一種礦物源半焦生物炭土壤調(diào)理劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于土壤改良調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種礦物源半焦生物炭土壤調(diào)理劑。
【背景技術(shù)】
[0002]耕地是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之基。隨著農(nóng)業(yè)社會(huì)向工業(yè)社會(huì)的演變，現(xiàn)代工業(yè)在給農(nóng)業(yè)帶來長(zhǎng)足發(fā)展的同時(shí)也帶來許多新的問題?；实奈廴尽⑥r(nóng)藥的污染、塑料污染、秸桿污染、牲畜糞便的污染以及重金屬污染等已經(jīng)是嚴(yán)重危機(jī)到人民生命財(cái)產(chǎn)安全和國(guó)民經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展的大問題。
[0003]目前，采用土壤調(diào)理劑法解決土壤污染問題比較快而且成本低，但目前最大的問題是生產(chǎn)土壤調(diào)理劑的原料數(shù)量有限，年產(chǎn)土壤調(diào)節(jié)劑夠萬噸的企業(yè)寥寥無幾，這就帶來了價(jià)格昂貴，修復(fù)土地的成本加大的問題。在這種條件下解決我國(guó)的耕地如此嚴(yán)重的污染問題是十分困難的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種礦物源半焦生物炭土壤調(diào)理劑，利用來源廣泛的礦物源半焦生物炭為主要原料做土壤調(diào)理劑，所述礦物源半焦生物炭具有一定的吸附性能，對(duì)于土壤改良過程中的微生物及肥效元素具有吸附作用，能夠有效解決土壤酸堿度和土壤污染問題。本發(fā)明還提供了上述礦物源半焦生物炭土壤調(diào)理劑的制備方法。
[0005 ]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種礦物源半焦生物炭土壤調(diào)理劑，由以下原料制備而成:油母頁(yè)巖半焦生物炭和輔料，所述油母頁(yè)巖半焦生物炭由油母頁(yè)巖經(jīng)過熱處理制備而成。
[0007]本發(fā)明所述的礦物源半焦生物炭土壤調(diào)理劑，其中，所述輔料為氧化鈣、氧化鎂和硅氧化物。
[0008]本發(fā)明所述的礦物源半焦生物炭土壤調(diào)理劑，其中，所述油母頁(yè)巖半焦生物炭和所述輔料的重量比為6:4?6:5。
[0009]本發(fā)明所述的礦物源半焦生物炭土壤調(diào)理劑，其中，所氧化鈣、氧化鎂和硅氧化物的重量比為:1.5:1:1.5。
[0010]本發(fā)明所述的礦物源半焦生物炭土壤調(diào)理劑的制備方法，包括以下步驟:
[0011](I)將原料油母頁(yè)巖在烘干爐進(jìn)行烘干，使物料的水分降到15%以下；
[0012](2)然后使原料進(jìn)入熱解爐進(jìn)行熱處理，熱處理時(shí)間為I?2小時(shí)，熱處理溫度為500?600°C;熱處理過程中，熱解爐必須是密閉的，熱解爐里不能進(jìn)空氣，熱處理后得到所述油母頁(yè)巖半焦生物炭；
[0013](3)將步驟(2)中得到的所述油母頁(yè)巖半焦生物炭粉碎磨細(xì)；
[0014](4)在步驟(3)中粉碎磨細(xì)后的所述油母頁(yè)巖半焦生物炭中混合輔料即可。
[0015]本發(fā)明所述的礦物源半焦生物炭土壤調(diào)理劑的制備方法，其中，步驟(2)中熱處理時(shí)間為I小時(shí)，熱處理溫度為600°c。
[0016]本發(fā)明所述的礦物源半焦生物炭土壤調(diào)理劑的制備方法，其中，步驟(2)中使粉碎磨細(xì)后的所述油母頁(yè)巖半焦生物炭的粒度達(dá)到100目。
[0017]本發(fā)明有益效果:
[0018]本發(fā)明所述的礦物源半焦生物炭土壤調(diào)理劑，礦物源半焦生物炭能夠吸收和鈍化土壤里的重金屬、增加土壤的透氣性、增加土壤的保水性和保肥性等。再配以輔料鈣、鎂、硅氧化物能夠?qū)Σ煌乃嵝酝寥肋M(jìn)行調(diào)理和修復(fù)，逐步提高土壤的肥力，提高作物的質(zhì)量和產(chǎn)量，達(dá)到環(huán)保生態(tài)的目的;且油母頁(yè)巖來源極其廣泛，大部分產(chǎn)煤地區(qū)均具有可對(duì)其熱解制作半焦生物炭的原料，有的甚至是作為礦山的廢棄物來處理，有的地區(qū)年產(chǎn)量就有幾百萬噸。
[0019]本發(fā)明所述的礦物源半焦生物炭土壤調(diào)理劑的制備方法，對(duì)礦物質(zhì)或生物質(zhì)在無氧的條件下加熱進(jìn)行熱解，相關(guān)的揮發(fā)份被提出后而產(chǎn)生油母頁(yè)巖半焦生物炭，該油母頁(yè)巖半焦生物炭是原料油母頁(yè)巖在熱處理后，所有的細(xì)菌、病毒全部被高溫殺死，同時(shí)對(duì)土壤有殺菌消毒的作用;能夠吸收和鈍化土壤里的重金屬、增加土壤的透氣性、增加土壤的保水性和保肥性等，制備方法簡(jiǎn)單，加工成本低。
【附圖說明】
[0020]圖1為油母頁(yè)巖放大10000倍的掃描電子顯微鏡(SEM)圖；
[0021]圖2為本發(fā)明制備的油母頁(yè)巖半焦生物炭放大10000倍的掃描電子顯微鏡(SEM)圖。
[0022]下面將結(jié)合具體實(shí)施例以及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
【具體實(shí)施方式】
[0023]一種礦物源半焦生物炭土壤調(diào)理劑，由以下原料制備而成:油母頁(yè)巖半焦生物炭和輔料，所述輔料為化鈣、氧化鎂和硅氧化物，所述油母頁(yè)巖半焦生物炭和所述輔料的重量比為6:4，所述氧化鈣、氧化鎂和硅氧化物的重量比為:1.5:1:1.5，所述油母頁(yè)巖半焦生物炭由原料油母頁(yè)巖經(jīng)過熱處理制備而成。
[0024]本實(shí)施例所述的礦物源半焦生物炭土壤調(diào)理劑的制備方法，包括以下步驟:
[0025](I)將原料油母頁(yè)巖在烘干爐進(jìn)行烘干，使物料的水分降到15%以下；
[0026](2)然后使原料進(jìn)入熱解爐進(jìn)行熱處理，熱處理時(shí)間為I小時(shí)，熱處理溫度為6000C;熱處理過程中，熱解爐必須是密閉的，熱解爐里不能進(jìn)空氣，熱解處理后得到所述油母頁(yè)巖半焦生物炭；
[0027](3)將步驟(2)中得到的所述油母頁(yè)巖半焦生物炭粉碎磨細(xì)，使粒度達(dá)到100目；
[0028](4)在步驟(3)中粉碎磨細(xì)后的所述油母頁(yè)巖半焦生物炭中混合輔料即可。
[0029]原料油母頁(yè)巖和本實(shí)施例制備的油母頁(yè)巖半焦生物炭分別采用型號(hào)為Sir1n200的場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡進(jìn)行表征，從圖1和圖2可以看出，本實(shí)施例制備的油母頁(yè)巖半焦生物炭顆粒的表面布滿了大小不等的凹坑和裂孔，這是揮發(fā)分析出留下的通道，熱處理過程中由于揮發(fā)組分在熱處理的某個(gè)階段大量聚集，最終以氣泡的形式排放出去留下的通道和小坑，揮發(fā)份排放的過程中所走的路徑很不規(guī)則，形成相互交錯(cuò)的通道和小孔，這些通道(即凹坑)和小孔是該土壤調(diào)理劑的吸附性能和保水性能的物質(zhì)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，這標(biāo)志著油母頁(yè)巖經(jīng)過加工處理后的油母頁(yè)巖半焦生物炭的吸水率、透氣性、保水性和保肥性要比加工前要提尚很多。
[0030]本實(shí)施例制備的油母頁(yè)巖半焦生物炭在常壓下就具備較高的吸附能力，孔體積超過0.lml/g，比表面積超過40m2/g。
[0031 ]本實(shí)施例得到的礦物源半焦生物炭土壤調(diào)理劑，其基本的性能如下:
[0032](I)主要成份:
[0033]鈣:20-25%;鎂:10?12wt% ;硅:20?25% ;鐵:2wt% ;碳:28￥七％ ;有機(jī)質(zhì):28wt%;其它一些微量元素。
[0034](2)重金屬檢測(cè)情況:經(jīng)檢測(cè)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，具體數(shù)據(jù)如下:
[0035]總鉛:12.46(Mg/Kg);總砷:0(Mg/Kg);總鉻:8.11(Mg/Kg);總鎘:0(Mg/Kg);總汞:0(Mg/Kg)ο
[0036](3)肥力情況
[0037]總氮:lwt%;總磷:0.3*1:% ;總鉀:0.2*1:%和有機(jī)質(zhì)28wt%。
[0038]本實(shí)施例所述的油母頁(yè)巖半焦生物炭，改良土壤的基本原理是:加入障礙土壤中以改善土壤物理、化學(xué)和/或生物性狀的物料，適用于改善土壤結(jié)構(gòu)、降低土壤鹽堿危害、調(diào)節(jié)土壤酸堿度、改善土壤水分狀況或修復(fù)污染土壤等?？梢源龠M(jìn)土壤水穩(wěn)性團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成，改善土壤內(nèi)部孔隙空間關(guān)系，提高土壤的總孔隙度，增加通氣性孔隙度，協(xié)調(diào)土壤中固、液、氣三相比例，增加土壤微生物的活動(dòng)，提高土壤的生物學(xué)活性，增加土壤養(yǎng)分的釋放;還能使土壤有適宜的堅(jiān)實(shí)度、酸堿度。適宜的土壤溫度和水分條件，有利于作物根系的生長(zhǎng)，促進(jìn)作物生長(zhǎng)發(fā)育，為農(nóng)業(yè)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)創(chuàng)造良好的環(huán)境條件。
[0039]以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種礦物源半焦生物炭土壤調(diào)理劑，其特征在于:由以下原料制備而成:油母頁(yè)巖半焦生物炭和輔料，所述油母頁(yè)巖半焦生物炭由油母頁(yè)巖經(jīng)過熱處理制備而成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的礦物源半焦生物炭土壤調(diào)理劑，其特征在于:所述輔料為氧化鈣、氧化鎂和硅氧化物。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的礦物源半焦生物炭土壤調(diào)理劑，其特征在于:所述油母頁(yè)巖半焦生物炭和所述輔料的重量比為6:4?6:5。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的礦物源半焦生物炭土壤調(diào)理劑，其特征在于:所述氧化鈣、氧化鎂和娃氧化物的重量比為1.5:1:1.5。5.權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的礦物源半焦生物炭土壤調(diào)理劑的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)將原料油母頁(yè)巖在烘干爐進(jìn)行烘干，使物料的水分降到15%以下； (2)然后使原料進(jìn)入熱解爐進(jìn)行熱處理，熱處理時(shí)間為I?2小時(shí)左右，熱處理溫度為500?600°C左右;熱處理過程中，熱解爐必須是密閉的，熱解爐里不能進(jìn)空氣，熱處理后得到所述油母頁(yè)巖半焦生物炭； (3)將步驟(2)中得到的所述油母頁(yè)巖半焦生物炭粉碎磨細(xì)； (4)在步驟(3)中粉碎磨細(xì)后的所述油母頁(yè)巖半焦生物炭中混合輔料即可。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的礦物源半焦生物炭土壤調(diào)理劑的制備方法，其特征在于:步驟(2)中熱處理時(shí)間為I小時(shí)，熱處理溫度為600°C。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的礦物源半焦生物炭土壤調(diào)理劑的制備方法，其特征在于:步驟(2)中使粉碎磨細(xì)后的所述油母頁(yè)巖半焦生物炭的粒度達(dá)到100目。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種礦物源半焦生物炭土壤調(diào)理劑，由以下原料制備而成：油母頁(yè)巖半焦生物炭和輔料，所述油母頁(yè)巖半焦生物炭由油母頁(yè)巖經(jīng)過熱處理制備而成。本發(fā)明所述的礦物源半焦生物炭土壤調(diào)理劑，能夠?qū)Σ煌乃嵝酝寥肋M(jìn)行調(diào)理和修復(fù)，逐步提高土壤的肥力，提高作物的質(zhì)量和產(chǎn)量，達(dá)到環(huán)保生態(tài)的目的；且油母頁(yè)巖來源極其廣泛。本發(fā)明所述的礦物源半焦生物炭土壤調(diào)理劑，對(duì)礦物質(zhì)或生物質(zhì)在無氧的條件下加熱進(jìn)行熱解，相關(guān)的揮發(fā)份被提出后而產(chǎn)生油母頁(yè)巖半焦生物炭，該油母頁(yè)巖半焦生物炭是原料油母頁(yè)巖在熱處理后，所有的細(xì)菌、病毒全部被高溫殺死，同時(shí)對(duì)土壤有殺菌消毒的作用；制備方法簡(jiǎn)單，加工成本低。
【IPC分類】C09K101/00, C09K17/40, C09K17/06
【公開號(hào)】CN105542790
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610045501
【發(fā)明人】張傳國(guó)
【申請(qǐng)人】龍口市中晟新能源科技開發(fā)有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2016年1月22日