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纯碱工业
氮碱废渣用于土壤改良剂的研究
潘丁文',徐仁扣2
(1.连云港碱业有限公司,江苏连云港222042
2.中科院南京土壤研究所,江苏南京210008)
摘要:通过对碱渣进行处理并添加适当有机成分作为酸性土壤改良剂,不仅改善土壤pH值,而且
还可以为农作物提供养分,提高农作物产量和质量。
关键词:碱渣;土壤改良剂;研制
中图分类号:TQ132.32文献标识码;A文章编号:1005-8370(2017)04-16-04
氨碱法纯碱生产过程中排放的废渣一碱渣长煤灰等工业废弃物的化学组成进行了比较;测定了碱
期得不到充分合理的深加工利用,一方面不仅造成渣中有害重金属的含量,并与赤泥、磷石膏和粉煤灰的
资源浪费,而且耗用大量人财物加以管理,另一方面重金属含量及两种土壤的重金属背景值进行比较。
侵占土地、污染环境。随着生产的延续,这些问题日
益突出,成为企业可持续发展的不利因素,碱渣大规
表1工业副产品的主要组成和性质
模开发利用已成当务之急。在我国南方有大面积酸性
性质和组成
粉煤灰碱渣赤泥磷石膏
土壤,而碱渣具有较强的碱性,如果对碱渣通过添加
PH
11,308,481
些微量元素,不仅中和士壤酸度,而且还可以为农作物
电导,mS/
34.102.866.01
提供养分,成为一种廉价的土壤改良添加剂。
②酸中和容量,mol/kg0.308.2213.39-0.25
碱渣的干燥处理
Alz 03, 8/
273.5816.285L.345.00
纯碱生产中排放的废渣水分含量较高,即便是
Ca(, g/k
27.60242.46306.02242.04
压滤处理的块状,也不能直接使用(渣场内存放的水
Mg), g/kg
6.0659.3436.022.03
分更高)。我们仃比较了烘干、晒干和自然风干等干燥
K20, g/kg
方法的优缺点,烘干方法虽然对水分的去除速度快、
Na% O, g/kg
12.4439.1663.691.68
且去除率高,但需要消耗能源,增加成本。晒干或自
1.690.592.5127.75
然风干的干燥方法,虽然干燥速度较慢,但不需要消
Mno, g/kg
耗能源,处理成本低。而且制备有机一无机复合改
0.052、000.321.63
良剂所用有机肥本身也含一定的水分,因此,碱渣的
S01",8/ Kg
2.12121.497.76416.71
含水量降低至15%左右即可用于有机一无机改良
CI,g/kg
未测定59.6未测定未测定
剂的复配。因此我们在试验时采用晒于或自然风干
①pH、电导均在1:2.5废弃物与水比值下的测定
的干燥方法。
②酸中和容量:指1kg工业废弃物用0.1mol/L
H2SO)4滴定至pH5.0时所消耗的酸量;因磷石呈酸性,
2碱渣物性分析
0.1mol/ L NAOH滴定至pH5.0时所消耗的碱量,所以用
负值表示。
对碱渣的成分进行全分析,并与赤泥、磷石膏和粉
2017年第4期
潘丁文,等:氨碱废渣用于土壤改良剂的研究
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表1结果表明粉煤灰和赤泥是强碱性的,pH素的含量相对较高,但这些元素的浓度均小于中国
均大于11;干燥的碱渣呈弱碱性,pH为8.48;而磷污泥农用的标准(1984年)和欧盟1986年颁发的污
石膏则呈强酸性,pH为2.12。碱性粉煤灰是燃煤泥农用的标准。与赤泥、磷石膏和粉煤灰相比,碱渣
电厂用低碗煤燃烧后的废渣,由于粉煤灰中含有大?中Cu、Zn和Se含量高于赤泥和磷石膏,但低于粉
量的硅,因此常被用作硅肥生产的重要添加剂。从煤灰,其他有害金属浓度均低于赤泥、磷石膏和粉煤
表1的结果还可以看出粉煤灰中还含有一定量的灰。与土壤背景值相比,碱渣Cu和Se含量高于两
Ca、Mg、K和Na,因此粉煤灰有一定的酸中和容量。种酸性土壤的背景值,其他有害重金属含量均低于
碱渣是氨碱法利用海盐和石灰石为原料制纯碱时的土壤背景值。Cu、Zn和Se是作物必需的微量营养
废渣,碱渣的主要化学组成为碳酸钙、硫酸钙和氯化元素,适当增加对植物生长有益。综合分析可以看
钙,因此碱渣中含有大量的Ca、Mg和S,以及较高出,碱渣中有害物质的含量最低,直接用于农业没有
的酸中和容量;而且它的饱和溶液的电导可达环境风险。
34.10mS/cm,表明其化学成分大部分是可溶的。
赤泥是用碱从铝土矿中提取氧化铝后的固体残渣,3有机一无机复合改良剂的研制
石灰是生产过程中必不可少的添加剂。由于赤泥中
含有少量的游离氢氧化钠,CaO含量可高达306.0
用经过干燥和粉碎处理后的碱渣作为无机原
g/kg,因此赤泥在四种工业废弃物中酸中和容量最料,经过堆肥和发酵处理的畜禽粪作为有机原料。
高,可达13.4mol/kg。磷石膏是用磷矿粉和硫酸根据土壤的酸碱性和物理性状,确定渣和有机物
湿法生产磷酸的副产物,呈酸性,主要组成是硫酸的需要量,经过培养实验和田间实验确定两者的最
钙,还有一定量的POP~、F-、Fe+、Al和未分解的佳配比,经过复配处理制备有机一无机复合改良剂。
礫矿粉等;其CaO、SO2-和P2O。的含量分别为此外,我们还以稻糠为有机原料制备有机一无机复
242.0g/kg、416.7g/kg和27.8g/kg,因此磷石膏合改良剂。
常用于盐碱土和酸性土壤的改良。从以上四种工业
废弃物的组成和性质来看,它们均含有利于酸性土
壤改良的化学成分。
表2工业废弃物以及红、黄悰中的重金属含量
梁4.5
(单位:mg/kg)
?
重金属粉煤灰赤泥碱渣磷石膏红壤黄棕壤
120.5445.4364.8731.0838,6340.30
Zn126.1620.5340.7117.2878.2573.01
3.5
对照
有机肥
碱渣碔渣十有机肥
Pb77.9167.6120.3812.3727,9328.15
Cr73.22359.139.457.1478.1958.60
图1红壤与几种改良剂混合培养1个月后土壤pH比较
Se
痕迹5,23痕迹
图1示采自安徽皖南的红壤与有机肥、碱渣及
Nj39.9728.091.26·1.3741.6635.38
有机肥与碱渣的复合物混合培养30天后的土壤
Mo13,290.280.160.541.530.80
pH。与不加改良剂的对照相比,单一添加有机肥和
Co29,6339.792.721.99.18,9121.60
碱渣均提高土壤pH,但碱渣的效果优于有机肥。
16.2428.217.233.5218.2310.23
碱渣与有机肥配合施用与单一碱渣处理相比,土壤
Hg
0,510,690,030.430.070.06
pH有所增加,但增幅很小。因此,有机一无机复合
改良剂中,有机肥主要用来增加土壤肥力,改善土壤
表2结果表明工业副产品同时含有潜在毒性的的物理性状。
元素。从所分析的元素来看,Cu、Zn、Pb和Cr等元