以生物质电厂灰为主要原料的土壤调理剂及其制备和使用方法

摘要

本发明涉及本以生物质电厂灰为主要原料的土壤调理剂，包括生物质电厂灰、锯末和粘合剂，各配料按照质量百分比为：生物质电厂灰80～94％、锯末5～10％、粘合剂1～10％混合制成；其制备方法是①、按质量分数混合原料，加入0.15～0.30倍的水，搅拌均匀；②、造粒；③、干燥：造粒完成后在温度70～150℃的条件下烘干至含水质量比为8～10％；④、过筛，称重装袋备用；其使用方法是每667m2的酸性土壤上，土壤调理剂的用量为50～150kg，本发明大大地改善了土壤的酸碱平衡，也补充了生物质采收时从土壤中带走的中微量元素，实现养分合理循环，促进植物的生长；同时对矿质元素有缓释作用，大大提高了肥料的利用率。

权利要求

1.以生物质电厂灰为主要原料的土壤调理剂，其特征在于：生物质电厂灰为其主要原料，锯末和粘合剂为其辅助材料，各配料按照质量百分比为：生物质电厂灰80～94％、锯末

5～10％、粘合剂1～10％；所述调理剂为颗粒状，粒径为0.1～5mm。

2.根据权利要求1所述的以生物质电厂灰为主要原料的土壤调理剂，其特征在于：所述锯末的主要成分为纤维素、半纤维素和木质素。

3.一种制备权利要求1所述土壤调理剂的方法，其特征在于步骤为：①、混合原料：生物质电厂灰作为主要原料放入器皿中，添加锯末和粘合剂，按照质量百分比为80～94％、5～10％、1～10％均匀混合，按照混合后的质量为基数，加入质量为基数的0.15～0.30倍的水，搅拌均匀；

②、造粒：用挤压造粒机或圆盘造粒机或滚筒造粒机进行造粒，粒径为0.1～5mm，造粒形状有圆球状、圆柱状、棒状、不规则团粒状；

③、干燥：造粒完成后在温度70～150℃的条件下烘干至含水质量比为8～10％；

④、过筛：干燥后筛除粒径大于5mm的团块，和筛除粒径小于0.1mm的粉末，称重装袋备用。

4.一种使用权利要求1所述土壤调理剂的方法，其特征在于：在酸性土壤上，整地撒施2

或直接追加撒施，每667m 的酸性土壤上，该土壤调理剂的用量为50～150kg。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：土壤调理剂与肥料同时使用，混合使用的肥料为除氨态氮肥以外的肥料。

说明书

以生物质电厂灰为主要原料的土壤调理剂及其制备和使用

方法

技术领域

[0001] 本发明涉及本以生物质电厂灰为主要原料的土壤调理剂，以及该土壤调理剂的制备方法和使用方法，土壤调理剂用于改良酸性土壤的质量。

背景技术

[0002] 酸性土壤是pH＜7的土壤总称。我国酸性土壤面积约2.04×108hm2，占总国土面积的21％，主要集中分布在湘、赣、闽、浙、粤、琼、桂、云、黔、渝、台等长江以南的广大热带和亚热带地区，大部分酸性土壤的pH＜5.6；东北大兴安岭林区及青藏高原南端的灰化土也是典型的酸性土壤；近年来，部分农产区的土地酸化也日趋严重，比如山东寿光、湖北武汉、安徽滁州，大量农田和温室大棚因菜粮连作、施肥不当、植物残体直接还田等原因，土壤实际pH值已降到5.0以下。

[0003] 研究证明：大部分农林作物适生pH值为6.0～7.0；即使喜酸作物，如番茄、辣椒、油茶、杉木等，当土壤酸度过大如pH＜5.0时生长会受到影响，产量和品质均会大幅度下降。因而，从农业发展安全角度讲，对酸化严重的土壤进行改良是十分必要的。

[0004] 目前常用的酸性土壤改良方法是：加施石灰(包括：生石灰、熟石灰、石灰石矿粉等)。但长期或大量使用石灰会引进土壤板结，还会引起土壤中钙、镁、钾等元素的平衡失调，导致作物减产；况且成本较高、使用方法也不易掌握。

[0005] 人们也发现了一些矿物或工业副产物能改良酸性土壤，如白云石、磷石膏、磷矿粉、粉煤灰、碳法滤泥、黄磷矿渣粉等。用这些东西制作调理剂，有的效果很好，且价格低廉。但是，有些矿物或工业副产品中铅、镉、汞、砷、铬、砷等有毒金属元素含量较高，会对环境产生一定污染；而且，其生产地的土壤往往是不缺乏这些土壤调理剂成分的，需要异地使用。

[0006] 目前，生物质电厂灰已被当作肥料进行利用。但为了避免其碱性带来的问题，在加工过程中往往要用酸中和，这不但耗费了酸资源和能量，而且使其失去了改良酸性土壤的功能，对于土壤酸化地区而言，无疑是一种资源浪费。况且，有些生物质电厂，因电厂灰得不到及时合理利用，还存在“二次污染”的隐患。

发明内容

[0007] 本发明的目的在于解决上述存在的问题，而提供一种以生物质电厂灰为主要原料的土壤调理剂，在不带来负面影响的前提下改良酸性土壤，其技术方案为：

[0008] 以生物质电厂灰为主要成分的土壤调理剂，包括生物质电厂灰、锯末和粘合剂，各配料按照质量百分比为：生物质电厂灰80～94％、锯末5～10％、粘合剂1～10％混合制成。

[0009] 在上述技术方案中，所述锯末的主要成分为纤维素、半纤维素和木质素。

[0010] 所述粘合剂中添加有质量分数为8～10％的凹凸棒土、粘土或膨润土。

[0011] 在上述技术方案中，所述粘合剂中添加有质量分数为1％～4％的改性淀粉或质量分数为1～4％的改性木质素。

[0012] 本发明的第二目的是，提供一种制备上述土壤调理剂的方法。其技术方案是：制备的步骤为：

[0013] ①、混合原料：以生物质为原料的热电厂的飞灰作为主要原料放入器皿中，添加锯末和粘合剂，按照质量百分比为80～94％、5～10％、1～10％均匀混合，按照混合后的质量为基数，加入质量为基数的0.15～0.30倍的水，搅拌均匀；

[0014] ②、造粒：用挤压造粒机或圆盘造粒机或滚筒造粒机进行造粒，粒径为0.1～5mm，造粒形状有圆球状、圆柱状、棒状、不规则团粒状；

[0015] ③、干燥：造粒完成后在温度70～150℃的条件下烘干至含水质量比为8～10％；

[0016] ④、过筛：干燥后筛除粒径大于5mm的团块，和筛除粒径小于0.1mm的粉末，称重装袋备用。

[0017] 本发明的第三目的是，提供一种使用上述土壤调理剂的方法，其技术方案是：

[0018] 在酸性土壤上，整地撒施或直接追加撒施，每667m2的酸性土壤上，土壤调理剂的用量不超过500kg。

[0019] 在上述技术方案中，每667m2的酸性土壤上，土壤调理剂的用量为50～150kg。

[0020] 在上述技术方案中，土壤调理剂与肥料混合使用，混合使用的肥料为除氨态氮肥以外的肥料。

[0021] 本发明中的生物质电厂灰专指以生物质为主要燃料的各类火力发电厂的燃料燃烧后由布袋除尘器收集的锅炉飞灰，因燃料如：秸秆、薪材、农林加工废弃物等混合比例和燃烧方式如：震动炉排、循环流化床等都有不同，灰成分比例有一定差异，但主要成分是SiO2、P2O5、K2O、CaO、MgO等氧化物。一般情况下：粒径在0.3～120μm之间，堆积密度0.27～3 3
0.33×10kg/m，pH值10.06～12.97，总孔隙度80％左右。

[0022] 根据上述生物质电厂灰的成分分析，其碱性较强，矿质养分含量高且元素比例与植物需求比较吻合，作为本发明的使用对象～酸化土壤调理剂的原材料，使得本发明土壤调理剂不仅大大地改善了土壤的酸碱平衡，也补充了生物质采收时从土壤中带走的中微量元素，实现养分合理循环。典型的试验结果分析可看出，本发明土壤调理剂应用到酸性土壤～ +中，利用了生物质电厂灰中氧化物水解后产生的OH 离子中和土壤中的H 离子，显著地提
3+
高了土壤pH值，降低了Al 离子对植物的毒害作用；改善了植物根系与外界环境间的渗透平衡；促进有益微生物的活动，从而促进植物的生长。

[0023] 本发明制备出的土壤调理剂颗粒适度、容重小、吸水性强、比表面积高，同时由于酸性土壤往往比较粘重，因此本发明生物质电厂灰能为原料的土壤调理剂有效改善了土壤结构，且对矿质元素有缓释作用，大大提高了肥料的利用率。

具体实施方式

[0024] 下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

[0025] 实施例一：

[0026] 1、将850kg的生物质电厂灰，与50kg锯末及100kg粘土装入搅拌机中，加入200kg自来水，混合均匀，混合后PH大于10；

[0027] 2.利用圆盘造粒机进行造粒，粒径为0.1～5mm，造粒形状为圆球状；

[0028] 3.在烘干机，保持温度为75℃的条件下，烘烤至含水质量比为10％；

[0029] 4.过筛，筛除粒径大于5mm的团块，和筛除粒径小于0.1mm的粉末后，包装为每袋50kg备用；

[0030] 5.以每亩地100kg的用量均匀施入红壤，翻地使其混入约0～20cm表土中；

[0031] 6.一个月后实测，土壤pH平均由5.0上升为6.3。

[0032] 实施例二

[0033] 1、将900kg的生物质电厂灰，与70kg锯末及30kg改性木质素装入搅拌机中，加入230kg自来水，混合均匀；

[0034] 2.利用挤压造粒机进行造粒，粒径为0.1～5mm，造粒形状为不规则团粒状；

[0035] 3.在烘干机，保持温度为100℃的条件下，烘烤至含水质量比为9％；

[0036] 4.过筛，筛除粒径大于5mm的团块，和筛除粒径小于0.1mm的粉末后，包装为每袋50kg备用；

[0037] 5.以每亩地110kg的用量均匀施入红壤，翻地使其混入约0～22cm表土中；

[0038] 6.一个月后实测，土壤pH平均由5.2上升为6.8，所种田菁植株长势显著好于未改良土壤。

[0039] 实施例三

[0040] 1、将860kg的生物质电厂灰，与100kg锯末及40kg改性淀粉装入搅拌机中，加入260kg自来水，混合均匀；

[0041] 2.利用滚筒造粒机进行造粒，粒径为0.1～5mm，造粒形状为圆球状；

[0042] 3.在烘干机，保持温度为150℃的条件下，烘烤至含水质量比为8％；

[0043] 4.过筛，筛除粒径大于5mm的团块，和筛除粒径小于0.1mm的粉末后，包装为每袋50kg备用；

[0044] 5.以每亩地110kg的用量均匀施入红壤，同时施以肥料，翻地使其混入约0～22cm表土中；

[0045] 6.一个月后实测，土壤pH值由5.5上升为7.0。

[0046] 实施例四

[0047] 生物质电厂灰为原料的土壤调理剂对酸性土壤上的刺槐高生长的影响试验。

[0048] 整地及土壤处理在时间是在苗木栽植时间的前三个月；各试验地都在苗木栽植后经过3个月进行了抚育，并按10kg/667m2的标准追施尿素1次；试验开展前土壤平均pH值＝5.2；

[0049] 测量数据如下表：