近2亿吨，我国磷石膏的年排放量超过2000万吨。这不仅占用大量土地，处理不当还将对地表和地下水造成污染，对生态环境造成严重危害。

由于湿法磷酸生产流程的不同会含有二水石膏(CaSO₄·2H₂O)和半水石膏[CaSO₄·(1/2)H₂O]，以二水石膏为主要成份。此外还含有少量未分解的磷矿粉、游离磷酸、磷酸铁、磷酸铝和氟硅酸盐等杂质。如一种磷石膏的基本化学成份如下：硫酸钙82.0％、三氧化二铝0.48％、三氧化二铁0.46％、氧化镁0.12％、氧化硅4.58％、氟0.57％、五氧化二磷3.52％、有机物1.57％、结晶水6.35％、烧失量29.0％。

从可持续发展的观念出发，磷石膏又是可利用的资源。在农业利用方面磷石膏能改良盐碱地，也是酸性心土层的改良剂；施用磷石膏可提高土壤的渗水率，通过减少地面径流达到减少土壤流失的目的；将磷石膏加入尿素或碳酸铵制成长效氮肥，可减少氨的挥发，提高氮肥利用率，磷石膏还含有磷、钙、硅等营养元素，对农业效果明显。磷石膏的pH一般在1-4之间，可以和碱性土壤中的可溶性盐反应生成不溶性盐和中性盐，降低土壤碱度：

Na₂CO₃+CaSO₄＝CaCO₃+Na₂SO₄

钙离子可代换土壤胶体中结合的钠离子，使钠粘土变成钙粘土：

(土壤胶体)2Na⁺+CaS0₄·(土壤胶体)Ca²⁺+Na₂SO₄

天然沸石是一种含水的钙、钠以及钡、钾的铝硅酸盐矿物。但是，沸石中的钙、钠、钡、钾等阳离子与结晶格架的结合并不很紧密，具有在水溶液中与其他阳离子进行交换的性质(这种阳离子交换多具可适性)。交换后的沸石晶体结构并未被破坏，只是通过离子交换使得晶体结构内部的电场、比表面积等发生某种变化。构成天然沸石晶体的大量孔穴和通道，使沸石具有很大比表面积，加之特殊的分子结构而形成的较大静电引力，使沸石有着相当大的应力场。当沸石内部的孔穴和通道一旦有“空缺”时，沸石就会表现出对极强的吸附能力，可有效吸附铵离子、硝酸根等。我国沸石资源丰富，在农业利用方面，天然沸石是一种优良的土壤改良剂。如辽宁省法库县包家屯多水泉村沸石粉。沸石粒度为150目，主要矿物成分经x射线衍射测试以斜发沸石为主，其次为蒙脱石、丝光沸石、钠长石等。矿石中沸石平均含量为65％。沸石的化学成份中，氧化硅69.82％、三氧化二铝10.7％、三氧化二铁6.6％、氧化钙2.9％、氧化镁0.73％、氧化钾1.64％、五氧化二磷0.09％，阳离子交换量1631厘摩尔/千克、pH8.1。

发明内容

本发明的目的在于提供一种工艺简单、原料充足、成本低廉，利用磷石膏和畜禽粪便为主要原料生产出的用于盐碱土改良以及镁矿粉尘污染土壤修复的一种混配型土壤改良剂及其制备方法。