專利名稱：：吸收二氧化硫后的產(chǎn)物加工成土壤調(diào)理劑用于鹽堿土改造的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于鹽堿地改造
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及以"赤泥"、"鐵渣"、"鋼渣"及"粉煤灰"等廢渣為吸收劑，吸收二氧化硫后所得固體脫硫產(chǎn)物作為土壤調(diào)理劑，用去改造鹽堿地。
背景技術(shù)：
：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對土地的需求愈來愈大，各種工程占用大量耕地，使耕地面積逐年縮小，反過來抑制經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，形成經(jīng)濟(jì)發(fā)展與占用耕地的矛盾。解決這一矛盾從嚴(yán)格控制占用耕地和開發(fā)可耕地增加耕地面積兩個方面著手。改造鹽堿地使之變?yōu)榭筛厥窃黾涌筛氐囊粋€重要方面。人們采用許多措施改造鹽堿地，施用土壤調(diào)理劑是主要措施之一。鹽堿土的形成及特性所謂鹽堿土是鹽土和堿土的統(tǒng)稱。包括鹽土和堿土兩種性質(zhì)不同的土壤。所謂鹽土，主要是指土壤內(nèi)含有過量水溶性鹽分的土壤，多屬中性鹽，呈堿性反應(yīng)，pH值在7至8之間。鹽害主要是由于鈉離子(Na+)濃度過高引起的。鹽土一般土壤剖面形態(tài)無顯著構(gòu)造。表土在干燥季節(jié)，特別是無植物生長處，常呈白色，甚至形成鹽結(jié)皮。鹽土可分為濱海鹽土、洪積鹽土、沼澤鹽土、草甸鹽土等。濱海鹽土主要是受海水影響而形成的。鹽土和鹽化土是由氯化鈉、硫酸鈉等中性鹽組成，堿性不強。所謂堿土，主要是指土壤中含水溶性的堿性鹽，呈較強的堿性反應(yīng)，pH值在8.5以上。土壤結(jié)構(gòu)極壞，濕時泥濘，千時板結(jié)龜裂，造成植物出土困難。堿土有腐蝕性，能破壞植物細(xì)胞組織，危害植物生長。堿土組成以碳酸鈉和生碳酸鈉為主。除鹽土、堿土外，往往多是以鹽土為主且含堿土，或堿土為主且含鹽土的混合鹽堿土。鹽土和堿土都是在一定的自然條件下，各種易溶性鹽類在地面作水平方向與垂直方向的重新分配，從而使鹽分在集鹽地區(qū)的土壤表層逐漸積聚起來而形成。鹽土和堿土所含的鹽分影響到作物的正常生長。鹽土中含有過多可溶性鹽類，增高土壤溶液的滲透壓，引起植物生理干旱；某些鹽類離子，直接毒害植物根系，造成植物吸收營養(yǎng)元素的比例失調(diào)。堿土中土壤膠體粒長期與鹽堿土中的Na2C03、NaHC03、NaCl等接觸，成為含Na+膠體粒子。含Na+膠體粒子在土壤中水化度較大，有較好的分散性，能散布在土壤顆粒之間的細(xì)縫中，形成致密、不透水的板結(jié)土層。堿土呈較強的堿性反應(yīng)，pH:值在8.5以上有腐蝕性，能破壞植物細(xì)胞組織，危害植物生長。鹽堿地的改造需要采取綜合措施，施用土壤調(diào)理劑是措施之一，需要與其它措施特別是水利措施結(jié)合在一起，才會取得良好效果。目前已開發(fā)出一些屬于土壤調(diào)理劑范疇的土壤改良劑用于鹽堿地的改造，如申請?zhí)枮?3155201的專利申請，將硫酸鈣、硫鐵礦、草酸、磷、鉀、微量元素按比例混合制成土壤改良劑；申請?zhí)枮?1110198的專利申請，利用廢石膏板制成鹽堿土壤改良劑；申請?zhí)枮?0100436的專利申請，提出一種鹽堿土壤改良劑及其制備方法。它主要含有檸檬酸、黃腐酸、腐殖酸、蘋果酸、胡敏酸、丙酸、水楊酸、土溫一100和水；申請?zhí)枮?1127450的專利申請，將麥飯石加工成鹽堿土壤改良劑；申請?zhí)枮?0105747的專利申請，提出的鹽堿土壤改良劑，由聚順丁烯二酸，烷基苯磺酸鈉和水組成；KOM活化土壤改良劑，主要由氨基酸附和群、多種微量元素、活性酶及離子水組成；還有稱為"禾康"的鹽堿土壤改良劑等。這些改良劑遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足社會改造鹽堿地的需要，有待開發(fā)新的成本低的具有實際應(yīng)用價值的土壤調(diào)理劑。另一方面，為了減少大氣污染物二氧化硫的排放量，人們采取了許多技術(shù)措施，其中濕法脫硫是處理二氧化硫煙氣是用得最多的技術(shù)之一。濕法脫硫是濕態(tài)的吸收劑與煙氣在吸收設(shè)備內(nèi)充分接觸，吸收劑與煙氣中的二氧化硫反應(yīng)，生成穩(wěn)定、無害的化合物，二氧化硫從煙氣中分離出來，達(dá)到煙氣脫硫的目的。濕法脫硫通常會產(chǎn)生大量的新的固體物，這些新產(chǎn)生的固體物必須再利用，否則會造成新的污染。因吸收劑的多樣化脫硫產(chǎn)物也是多種多樣，其再利用途經(jīng)必然是多方面的。如果把脫硫產(chǎn)物再利用與鹽堿地改造結(jié)合在一起，利用固體脫硫產(chǎn)物作為土壤調(diào)理劑去改造鹽堿地具有現(xiàn)實意義。專利號為ZL01103283.9和ZL00125371.9的專利"無機(jī)復(fù)合肥及其制造方法"和"用吸S02后產(chǎn)物渣制造無機(jī)復(fù)合肥的生產(chǎn)方法"將以爐渣為吸收劑的脫硫產(chǎn)物加工成肥料使用。雖然同樣施入土壤，同作用不一樣，這兩項專利的脫硫產(chǎn)物施入土壤是為農(nóng)作物提供肥料元素，而不是用去改造土壤。在國內(nèi)外用得最多的濕法脫硫技術(shù)"石灰石/石膏法"，脫硫后產(chǎn)生大量的石骨CaS(V2H20，通常用去作建材原料使用，因其量巨大建材行業(yè)難以全部消化?，F(xiàn)在已有人開始把這種脫硫產(chǎn)物石膏作為土壤調(diào)理劑使用，與前述申請?zhí)枮?1110198的專利一致。本發(fā)明是將以包括煉鐵爐渣、鋼渣、氧化鋁廠廢棄物"赤泥"、粉煤灰等在內(nèi)的爐渣作為吸收劑，吸收二氧化硫后的固體脫硫產(chǎn)物作為土壤調(diào)理劑，用去改造鹽堿地。專利號為ZL00119453的專利"含二氧化硫煙氣處理方法"以"有色冶金爐渣"為吸收劑，吸收二氧化硫；申請?zhí)枮?00410031200.X的專利申請"一種"紅泥"二氧化硫吸收劑"以氧化鋁廠的廢渣"赤泥"為吸收劑，吸收煙氣中的二氧化硫；專利號為ZL200410031200.X的專利"以煉鐵煉鋼爐渣為吸收劑吸收煙氣中二氧化硫的方法"以鋼鐵企業(yè)的廢渣"鐵渣"、"鋼渣"為吸收劑，吸收煙氣中的二氧化硫；名為"以粉煤灰為吸收劑吸收煙氣中二氧化硫的方法"的專利申請，以燃煤爐產(chǎn)生的廢渣粉煤灰為吸收劑，吸收煙氣中的二氧化硫。"赤泥"、"鐵渣"、"鋼渣"、"有色冶金爐渣"及"粉煤灰"吸收二氧化硫后所得的固體脫硫產(chǎn)物，其組成具有共性1、含有大量的也是土壤主要成分的SiO、A1203;2、含有大量在脫硫過程中吸收劑中的CaO與S02所生成的CaS03及由CaS03氧化而成的CaS04，CaS03和CaS04是改造鹽堿地最主要物質(zhì)；3、如果吸收二氧化硫后的"爐渣"pH〈3，脫硫產(chǎn)物含有相當(dāng)數(shù)量的能有效降鹽堿地pH值的FeS0
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的，就是利用"赤泥"、"鐵渣"、"鋼渣"、"有色冶金爐渣"及"粉煤灰"吸收二氧化硫后脫硫產(chǎn)物所含的CaS03、CaSCU和FeS04對鹽堿土壤的作用，把吸收二氧化硫后的固體脫硫產(chǎn)物加工成土壤調(diào)理劑，用于鹽堿地的改造。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種土壤調(diào)理劑，是利用吸收二氧化硫后的產(chǎn)物加工成土壤調(diào)理劑用于鹽堿土的改造，具體地，是利用"赤泥"、"鐵渣"、"鋼渣"、"有色冶金爐渣"及"粉煤灰"吸收二氧化硫后的脫硫產(chǎn)物，經(jīng)過濾、洗滌后，其濾餅再用硫酸酸化，之后避雨堆存1520天，即成為土壤調(diào)理劑，用去改造鹽堿地。一種土壤調(diào)理劑，是利用"鐵渣"吸收二氧化硫后的脫硫產(chǎn)物，經(jīng)過濾、洗滌后，加入0.5^l^FeSCV7H2O(以干基計的質(zhì)量百分比)，混勻即成為土壤調(diào)理劑，用去改造鹽堿地。過濾、洗滌后，濾餅的pH〉6，濾餅的含水率<20%。過濾、洗滌后，需檢測濾餅中重金屬的含量，當(dāng)重金屬含量符合下表要求，方可繼續(xù)加工成為土壤調(diào)理劑，否則廢棄之，不能作為土壤調(diào)理劑使用，脫硫產(chǎn)物用作土壤調(diào)理劑時重金屬含量限值見表1(單位mg/kg)(以干基計)表1項目堿性土壤中重金屬最高容許含量鎘及其化合物(以Cd計)10汞及其化合物(以Hg計)15鉛及其化合物(以Pb計)500鉻及其化合物(以Cr計)500砷及其化合物(以As計)75硼及其化合物(以水溶性B計)50銅及其化合物(以Cu計)500鋅及其化合物(以Zn計)1000鎳及其化合物(以Ni計)200鉬及其化合物(以Mo計)10硒及其化合物(以Se計)15施用符合要求的土壤調(diào)理劑，十年之內(nèi)每畝累計用量不得超過30000kg(以干基計)根據(jù)鹽堿地的鹽堿化程度及鹽堿土壤的pH值施用土壤調(diào)理劑，每畝一次性施用量為1025噸，最大一次性施用量不得超過每畝30噸，十年之內(nèi)不用再施用。施用方法施用時將土壤調(diào)理劑均勻鋪灑在土壤表面，然后翻耕，使土壤調(diào)理劑與土壤混勻。施用土壤調(diào)理劑改造鹽堿地，應(yīng)配合采用綜合措施，特別要有很好的排水措施。上述各種"爐渣"吸收二氧化硫后脫硫產(chǎn)物中CaS03、CaS04含量因其原始含鈣量不一樣而有所差別，"鐵渣"、"鋼渣"、"有色冶金爐渣"吸收二氧化硫后脫硫產(chǎn)物中CaS03、CaS04含量約為20%40%，"赤泥"吸收二氧化硫后脫硫產(chǎn)物中CaS03、CaS04含量約為10%25%，"粉煤灰"吸收二氧化硫后脫硫產(chǎn)物CaS03、CaS04含量約為5%15%。當(dāng)鹽堿土層中加入"爐渣"吸收二氧化硫后脫硫產(chǎn)物后，因(^2+比Na+對土壤中膠體粒的吸附能力強，原已吸附的Na+會和土壤溶液中的Ca2+發(fā)生離子交換。而含(^2+膠體微粒的外層不吸附水分子，膠體微粒自己能互相靠近而聚團(tuán)，土壤就不會板結(jié)。水分子滲入微粒之間時會使微粒團(tuán)膨脹，然后在干燥過程中使土層龜裂。這過程反復(fù)進(jìn)行后，土壤就形成團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，從而有利于農(nóng)作物根系生長和吸收水分、養(yǎng)分，同時Na+被置換下來后形成的Na2S04可隨水移動排除出土壤，進(jìn)而降低堿化土壤的pH。各種"爐渣"吸收二氧化硫后脫硫產(chǎn)物中FeS04含量情況比較復(fù)雜，不僅與其原始含F(xiàn)e量有關(guān)，而且與脫硫工藝條件密切相關(guān)。按正常的"爐渣"吸收二氧化硫的工藝，吸收二氧化硫后的"爐渣"漿液pH〉4.5，在此條件下"爐渣"中的Fe幾乎不參與吸收二氧化硫的反應(yīng)，在脫硫產(chǎn)物中也就不可能有FeS04。只有在吸收二氧化硫后的"爐渣"漿液pH〈3時，"爐渣"中的Fe才參與吸收二氧化硫的反應(yīng)，脫硫產(chǎn)物中才會有FeS04。如果一定要利用各種"爐渣"中的Fe，使其反應(yīng)生成FeS04，那只能改變脫硫工藝條件。這樣做將會使脫硫效率受到影響，或使脫硫工藝復(fù)雜化。為了既不改變脫硫工藝又使"爐渣"中的Fe轉(zhuǎn)化為FeS04，將"爐渣"吸收二氧化硫后過濾分離出的固體脫硫產(chǎn)物加入硫酸酸化，使其pH<3，脫硫過程中未參與反應(yīng)的Fe轉(zhuǎn)化為FeS04，同時脫硫過程中沒有完全反應(yīng)的CaO進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為CaS04，提高Ca的利用率。"鋼渣"、"赤泥"、"粉煤灰"及"有色冶金爐渣"吸收二氧化硫后脫硫產(chǎn)物再酸化，所得土壤調(diào)理劑中FeS04量足以滿足需要。唯獨"鐵渣"中含F(xiàn)e低，最終所得土壤調(diào)理劑中FeS04很少，難以滿足需要，可以采用外加FeS04的辦法解決。上述各種"爐渣"中可能含有銅、鋅、鉛、鎘、汞、鉻、砷等重金屬，以這些"爐渣"為吸收劑吸收二氧化硫后所得脫硫產(chǎn)物同樣會含有這些重金屬，以此作為土壤調(diào)理劑改造鹽堿土，存在重金屬污染土壤的風(fēng)險。重金屬含量高必然污染土壤，重金屬含量低則不會污染土壤，高和低的界限在哪兒？目前國家還未對土壤調(diào)理劑中重金屬含量規(guī)定限量，借鑒國家標(biāo)準(zhǔn)GB8173-87《農(nóng)用粉煤灰中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》和GB4284-84《農(nóng)用污泥中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)》，規(guī)定本發(fā)明涉及的土壤調(diào)理劑中重金屬含量限值，參見上面的表l。施用重金屬含量符合表1所規(guī)定的土壤調(diào)理劑不會對土壤造成重金屬污染，是安全的。為了盡量減少本發(fā)明所指土壤調(diào)理劑中重金屬含量，在以"爐渣"為吸收劑吸收二氧化硫后過濾脫硫產(chǎn)物時，增加洗滌過程，將固體脫硫產(chǎn)物中所挾帶的可溶性重金屬鹽洗去，確保所得土壤調(diào)理劑中重金屬含量符合表1要求。表2:<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表3:農(nóng)用粉煤灰中污染物控制標(biāo)準(zhǔn)值mg/kg干粉煤灰<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>具體實施例方式1、將以"爐渣"為吸收劑吸收煙氣中的二氧化硫后所得的脫硫產(chǎn)物過濾并用清水洗滌，使濾餅pH〉6，濾餅含水<20%。2、檢測濾餅重金屬含量，重金屬含量符合表1要求時繼續(xù)加工土壤調(diào)理劑，否則廢棄，不能作為土壤調(diào)理劑使用。3、以"鋼渣"、"赤泥"、"粉煤灰"及"有色冶金爐渣"吸收煙氣中二氧化硫，并經(jīng)過濾洗滌檢測合格后的濾餅加入到混揑機(jī)中，再滴加93%的硫酸，至pH〈3，然后出料，避兩堆存1520天即可用于鹽堿地改造。4、以"鐵渣"吸收煙氣中二氧化硫，并經(jīng)過濾洗滌檢測合格后，不再酸化，直接加入0.5XlXFeSCV7H20(以干基計的質(zhì)量百分比)，混勻即可。5、根據(jù)鹽堿地的鹽堿化程度及鹽堿土壤的pH值施用本發(fā)明所指土壤調(diào)理劑，每畝一次性施用量1025噸，最大施用量不得過30噸，十年之內(nèi)不用再施用。施用時將土壤調(diào)理劑均勻鋪灑在土壤表面，然后翻耕使土壤調(diào)理劑與土壤混勻。6、改造鹽堿地不應(yīng)單純施用土壤調(diào)理劑，應(yīng)采用綜合措施，特別要有很好的排水措施。權(quán)利要求1、一種土壤調(diào)理劑，其特征在于是利用吸收二氧化硫后的產(chǎn)物加工成土壤調(diào)理劑用于鹽堿土的改造，具體地，是利用“赤泥”、“鐵渣”、“鋼渣”、“有色冶金爐渣”及“粉煤灰”吸收二氧化硫后的脫硫產(chǎn)物，經(jīng)過濾、洗滌后，其濾餅再用硫酸酸化，之后避雨堆存15～20天，即成為土壤調(diào)理劑，用去改造鹽堿地。2、一種土壤調(diào)理劑，其特征在于利用"鐵渣"吸收二氧化硫后的脫硫產(chǎn)物，經(jīng)過濾、洗滌后，加入0.5^r^FeSCV7H2O(以干基計的質(zhì)量百分比)，混勻即成為土壤調(diào)理劑，用去改造鹽堿地。3、根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的過濾、洗滌，其特征在于過濾、洗滌后，濾餅pH〉6，濾餅含水<20%。4、根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的過濾、洗滌，其特征在于過濾、洗滌后，需檢測濾餅中重金屬的含量，當(dāng)重金屬含量符合下表要求，方可繼續(xù)加工成為土壤調(diào)理劑，否則廢棄之，不能作為土壤調(diào)理劑使用脫硫產(chǎn)物用作土壤調(diào)理劑時重金屬含量限值(mg/kg)(干基)<table>tableseeoriginaldocumentpage2</column></row><table>施用符合要求的土壤調(diào)理劑，十年之內(nèi)每畝累計用量不得超過30000kg(以干基計)5、根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述土壤調(diào)理劑，其特征在于根據(jù)鹽堿地的鹽堿化程度及鹽堿土壤的pH值施用土壤調(diào)理劑，每畝一次性施用量為1025噸，最大一次性施用量不得超過每畝30噸，十年之內(nèi)不用再施用。6、根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述土壤調(diào)理劑，其特征在于其施用方法為，施用時將土壤調(diào)理劑均勻鋪灑在土壤表面，然后翻耕，使土壤調(diào)理劑與土壤混勻。7、根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述土壤調(diào)理劑，其特征在于施用土壤調(diào)理劑改造鹽堿地，應(yīng)配合采用綜合措施，特別要有很好的排水措施。全文摘要本發(fā)明涉及一種土壤調(diào)理劑，是利用吸收二氧化硫后的產(chǎn)物加工成土壤調(diào)理劑用于鹽堿土的改造。具體地，是利用“赤泥”、“鐵渣”、“鋼渣”、“有色冶金爐渣”及“粉煤灰”吸收二氧化硫后的脫硫產(chǎn)物，經(jīng)過濾、洗滌后，其濾餅再用硫酸酸化，之后避雨堆存15～20天，即成為土壤調(diào)理劑，用去改造鹽堿地。本發(fā)明解決了經(jīng)濟(jì)發(fā)展與占用耕地之間的矛盾，可有效改造鹽堿地，使之變?yōu)榭筛兀蔀樵黾涌筛氐囊粋€重要措施。文檔編號C09K17/02GK101544889SQ20091014280公開日2009年9月30日申請日期2009年5月18日優(yōu)先權(quán)日2009年5月18日發(fā)明者史漢祥申請人:史漢祥