本發(fā)明涉及活性褐煤技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種土壤改良用活性褐煤及其制備方法。

背景技術(shù)：

土地資源是有條件的可再生資源，采礦后及時(shí)對(duì)其復(fù)墾，使土地與生態(tài)環(huán)境恢復(fù)到原有水平，最大限度地減少礦業(yè)對(duì)環(huán)境的影響，是合理開發(fā)利用礦產(chǎn)資源與環(huán)境和社會(huì)持續(xù)發(fā)展的共同需求。礦產(chǎn)資源開發(fā)強(qiáng)度的不斷加大導(dǎo)致礦區(qū)土地資源損毀十分嚴(yán)重，使土地失去利用價(jià)值。中國(guó)是全世界最大的煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)，但占煤礦4％的露天礦開采極大損毀了土地資源和植被。有關(guān)部門預(yù)測(cè)到2020年，中國(guó)露天開采煤損毀土地0.22hm²/萬(wàn)t，對(duì)礦區(qū)土地資源和生態(tài)環(huán)境的破壞日趨嚴(yán)重，雖然自1989年我國(guó)《土地復(fù)墾規(guī)定》頒布以來(lái)，我國(guó)政府一直重視礦區(qū)土地復(fù)墾，但復(fù)墾率約8％，與國(guó)際50％的復(fù)墾率有很大差距。而我國(guó)大型露天煤礦多處于干旱、半干旱的生態(tài)脆弱區(qū)，也是我國(guó)重要的草原區(qū)之一，草場(chǎng)土壤質(zhì)量退化是導(dǎo)致沙塵暴頻發(fā)的一個(gè)主要原因，生態(tài)環(huán)境也愈發(fā)脆弱。礦區(qū)排土場(chǎng)占用大量土地導(dǎo)致礦區(qū)自然條件和生態(tài)環(huán)境變化，因此，對(duì)礦區(qū)排土場(chǎng)因地制宜地進(jìn)行土壤改良和生態(tài)修復(fù)成為草原區(qū)露天礦區(qū)復(fù)墾的一個(gè)重要內(nèi)容。

我國(guó)褐煤資源豐富(1303億t)，占全國(guó)煤炭?jī)?chǔ)量13％左右，主要分布在內(nèi)蒙(77％)和云南(13％)。褐煤是一種天然腐植酸類物質(zhì)，富含腐植酸(HA)、羧基(-COOH)、羰基(-OH)、甲氧基(-OCH₃)等官能團(tuán)，是一種良好的天然有機(jī)離子交換劑，同時(shí)具有優(yōu)異的吸附性能。近年來(lái)，人們?yōu)榱颂岣吆置旱睦脙r(jià)值，對(duì)褐煤經(jīng)過(guò)一系列處理最終制成褐煤提質(zhì)產(chǎn)品——活性褐煤。褐煤資源豐富，褐煤經(jīng)活化處理后，天然官能團(tuán)的化學(xué)穩(wěn)定性增強(qiáng)、孔隙結(jié)構(gòu)較發(fā)達(dá)、催化活性更高、具有憎水性，更重要的是褐煤中腐植酸含量高，而腐植酸主要成分有機(jī)質(zhì)是土壤最核心的養(yǎng)分，也是其他養(yǎng)分的主要來(lái)源和微生物的主要滋生場(chǎng)地，而且具有離子交換性、膠體吸附性，這些特性為改良土壤創(chuàng)造了基本應(yīng)用條件，是活性褐煤農(nóng)用價(jià)值的開辟和提升，在當(dāng)今農(nóng)業(yè)用地緊張和生態(tài)環(huán)境急需改善的大背景下，以活性褐煤為主導(dǎo)探討土壤改良及生態(tài)恢復(fù)提供理論依據(jù)具有極其重要的科學(xué)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種土壤改良用活性褐煤及其制備方法，本發(fā)明活性褐煤生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)的活性褐煤炭具有大孔率高、生物活性高、吸附性能優(yōu)、成本低廉的特點(diǎn)，解決了土壤改良過(guò)程中水、肥流失嚴(yán)重、植物成活率低等技術(shù)難點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種活性褐煤，其技術(shù)指標(biāo)為：碘值：200-290mg/g，堆積密度：450-520kg/m³，PH值：6-9，大孔比率：90-95％，粒度：D_max<0.8mm。

一種活性褐煤炭的制備方法：包括如下步驟：

步驟1：褐煤原煤的破碎與篩分：將褐煤原煤破碎篩分至直徑小于10mm的寬篩分顆粒；

步驟2：炭化、活化一體化處理：把破碎篩分后的顆粒送入滾筒式反應(yīng)器中，在還原性氣氛條件下進(jìn)行炭化、活化一體化處理，活化劑采用低溫低壓蒸汽，滾筒式反應(yīng)器內(nèi)的溫度為400～800℃，活化劑采用低溫低壓蒸汽，控制反應(yīng)器內(nèi)的物料的停留時(shí)間20-40min，得到成品；

步驟3：冷卻降溫：將步驟2滾筒式反應(yīng)器中出來(lái)的成品經(jīng)由冷卻器絕氧冷卻至40℃以下；

步驟4：滾筒反應(yīng)器炭化、活化過(guò)程中產(chǎn)生的低熱值乏氣送入乏氣焚燒爐焚燒利用；

步驟5：密封包裝：將冷卻后的成品密封包裝。

所述活性褐煤用于土壤改良領(lǐng)域，作為水、肥的緩釋劑和微生物的活性載體。

本發(fā)明有如下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明活性褐煤生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)的活性褐煤具有性狀穩(wěn)定，大孔孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，適合微生物的附著與生長(zhǎng)，表面化學(xué)官能團(tuán)豐富，成本低廉的特點(diǎn)，能用于土壤改良領(lǐng)域，解決土壤改良過(guò)程中水、肥流失嚴(yán)重、植物成活率低等技術(shù)難點(diǎn)；更重要的是褐煤中腐植酸含量高，而腐植酸主要成分有機(jī)質(zhì)是土壤最核心的養(yǎng)分，也是其他養(yǎng)分的主要來(lái)源和微生物的主要滋生場(chǎng)地，而且具有離子交換性、膠體吸附性，這些特性為改良土壤創(chuàng)造了基本應(yīng)用條件，是活性褐煤農(nóng)用價(jià)值的開辟和提升，以活性褐煤為主導(dǎo)開展草原區(qū)露天煤礦排土場(chǎng)土壤改良及生態(tài)恢復(fù)具有極其重要的科學(xué)意義。。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明活性褐煤炭的制備工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合圖1和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作更詳細(xì)的說(shuō)明。

實(shí)施例1

原料選用灰分為12％左右，水分為35％的伊敏褐煤，活性褐煤炭的制備方法如圖1所示，包括如下步驟：

步驟1：褐煤原煤的破碎與篩分：將伊敏褐煤破碎篩分至直徑小于10mm的寬篩分顆粒；

步驟2：炭化、活化一體化處理：把破碎篩分后的顆粒送入滾動(dòng)式反應(yīng)器中在還原性氣氛條件下進(jìn)行炭化、活化一體化處理，滾筒式反應(yīng)器內(nèi)的溫度為550℃，處理時(shí)間為30min，活化劑采用0.2MPa，180℃的低溫蒸汽，蒸汽用量0.15kg/kg(原煤)，得到成品；

步驟3：冷卻降溫：將步驟2滾筒式反應(yīng)器中出來(lái)的成品經(jīng)由成品冷卻器絕氧冷卻至40℃；

步驟4：滾筒反應(yīng)器炭化、活化過(guò)程中產(chǎn)生的低熱值乏氣送入乏氣焚燒爐焚燒利用；

步驟5：密封包裝：將冷卻后的成品采用帶內(nèi)襯的編織袋密封包裝。

實(shí)施例2

原料選用灰分為10％左右，水分為30％的錫林浩特褐煤，活性褐煤炭的制備方法如圖1所示，包括如下步驟：

步驟1：褐煤原煤的破碎與篩分：將伊敏褐煤破碎篩分至直徑小于10mm的寬篩分顆粒；

步驟2：炭化、活化一體化處理：把破碎篩分后的顆粒送入滾動(dòng)式反應(yīng)器中在還原性氣氛條件下進(jìn)行炭化、活化一體化處理，滾筒式反應(yīng)器內(nèi)的溫度為400℃，處理時(shí)間為40min，活化劑采用0.2MPa，180℃的低溫蒸汽，蒸汽用量0.15kg/kg(原煤)，得到成品；

步驟3：冷卻降溫：將步驟2滾筒式反應(yīng)器中出來(lái)的成品經(jīng)由成品冷卻器絕氧冷卻至30℃；

步驟4：滾筒反應(yīng)器炭化、活化過(guò)程中產(chǎn)生的低熱值乏氣送入乏氣焚燒爐焚燒利用；

步驟5：密封包裝：將冷卻后的成品采用帶內(nèi)襯的編織袋密封包裝。

實(shí)施例3

原料選用灰分為13％左右，水分為33％的伊敏褐煤，活性褐煤炭的制備方法如圖1所示，包括如下步驟：

步驟1：褐煤原煤的破碎與篩分：將伊敏褐煤破碎篩分至直徑小于10mm的寬篩分顆粒；

步驟2：炭化、活化一體化處理：把破碎篩分后的顆粒送入滾動(dòng)式反應(yīng)器中在還原性氣氛條件下進(jìn)行炭化、活化一體化處理，滾筒式反應(yīng)器內(nèi)的溫度為800℃，處理時(shí)間為20min，活化劑采用0.2MPa，180℃的低溫蒸汽，蒸汽用量0.15kg/kg(原煤)，得到成品；

步驟3：冷卻降溫：將步驟2滾筒式反應(yīng)器中出來(lái)的成品經(jīng)由成品冷卻器絕氧冷卻至35℃；

步驟4：滾筒反應(yīng)器炭化、活化過(guò)程中產(chǎn)生的低熱值乏氣送入乏氣焚燒爐焚燒利用；

步驟5：密封包裝：將冷卻后的成品采用帶內(nèi)襯的編織袋密封包裝。