一种低成本脱碱培肥的赤泥土壤化改良剂及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种低成本脱碱培肥的赤泥土壤化改良剂及其应用，涉及大宗固废无害化处置以及环境保护技术领域，包括以下浸出渣和浸出液；其中，所述浸出渣和浸出液为高植酸含量的农业固体废弃物经过酸处理后固液分离得到

【技术实现步骤摘要】
一种低成本脱碱培肥的赤泥土壤化改良剂及其应用


[0001]本专利技术涉及大宗固废无害化处置以及环境保护
，具体涉及一种低成本脱碱培肥的赤泥土壤化改良剂及其应用
。

技术介绍

[0002]赤泥是氧化铝工业生产过程排放的强碱性废渣，综合利用率
<3
％，主要以干法堆存的方式处置，不仅占用大量土地资源，还可能导致周边区域大气污染
、
地表水及地下水污染等严重的生态环境问题
。
[0003]赤泥土壤化是目前最行之有效的规模化消纳方法之一，常用的赤泥基质改良剂主要有石膏
、
无机酸
、
有机酸
、
酸性烟气
、
生物质等，但是如石膏中的
Ca
2+
能够与结合碱中的
Na
+
发生置换反应，产生大量的盐分，造成表面泛霜；无机酸中和成本较高，且会使矿物溶解，孔隙度进一步降低；有机酸虽能促进大团聚体形成，然而碱性调节持性较差；酸性烟气的主要成分为二氧化碳和二氧化硫，存在潜在的二次污染问题；将秸秆
、
稻草等生物质协同粪肥作为改良剂，是最经济有效的方法，但生物质发酵培肥时间较长，粪肥中的大部分无机磷会转化为羟基磷灰石或被矿物吸附，微生物
/
植物难以利用，造成磷肥大量流失
。
因此，本领域亟需一种工艺简单且经济的多功能型改良剂对赤泥进行修复
。
[0004]因此，提供一种低成本脱碱培肥的赤泥土壤化改良剂及其应用是本领域亟需解决的技术问题
。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于提出一种低成本脱碱培肥的赤泥土壤化改良剂及其应用，本专利技术通过高植酸含量的农业固体废弃物经酸浸后得到富含植酸的浸出液，可实现赤泥快速高效持续脱碱；植酸含有大量磷等营养元素，在微生物专一性植酸酶作用下，水解生成可被植物根系利用的长效性碳源和磷源，有效增加赤泥中营养成分；植酸含有大量有机官能团，降低赤泥中重金属等迁移风险；同时，浸出渣中含有大量有机物，快速增加赤泥肥力；经酸处理后，浸出渣更易被微生物分解利用，提高赤泥中微生物活性，加快赤泥中营养物质循环；浸出渣能够显著降低赤泥容重，改善赤泥孔隙特征和持水性能，有利于植物生长，且其过程简单
、
效果好，绿色无二次污染
。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种赤泥土壤化改良剂，包括以下浸出渣和浸出液；
[0008]其中，所述浸出渣和浸出液为高植酸含量的农业固体废弃物经过酸处理后固液分离得到
。
[0009]植酸是一种含有多种活性有机官能团的环状化合物，呈强酸性，具有很强的金属螯合能力；植酸广泛存在于植物体内，是磷元素的主要存在形式
。
每年产生
50
多亿吨农业固体废弃物，来源广且分散，资源化利用困难，大部分采取焚烧或堆存的方式
。
早年间例如米糠
、
麦麸等富含碳
、
氮
、
磷等营养元素以及钙
、
镁
、
铁等微量元素而被作为畜禽饲料，但是随
着食品科学领域的发展，研究学者发现米糠中含量较高的植酸会与动物体内的微量元素形成难以吸收的螯合物，严重阻碍了动物的生长和发育，近年来养殖业中米糠在饲料中的占比逐步降低，使得资源化利用难度进一步加剧；
[0010]本专利技术充分利用植酸具有的独特生理功能和化学性质，通过酸浸溶出方法，使用高植酸含量的农业固体废弃物浸出液和浸出渣同步解决赤泥的盐碱性
、
孔隙特征
、
养分贫瘠等，实现赤泥低成本脱碱，加快赤泥的成土过程，为赤泥堆场及其他矿山生态修复提供植物生长基质，具有巨大的社会效益和广阔的市场前景
。
[0011]优选的，所述高植酸含量的农业固体废弃物为米糠
、
麦麸和燕麦麸中的至少一种
。
[0012]本专利技术采用的米糠
、
麦麸
、
燕麦麸是谷物精加工产生的农业固体废弃物，其植酸含量分别为
6.5
‑
8.7
％
、1.1
‑
3.9
％
、0.21
‑
0.73
％，是目前已知植酸含量较高的农业固体废弃物
。
[0013]优选的，所述高植酸含量的农业固体废弃物酸处理前采用
60
‑
75℃
烘干
48h
，过
40
‑
80
目筛
。
[0014]优选的，所述高植酸含量的农业固体废弃物为米糠或麦麸；
[0015]优选的，所述高植酸含量的农业固体废弃物与赤泥质量比为
(1
‑
10):100
；
[0016]优选的，酸处理采用
pH
为2‑6的稀酸溶液中的任意一种；
[0017]所述酸和所述高植酸含量的农业固体废弃物的质量比为
100:(10
‑
35)
；优选为
100:(20
‑
25)
，进一步优选
100:25
；
[0018]所述酸处理时间为
0.5
‑
3h
，优选为
1.5
‑
2.0h
，进一步优选
1.5h。
[0019]本专利技术首次选用高植酸含量农业固体废弃物作为生物质用于赤泥基质改良，对植酸的常用提取方法酸浸法进行针对性改良，酸浸出液以及浸出渣联合脱碱，使赤泥中的游离碱和结合碱含量快速降低，加速赤泥成土过程；浸出渣能够改善赤泥团聚体结构，与中和反应生成的植酸盐共同作为外源微生物和植物生长所需的长效性营养物质，持续改善适生性能，得到可支持植物生长的土壤化赤泥
。
[0020]优选的，所述稀酸溶液为硫酸
、
盐酸
、
硝酸和植酸中的任意一种
。
[0021]优选的，所使用的稀酸溶液为
pH
＝3‑4的硫酸或者盐酸
。
[0022]进一步优选，所使用的稀酸溶液为
pH
＝4的硫酸
。
[0023]如上述所述改良剂在赤泥土壤化中的应用
。
[0024]优选的，所述改良剂的使用方法为：
[0025](1)
将赤泥和浸出液混合反应后，得到沉淀物即为脱碱赤泥；
[0026](2)
将所述脱碱赤泥与浸出渣混合后堆放培肥后，即得到土壤化的赤泥
。
[0027]优选的，步骤
(1)
中所述赤泥和所述浸出液的质量比为
100:70
，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种低成本脱碱培肥的赤泥土壤化改良剂，其特征在于，包括以下浸出渣和浸出液；其中，所述浸出渣和浸出液为高植酸含量的农业固体废弃物经过酸处理后固液分离得到
。2.
根据权利要求1所述的一种低成本脱碱培肥的赤泥土壤化改良剂，其特征在于，所述高植酸含量的农业固体废弃物为米糠
、
麦麸和燕麦麸中的至少一种，其与赤泥质量比为
(1
‑
10):100。3.
根据权利要求1所述的一种低成本脱碱培肥的赤泥土壤化改良剂，其特征在于，所述高植酸含量的农业固体废弃物酸处理前在
60
‑
75℃
烘干
48h
，过
40
‑
80
目筛
。4.
根据权利要求1所述的一种低成本脱碱培肥的赤泥土壤化改良剂，其特征在于，酸处理采用
pH
为2‑6的稀酸溶液中的任意一种；所述酸和所述高植酸含量的农业固体废弃物的质量比为
100:(10
‑
35)
；所述酸处理时间为
0.5
‑
3h。5.
根据权利要求1所述的一种低成本脱碱培肥的...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱锋，薛生国，江钧，黄诗蔚，蒋逸凡，张雨菲，郭旭耀，秦信凤，邓丹丹，朱轩郅，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：