【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种煤矸石资源综合利用的方法，尤其是涉及一种煤矸石脱碳除杂制人造黑土的方法。
技术介绍
1、众所周知，农林耕地土壤大多是由地壳表层硅铝酸盐矿物类页岩风化而成。而黑土，是肥力最高、最适宜农耕和最具生产潜力的土壤。黑土并非是指黑色的土壤，而是指腐殖质含量很高的土壤，其黑色来源于腐殖质的黑色，由于含有极大量的腐殖质而使土壤呈现出纯黑色。黑土的本质实际上就是在原本的页岩风化形成的黄土层上大量堆积有机质残渣彼此渗透形成腐殖质土层。黑土的形成与特定的气候及地质条件密不可分，世界三大黑土区均分布在北半球北纬47度线周围的第聂伯河、密西西比河、黑龙江流域 ，它的成土条件是夏季气候温和湿润、冬季气候严寒干燥，且地面排水不畅形成上层滞水，每年有机质的积累量超过分解量，植物残渣得以常年沉积腐殖质，大量有机质的堆积使腐殖质层逐年加厚，通常要经历数百年才能形成一厘米厚的腐殖质黑土，历经数万年的腐殖质的积累形成了当今世界三大黑土区的黑土层厚度平均达一米左右（最厚达到了两米）。黑土中腐殖质有机质含量极高，且含有大量植物生长所必须的氮、磷、钾、镁等矿物质元素，肥力极高，且土壤保水性好，有利于植物吸收。黑土经开垦后，土壤水热状况改变，不同程度消除了滞水层，土壤通气性改善，吸热性增高，微生物作用加强，有机质分解加快，养分元素释放较多，土壤有效肥力提高，土壤熟化过程发展变快。
2、目前,一些耕地土壤肥力下降逾红线,耕地土壤有机质含量平均从6.7%降至1.8%左右,旱地仅为1.2%左右。而土壤以腐殖质为主的有机质是土壤肥力的基础，土壤肥力又是
3、而另一方面，煤至今仍为不可或缺的基础化石能源， 煤矸石作为煤业的大宗固废产物，依成矿区地质矿物条件不同，煤矸石主要由硅铝酸盐矿物类页岩、碳酸岩、砂岩、残碳等组成，其中页岩类矸石占比逾八成。众所周知，煤是由植物在高压高压地质条件下缓慢反应形成，但被人们长期忽视了的是，植物经热压反应形成煤的过程中，其中的腐殖质大部分被硅铝酸盐矿物页岩吸纳形成了黑色的页岩，其中的游离的重金属及氟大多被碳的天然吸附作用吸附于纯粹的煤碳块中、或以独立的矿物晶体如砷铁矿磷结石等形式存在，经我们长期的追踪取样分析，页岩矿区的煤形成过程中平均约81.33%的腐殖质存在于黑色的页岩中，在纯粹的煤块中腐殖质占比平均约18.67%；而铅汞砷铬等有害的重金属及氟主要吸附在纯粹的煤炭块中或以独立的矿石存在，重金属总量占比在黑色页岩中平均仅14.31%，而大多数页岩类煤矸石的重金属总含量是在达标安全范围内的。客观地，页岩类矸石易风化遇水膨胀，含有丰富的有机质（大多在15～36%）以及植物生长所需要的氮、磷、钾、锌、铜、硒、锗等多种微量元素，而重金属含量安全，经脱炭除杂属于“干净”类废渣，是一种地下形成的纯天然的潜在的优质“黑土”原料。
4、正因为长期被人们忽视了煤形成过程中各类化合物的迁移渗透吸附效应、加之农林耕地土壤研究的跨界，致使以煤为主要能源的煤矸石大宗固废资源化利用效果很不如人意，现有的各类煤矸石资源化利用技术途径概述如下：
5、1、煤矸石用于制建材技术，包括煤矸石用于水泥生料配料、做水泥砼掺合材，掺烧制砖、制陶粒、加水泥制免烧砖/板等，一则消纳量有限，二则致生产易出现工艺状况或产品质量稳定性问题，三则增加了二次污染。
6、2、煤矸石直接破碎做路基/回填材料技术，一则浪费了其中可贵的有机质资源和粘土资源，二则存在安全隐患，因为页岩类矸石吸水自然膨胀风化。
7、3、煤矸石直接破碎后用于配煤，一则浪费了其中可贵的有机质资源和粘土资源，二则客观上降低了燃煤的燃烧性能和燃尽率，三则增加了二次污染。
8、4、煤矸石提硅提铝或提高岭土提贵金属技术，一则消纳量有限，二则浪费了其中可贵的有机质资源和粘土资源，三则增加了能耗和产生严重的二次污染。
9、5、煤矸石制复合肥技术，煤矸石制复合肥为当前世界煤矸石资源化利用的先进技术，各国科技工作者对煤矸石制肥进行了多种技术研究，如：cn202211023638.8涉及一种利用煤矸石制备腐殖酸肥的方法，包括以下步骤：a、获取粉状煤矸石作为制备腐殖酸肥的原料；b、获取氧化亚铁酸硫杆菌并将其稀释后喷撒在步骤a中的获取的粉状煤矸石上，且充分搅拌混匀进行生物处理并完成一次发酵处理，形成煤矸石泥；c、将b步骤中形成的煤矸石泥与特定分数的矿源腐殖酸和生物质混匀形成混合物料；d、在步骤c中获得的混合物料中加入复合发酵菌粉剂，多次搅拌混合均匀后，实施常规固体发酵处理并完成二次发酵。cn202110204747.9公开了一种煤矸石矿物肥料及其制备方法。所述肥料是以煤矸石为原料，用运动芽孢杆菌gzu-bac01处理后制作而成。利用运动芽孢杆菌gzu-bac01解离释放煤矸石中的不溶性磷、钾、钙、氮等营养成分，将其转化为有效磷、速效钾、交换性钙、水解氮等植物能吸收的营养成分，使得煤矸石得到资源化利用。cn202010818225.3提供了一种煤矸石微生物肥料的制作方法，以煤矸石为原料，用纺锤形赖氨酸芽孢杆菌gzu-lys01解离处理后制作而成。cn202110989784.5公开了一种煤矸石微生物真菌肥料及其制作方法，肥料组分包括或为用烟曲霉gzt-asp01处理原料得到的产物；所述原料的主要成分为煤矸石或为煤矸石；所述用烟曲霉gzt-asp01处理原料的方法是：将原料破碎，将烟曲霉gzt-asp01配制成菌液；在连续搅拌下，将菌液喷洒在破碎后的原料上，搅拌均匀，定时翻动，控制温度处理，晾干，得到产物。煤矸石微生物真菌肥料使用了烟曲霉gzt-asp01处理煤矸石，可以有效地使煤矸石中的不溶性的磷、钾、钙、氮等成分转变成有效磷、速效钾、交换性钙、水解氮等植物能吸收的营养成分，实现煤矸石资源化再利用。cn201910098876.7公开了一种以煤矸石为原料制作微生物肥料的方法，是以煤矸石为基础原料，掺杂低品位磷矿，钾矿，用金黄杆菌属gzu-ch01解离后制作成微生物肥料，利用金黄杆菌属gzu-ch01解离煤矸石释放其中的有用营养成份。cn201910806578.9公开了一种煤矸石微生物矿物肥料的制作方法，以煤矸石为原料,用嗜麦芽窄食单胞菌gzu-stm01解离后制作而成。cn201910098301.5本专利技术公开了一种微生物肥料的制作方法，是以煤矸石为基础原料，掺杂低品位磷矿，钾矿，用藤黄微球菌gzu-mi02解离后制作成微生物肥料。cn202210746002.x一种活化煤矸石制备硅肥的方法，包括以下步骤：将煤矸石和有机固体废弃物分别本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种以煤矸石脱碳除杂制人造黑土的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种以煤矸石脱碳除杂制人造黑土的方法，其特征在于：S4及S5过程中直接制改性黑土E料的方法如下：将液态保水透气剂按比例喷淋在C料上，然后加入禽畜粪便废弃物引菌物混合或铲和，得E料；
3.根据权利要求1或2所述的一种以煤矸石脱碳除杂制人造黑土的方法，其特征在于，所述保水透气剂为改性膨润土、蒙脱石矿物粉、海藻酸钠、甲基纤维素、接枝淀粉、羧甲基化淀粉、磷酸酯化淀粉、淀粉黄原酸盐、接枝纤维素、羧甲基化纤维素、羟丙基化纤维素、黄原酸化纤维素、水溶性聚丙烯酸盐、聚乙烯醇、聚氧化烷烃、豆蛋白、丝蛋白、谷蛋白、果胶、藻酸、壳聚糖、肝素及高吸水性树脂中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的一种以煤矸石脱碳除杂制人造黑土的方法，其特征在于，所述禽畜粪便废弃物引菌物为自然陈放7天以上的禽畜粪便废弃物，所述禽畜粪便废弃物引菌物优选自然陈化15天以上的鸡鸭鹅猪羊狗牛粪便废弃物。
5.根据权利要求1或2所述的一种以煤矸石脱碳除杂制人造黑土的方法，其特征在于，步骤S
6.根据权利要求5所述的一种以煤矸石脱碳除杂制人造黑土的方法，其特征在于，所述改性砂粒化磷石膏/砂粒化电解锰渣配比总量为生黑土即C料质量的1%-35%。
7.根据权利要求1或2所述的一种以煤矸石脱碳除杂制人造黑土的方法，其特征在于，步骤S4所得改性黑土中，还配入氮肥、磷肥、钾肥、发酵餐厨物、草木灰或生物质粉料中的至少一种。
8.根据权利要求1或2所述的一种以煤矸石脱碳除杂制人造黑土的方法，其特征在于，步骤S4改性黑土中，还配入自然土或烧粘土。
9.根据权利要求1或2所述的一种以煤矸石脱碳除杂制人造黑土的方法，其特征在于，步骤S4所得改性黑土中，还加入专用重金属离子固化剂。
10.根据权利要求9所述的一种以煤矸石脱碳除杂制人造黑土的方法，其特征在于，所述重金属离子固化剂包括改性膨润土粉、蒙脱石矿物粉类晶胞层间吸附剂、及黄原酸酯类、二硫代胺基甲酸盐类、丙烯酸类螯合剂中的至少一种，用于固化和吸附及捕捉人造黑土物料中重金属离子形成不溶于水及不易被植物吸收的沉淀物，以清除其中的重金属生物污染物。
...【技术特征摘要】
1.一种以煤矸石脱碳除杂制人造黑土的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种以煤矸石脱碳除杂制人造黑土的方法，其特征在于：s4及s5过程中直接制改性黑土e料的方法如下：将液态保水透气剂按比例喷淋在c料上，然后加入禽畜粪便废弃物引菌物混合或铲和，得e料；
3.根据权利要求1或2所述的一种以煤矸石脱碳除杂制人造黑土的方法，其特征在于，所述保水透气剂为改性膨润土、蒙脱石矿物粉、海藻酸钠、甲基纤维素、接枝淀粉、羧甲基化淀粉、磷酸酯化淀粉、淀粉黄原酸盐、接枝纤维素、羧甲基化纤维素、羟丙基化纤维素、黄原酸化纤维素、水溶性聚丙烯酸盐、聚乙烯醇、聚氧化烷烃、豆蛋白、丝蛋白、谷蛋白、果胶、藻酸、壳聚糖、肝素及高吸水性树脂中的至少一种。
4.根据权利要求1或2所述的一种以煤矸石脱碳除杂制人造黑土的方法，其特征在于，所述禽畜粪便废弃物引菌物为自然陈放7天以上的禽畜粪便废弃物，所述禽畜粪便废弃物引菌物优选自然陈化15天以上的鸡鸭鹅猪羊狗牛粪便废弃物。
5.根据权利要求1或2所述的一种以煤矸石脱碳除杂制人造黑土的方法，其特征在于，步骤s3所得生黑土中，配入改性砂粒化磷石膏、和/或改性砂粒化...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹小林，赵海洋，黄波，
申请(专利权)人：长沙紫宸科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：
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