[发明专利]一种碱法活化煤矸石中活性元素硒及其硒肥的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工及农肥技术领域，具体是一种碱法活化煤矸石中活性元素硒及其硒肥的制备方法，适用于有机硒肥、复合硒肥、生物硒肥的生产和富硒煤矸石废矿的资源化开发利用。

背景技术

近代研究已证实人体生命活动必需营养微量元素硒具有防癌抗癌、抗氧化、防毒解毒抗重金属污染、抗菌抗炎症、抗高血压、保护及修复细胞、延缓衰老及降血糖、提高免疫力等广泛的生物学功能和药理作用，被国内外誉为“长寿元素”和“抗癌之王”；硒与40多种常见疾病有直接和间接关系，美国科学家已提出，21世纪硒将成为抗癌和预防多种疾病的主要手段之一，我国硒已写入初三化学教科书及全国高等医学院校教材《微量元素与健康》；但硒元素人体不能合成，只能通过人为补充，然而全世界有四十多个国家和地区缺硒，为了健康，补硒刻不容缓；当前通过各种宣传，全民补硒热潮正在国内外悄然兴起，但硒与其他人体必需微量元素一样具有两重性，适量有益，超量中毒有害，探索安全、科学的补硒方法成为当务之急，以Na₂SeO₃为主成分的无机态硒材料，应用中很难把握量的尺度，易造成过量，主要作为药物治疗，普通人群科学补硒方式以食用有机态富硒农产品，安全的食补。

当前市售富硒农产品，多采取施加硒肥，通过作物的吸收转化将无机硒转化为生物有机硒，最常用的硒肥是化学品亚硒酸钠，用叶面喷施，这种方式存在易流失、喷施不均匀、量的控制难以把握和一定的环境污染等弊端；另一种方式是将含硒量在230～6300mg/kg的高硒矿物料施入土壤，但硒矿资源十分稀缺，储量有限，且不可再生，保留一分珍稀硒资源，就是保留世界自然遗产，因此必须拓宽硒肥资源。

富硒煤矸石资源的开发利用：自然资源的不可再生性和日益枯竭的趋势，使煤矸石废料的资源化利用研究意义重大，恩施州八县市煤矸石资源十分丰富，现保有储量75亿吨以上。经研究检测，这些煤矸石富含硒、钼、钒、硅等多种有益元素，特别是总硒含量在50-200mg/kg，为典型的富硒废矿，但其中能被植物吸收的水溶性活性硒含量较低，只占5-9％左右；欲充分利用煤矸石中的硒，尚需对其中的硒进行活性激发处理，将结合态硒转化为水溶性作物可吸收的活性形态，再将活化后的煤矸石复配成各种硒肥，应用于农业生产富硒有机食品。

对于矿物中硒的活化，目前有研究报道：活化剂采用强氧化性物质，如强酸浓HNO₃、高氯酸，这些发烟液体易挥发，具有强的腐蚀性和刺激性，不仅易对人体造成伤害，而且还存在爆炸的安全、对空气和水体的环境污染，挥发自分解的有毒气体物质更是造成雾霾的组分之一；且1mol·L^-1HNO₃溶液的PH＝0，呈强酸性，活化用浓HNO₃的浓度约为15mol·L^-1，因此该法活化的矿物质酸性太强，而高氯酸的酸性更强，不适合农业生产应用，故从环保、安全、成本、实用性等多纬度综合考虑，探索新的活化方法具有重要现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碱法活化煤矸石中活性元素硒及其硒肥的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种碱法活化煤矸石中活性元素硒及其硒肥的制备方法，包括以下步骤：

1)选取原料：以恩施不同地方的煤矸石为原材料，所用煤矸石的硒含量在90-170mg/Kg范围内；

2)将煤矸石用矿物样品粉碎机初粉碎后，过100-200目筛网，未过筛的煤矸石重新粉碎后再过筛，得到粒径为71-154μm的微米级煤矸石粉；

3)将步骤2)中制备的煤矸石粉在50℃-60℃条件下烘干，用行星式纳米球磨机干法球磨微米级煤矸石粉，得到粒径60-150nm范围的纳米级煤矸石矿粉；

4)选择碳酸钠为活化剂，碳酸钠配成质量分数为6-40％的溶液，按1:(6-30)的料液比将步骤3)制备的纳米级煤矸石矿粉与碳酸钠溶液置于容器中搅拌，充分混合，在常温/加热/微波环境下活化1-4小时，活化完成后冷却至室温，制得纳米级煤矸石固体硒肥。

作为本发明进一步的方案：所述步骤4)中的纳米级煤矸石固体硒肥直接施入土壤底肥，供作物吸收转化产出富硒有机食品。