[发明专利]一种利用工业固体废物生产新型土壤调节功能性材料的方法

权利要求书

1.一种利用工业固体废物生产新型土壤调节功能性材料的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)拌合

将工业固体废物、粘合剂和酸碱调节物料混合，并进行机械拌合，得到拌合料；

所述工业固体废物与粘合剂的用量比为90～95∶3～7，以重量份计；

所述粘合剂是由膨润土、玉米糊精和植物根茎组成，其中膨润土、玉米糊精和植物根茎的用量比为3～5∶1～3∶1～3，以重量份计；

所述酸碱调节物料包括酸性物料和碱性物料；

(2)成型

采用压球机将步骤(1)制得的拌合料压制成胶囊状颗粒；

(3)还原焙烧

采用矿物焙烧还原装置对步骤(2)得到的胶囊状颗粒进行还原焙烧，该矿物焙烧还原装置包括从上至下依次设置且相互连通的进料区、干燥预热区、焙烧氧化反应区、调压区、还原反应区、出料区与水封冷却区；在进料区上下依次设置有1号自动密封装置与2号自动密封装置；在干燥预热区的上部设置有定向加压装置，定向加压装置用于抽真空；在焙烧氧化反应区的周边上下依次设置有一层燃烧剂添加装置与二层燃烧剂添加装置，用于提供燃烧剂；在干燥预热区、焙烧氧化反应区与还原反应区的内部设置有矿物翻转装置；在调压区的侧壁上设置有多个调压风门；在还原反应区的下部设置有还原剂添加装置，还原剂添加装置用于提供还原剂；在出料区设置有自动排矿装置；在水封冷却区设置有水淬冷却装置；还原焙烧具体包括以下步骤：

(31)启动进料区的自动密封装置，使胶囊状颗粒经进料区进入干燥预热区；

(32)启动定向加压装置，使燃烧剂添加装置提供的气相燃烧剂与还原剂添加装置提供的气相还原剂在定向加压装置的抽力作用下往上运动；

(33)在干燥预热区气相燃烧剂与还原剂给胶囊状颗粒预热，然后胶囊状颗粒在自身重力及气压作用下缓慢下降，经焙烧氧化反应区、调压区与还原反应区；

(34)焙烧氧化反应区为负压区，控制压力范围为P₀-300Pa～P₀-4000Pa，P₀为大气压强，温度范围为750℃～1250℃，在压力与温度控制下，胶囊状颗粒中的矿物分子处于活跃状态，同时胶囊状颗粒中的结晶水、毛细水、气态、液态物质去除，在胶囊状颗粒中形成蜂窝状孔隙结构；

(35)控制调压区调压风门的开启个数，使还原反应区为正压区，控制还原区压力范围为P₀+300Pa～P₀+4000Pa，P₀为大气压强，温度范围为750℃～1250℃，在还原区，胶囊状颗粒中的矿物分子在高活跃状态下，与还原剂分子进行氧化还原反应，矿物价态发生本质改变；

(36)还原反应区还原后的胶囊状颗粒经出料区排入水封冷却区，水封冷却区温度范围控制在50℃～80℃，胶囊状颗粒经水封冷却区冷却稳定后排出，得到新型土壤调节功能性材料；

(4)合成

选择磷酸二铵、尿素、碳酸氢铵、硝酸铵、过磷酸钙、氯化钾、磷酸二氢钾中的任意一种物质或两种以上物质的组合，配制成溶液；

将所制得的新型土壤调节功能性材料浸泡于上述溶液中，然后取出；或将上述溶液通过喷嘴喷洒在所制得的新型土壤调节功能性材料上；

(5)烘干

将从溶液中浸泡后的新型土壤调节功能性材料，或喷洒有溶液的新型土壤调节功能性材料置于50～60℃条件下烘干，得到复合新型土壤调节功能性材料；

该方法还包括对新型土壤调节功能性材料充磁的步骤，将从溶液中浸泡后的新型土壤调节功能性材料，或喷洒有溶液的新型土壤调节功能性材料在烘干时，或烘干完成后置于磁场环境中进行充磁；

所述工业固体废物包括选矿尾渣、高炉渣、钢渣、赤泥、有色金属渣、粉煤灰、煤渣和硫酸渣。

2.根据权利要求1所述的一种利用工业固体废物生产新型土壤调节功能性材料的方法，其特征在于：所述酸性物料选自有机酸或无机酸，无机酸包括盐酸根、硫酸根和硝酸根，碱性物料选自钠离子或熟石灰。

3.根据权利要求1所述的一种利用工业固体废物生产新型土壤调节功能性材料的方法，其特征在于：所述工业固体废物选择赤泥时，酸碱调节物料选择酸性矿物，其中赤泥、粘合剂和酸性矿物的重量份配比为92∶5∶3，粘合剂中膨润土、玉米糊精和植物根茎的重量份配比为3∶1∶1。

4.根据权利要求1所述的一种利用工业固体废物生产新型土壤调节功能性材料的方法，其特征在于：所述新型土壤调节功能性材料在溶液中的浸泡时间为30-60分钟。