[发明专利]一种利用铝灰生产的土壤保水剂及其制备方法

说明书

本发明公开一种利用铝灰生产的土壤保水剂及其制备方法。该方法包括：在铝灰中分别加入稀硝酸和硫化钠溶液，使铝灰中的重金属去除，含量达到农用重金属限量标准；其次，将除去重金属的铝灰与钙基化合物混合、研磨；充分混合的材料经高温活化后，得到以硫铝酸钙为主要矿物成分的材料；最后在水化条件下，得到以带32个结晶水的钙矾石为主要矿物成分、带有弱碱特质的土壤保水剂。产品可运用于干旱、半干旱地区土壤的抗旱和改良修复工作。本发明实现了提铝二次副产物——铝灰的高效农业综合利用，为减少铝灰堆存和充分利用铝资源提供了科学方法；制得的钙矾石保水剂具有一定的土壤保水能力，长期的保水效果好，而且该产品生产成本低廉。

技术领域

本发明涉及铝灰的农业资源化利用技术领域，具体涉及一种利用铝灰生产的土壤保水剂及其制备方法。

背景技术

铝灰渣是有色金属铝生产、消费和再利用过程中产生的固体废物，随着我国铝工业生产规模的不断扩大，铝产量的不断提高，铝灰渣的产生量也不断增加。一般每生产1t原铝会产生30～50kg的铝灰渣，按我国每年生产3500万吨计算，每年产生的铝灰总量高达10.5亿吨以上。目前，大部分生产企业仅将金属铝含量较高的一次铝灰回收利用，而回收后剩余的铝渣、二次铝灰等(铝的存在形态以氧化铝为主)多以废渣的形式进行堆积或填埋处理，因此，这不仅造成了铝资源的巨大浪费，而且还会对周围环境造成严重污染。由于铝灰中含有危害人体健康和环境的氮化铝、氟化物和锰、锌、铬、镍等重金属物质，加之其含有一定量的盐分，限制了其在工业和农业上的综合有效利用。铝灰的产生及大量堆积会对人们的生产和生活造成极大的危害，主要表现在以下几个方面：(1)污染土壤：长期未被利用的铝灰堆贮及占用土地，当铝灰中的重金属元素通过地表水或降水进入土壤超过其临界值时，土壤会向环境输出污染物，使其它环境要素受到污染，土壤组成、结构和功能等均会发生变化，最终可导致土壤资源枯竭和破坏。研究结果显示，长期堆存铝灰的土地中各种重金属含量均普遍提高，并造成土壤透气性、排水性变差。(2)污染水体：铝灰随雨水地表径流或随风进入河流、湖泊会污染地表水，并附雨水渗透到土壤中，造成地下水污染。表现较为明显的污染现象是水体pH值升高，有毒有害元素Cr、As等增加，铝灰直接排入河道还会阻塞河道。(3)污染大气：铝灰成分中含有较多的氮化铝和氟化物，氮化铝性质很不稳定，与水反应能生成氨气；遇到酸性降雨时，会产生氟化氢等有毒有害气体；而且铝灰中含有微细颗粒，露天堆放时会在风力作用下将表层灰剥离扬起，扬灰高度可达40～50m，不仅影响能见度，而且在潮湿环境中粉尘的聚集对建筑物、自然景观等形貌还会造成严重破坏。(4)危害人体健康：铝灰对水资源、土壤以及空气的污染直接影响到人们身体健康和日常生活。长期生活在高率灰粉尘环境中的居民，鼻咽炎、上呼吸道感染等发病率很高，体内铝摄入量也会增大，从而会增加危害神经系统疾病的发病率。铝灰中的少量放射性元素也会影响到人体健康。从资源角度方面看，铝灰是一种仅次于铝矾土的富铝资源，其铝含量可高达75％；而我国又是一个矿产资源储量有限的国家，因此，对铝灰进行充分合理利用，变废为宝、变害为利，已成为我国经济建设中一项重要的技术经济政策，也是铝行业迫切需要解决的技术难题之一；同时，这对提高企业的经济效益，保护生态环境具有重要的现实意义和实用价值。