專利名稱：：一種利用菱鎂尾礦的設施菜田土壤改良劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及土壤改良劑，具體為一種利用菱鎂尾礦的設施菜田土壤改良劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
：菱鎂礦的主要成分是碳酸鎂(MgC03)。天然菱鎂礦同時含有鈣、鐵、錳、硅等混入物。中國菱鎂礦儲量中，含Mg0>43%的一、二級品占總儲量的53%，其中一級品以上菱鎂礦儲量11.7億噸，占總保有儲量的37.58%，二級品儲量4.8億噸，占總保有儲量的15.42%。在菱鎂礦開采的過程中，首先是篩選特級或一級富礦，三級菱鎂尾礦大多作為廢棄物扔掉。在采礦作業(yè)中，約有30%的菱鎂礦石粉、粒等被廢棄掉(目前國內(nèi)生產(chǎn)輕燒氧化鎂大多將菱鎂礦放入輕燒反射窯中燒結(jié)，原料必須是粒度^200mm的塊料)，造成資源的極大浪費，并對礦區(qū)生態(tài)環(huán)境造成嚴重危害。例如，在遼寧海城和大石橋地區(qū)，礦山企業(yè)采取采富棄貧，低品位菱鎂礦被丟棄，直接堆在山溝，或占地堆放(僅海城鎂礦一家就堆放廢石幾百萬噸)。造成資源極大浪費，而且形成白色污染，嚴重影響當?shù)丨h(huán)境。到處堆放白色廢棄的菱鎂礦，春天大風一起整個天空白霧一片，且這種局面越來越嚴重。在廢棄的菱鎂尾礦中，MgC03的含量一般在55-84X之間，隨意堆放和粉塵污染較為嚴重，導致礦區(qū)土壤pH值顯著升高，使土壤一般呈堿性甚至是強堿性，土壤有效態(tài)氮、磷、鉀含量大幅度降低，土壤容重顯著增加，表層土體嚴重板結(jié)，土壤中水分通透性降低、植物生長發(fā)育受到嚴重影響，土地生產(chǎn)力急劇下降。因此，有效利用菱鎂尾礦資源是削減環(huán)境污染、保護生態(tài)的有力措施。中國蔬菜種植面積為1970萬公頃，其中設施蔬菜栽培面積達250萬公頃，占世界設施蔬菜總面積的80%以上。與露地菜田相比，設施菜田具有以下特點一是利用強度高，利用頻度高，復種指數(shù)高，種植密度大。設施菜田循環(huán)利用，基本沒有休閑期；二是肥料用量大，無論是化肥還是有機肥都遠遠超過作物需要量，氮肥過量施用現(xiàn)象十分普遍。如遼寧地區(qū)設施菜田每年每公頃施腐熟有機肥高達80噸、化肥高達4000千克；三是高溫、高濕、封閉或半封閉環(huán)境導致的土壤次生鹽漬化、土壤酸化、土傳病害嚴重等。隨著設施菜田使用年限的增加，土壤交換性鈉離子和鉀離子濃度以及氫離子增高，而交換性鈣離子和鎂離子含量降低，土壤溶液中硝酸根離子含量顯著增加，由于交換性離子濃度失調(diào)，對蔬菜作物養(yǎng)分吸收等造成不良影響。我國菜田高強度利用、高量施肥的直接后果是菜田可持續(xù)利用能力下降、蔬菜產(chǎn)量和質(zhì)量下降，土壤酸化和鹽漬化是影響設施菜田可持續(xù)利用的主要限制性因子之一。目前，我國菱鎂尾礦的利用尚處于起步階段，大量的尾礦成為重要的污染源，各級政府及礦區(qū)急需相關(guān)生態(tài)處理技術(shù)。中國發(fā)明專利公告號CN100368295C發(fā)明了一種利用菱鎂尾礦生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鎂的方法，中國發(fā)明專利公開號CN1884170A公開了利用菱鎂礦石粉、粒在隧道窯中燒結(jié)氧化鎂的方法，這些方法主要是利用品位相對較低的菱鎂礦石或廢棄物，但能耗和成本均較高，推廣應用難度相對較大，對菱鎂尾礦經(jīng)過物理粉碎后直接利用的技術(shù)和途徑相對缺乏，直接作為肥料或特殊土壤的改良劑的應用技術(shù)更少。本發(fā)明通過對菱鎂尾礦進行物理粉碎后，作為主要成份制作設施菜田土壤改良劑，為菱鎂尾礦的資源化利用開辟一條新途徑。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種利用菱鎂尾礦的設施菜田土壤改良劑及其制備方法，它是一種工藝簡單、原料充足、成本低廉、改良效果明顯的利用菱鎂尾礦粉、石灰氮和沸石粉為主要原料制作設施菜田土壤改良劑的方法，用于防控設施菜田土壤酸化和和鹽漬化，解決設施菜田因土壤質(zhì)量下降而影響其可持續(xù)利用的問題。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下—種利用菱鎂尾礦的設施菜田土壤改良劑，主要原料按重量百分比計，菱鎂礦粉90-95%、石灰氮2-5%、沸石粉2-5%。上述設施菜田土壤改良劑的制備方法，先將菱鎂尾礦粉碎制成過40目篩的菱鎂礦粉，再與粉狀或顆粒狀石灰氮、過60目篩的沸石粉混合，充分攪拌，混合均勻后，制成土壤改良劑。上述菱鎂礦粉的制備方法過40目篩的菱鎂尾礦礦石粉可直接應用，體積較大的尾礦礦石用機械破碎成粒度為1-30厘米小塊，與礦粒一起放入球磨機磨碎，過40目篩，備用。本發(fā)明利用菱鎂尾礦中所含碳酸鎂、碳酸鈣中和設施菜田中酸性離子，調(diào)節(jié)鹽基離子中鈣、鎂、鉀離子與鈉離子的比例，降低土壤酸度和鹽漬化過程；利用石灰氮抑制土壤中硝酸根離子的淋失、利用沸石的吸附作用和離子交換達到保肥效果。本發(fā)明具有如下優(yōu)點1.本發(fā)明工藝簡單，無污染，容易實施，不僅適合工廠化生產(chǎn)，也適合個體業(yè)戶生產(chǎn)。2.本發(fā)明原料充足，所用主要原料價格低廉，菱鎂尾礦為工礦業(yè)廢棄物，石灰氮的市場價格為每噸2500-3000元，肥料添加劑用天然沸石市場價格為每噸300-500元。3.本發(fā)明中菱鎂尾礦是一種工礦業(yè)廢棄物，制成土壤改良劑可有效利用廢棄資源、減少環(huán)境污染、服務農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。4.本發(fā)明中原料配方合理，每種原料均有特有的功效(l)菱鎂尾礦具有較強的堿性，在酸性土壤條件下水解后可中和土壤中氫離子，從而改善土壤酸堿度條件；菱鎂尾礦中所含的鎂、鈣、鐵、錳等元素均是作物生物必需的營養(yǎng)元素，可改善設施菜田因高產(chǎn)造成的中微量元素失衡的狀況；(2)石灰氮是一種氮素肥料(含氮20%左右)，也是一種硝化抑制劑，可有效防止土壤中硝酸鹽淋溶遷移，污染地下水，同時具有防治土傳病害的功效；(3)天然沸石具有很強的離子交換和離子吸附能力，可有效吸附銨離子、硝酸根以及其他陽離子，有效提高化學肥料和有機肥料的利用率，提高土壤鹽基交換量10-15%，中和設施菜田土壤中的酸度，使土壤中大于0.25毫米團聚體含量明顯增加。5.本發(fā)明能顯著改善設施菜田土壤的酸堿度條件和鹽基離子組成，降低設施菜田長期種植造成的土壤酸化和鹽漬化，可直接改善土壤理化性狀，提高土地生產(chǎn)力。具體實施例方式本發(fā)明中，菱鎂礦粉為粉碎過40目篩的菱鎂尾礦礦粉。菱鎂尾礦是指開采過程中產(chǎn)生的低品位廢棄物或選礦、運輸過程中產(chǎn)生的廢棄的菱鎂礦石粉、粒等。本發(fā)明選用遼寧海城礦物產(chǎn)生的尾礦，主要成份重量比如下氧化鎂35-43%、氧化硅2.5-3.2%、氧化鋁0.4-0.6%、氧化|丐1.8-2.4%、氧化鐵2.5_3.6%、燒失量51-53%，余量為雜質(zhì)。本發(fā)明中，石灰氮(學名為氰胺化鈣)為市售粉狀或顆粒狀產(chǎn)品，黑灰色油性顆粒，按重量百分比計，產(chǎn)品達到以下標準石灰氮含氮17-23%，含氧化鈣40-50%，其余為雜質(zhì)，pH為11.0-12.5。寧夏大榮化工冶金有限公司等10多家廠家生產(chǎn)該產(chǎn)品。本發(fā)明中，沸石粉為天然沸石經(jīng)粉碎后過60-100目篩的市售產(chǎn)品，天然沸石粉的主要化學成分按重量百分比計二氧化硅64-69%、二氧化鈦0.08-0.13%、三氧化二鋁12-13%、三氧化二鐵0.8-1.5%、氧化鎂0.1-1.2%、氧化牽丐1.7-3.6%、氧化鈉0.3-2.6%、氧化鉀1.1-3.0%，余量為雜質(zhì)。物理化學指標達到以下標準銨交換能力1000-2000毫摩爾/千克、pH值7.2-9.0。由于石灰氮為粉狀或顆粒狀，其粉塵對人體有害，因此具體操作時應注意以下事項制作時操作人員必須戴好護眼罩、口罩、橡膠手套，身穿長褲長袖作業(yè)衣、無破損長靴，以免石灰氮與人體皮膚直接接觸。石灰氮一旦接觸皮膚，要立即用肥皂、清水沖洗；如誤入眼睛，要及時用清水沖洗。嚴重時要到及時送醫(yī)院實施救治。操作人員在操作前后20小時內(nèi)不得飲用任何含有酒精的飲料。實施例1將菱鎂礦粉92千克、石灰氮4千克、沸石粉4千克混合，充分攪拌，混合均勻后，制成土壤改良劑。實施例2-7與實施例1不同之處在于原料配比有所差別(見表1)，制備方法同實施例1。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>應用例1選擇遼寧省沈陽市郊區(qū)使用年限為8年、12年、15年的設施蔬菜大棚3座(種植作物為黃瓜)，試驗設置3個處理，其中2個為施入實施例1中的改良劑，1個為對照。小區(qū)面積IOO平方米，兩次重復，I月中旬黃瓜稱栽前施基肥時期，按照每667平方米均勻施入實施例1土壤改良劑30千克和60千克，對照處理不施改良劑，于施肥前、施肥后30天測定0-20厘米土層土壤pH值、土壤交換性鹽基離子組成，計算土壤中交換性鈉離子占交換性鹽基總量的離子摩爾比(交換性鈉離子飽和度)，相關(guān)試驗結(jié)果見表2。表2試驗處理及土壤性質(zhì)變化<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>試驗結(jié)果表明，施用本發(fā)明實施例1土壤改良劑，與對照相比，設施菜田酸化土壤的pH值可以上升0.6-1個單位，土壤交換性鈉離子飽和度可下降7.14-14.90%。權(quán)利要求一種利用菱鎂尾礦的設施菜田土壤改良劑，其特征在于按重量百分比計，該土壤改良劑主要原料菱鎂礦粉90-95％、石灰氮2-5％、沸石粉2-5％。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用菱鎂尾礦的設施菜田土壤改良劑的制備方法，其特征在于先將菱鎂尾礦粉碎制成菱鎂礦粉，再與石灰氮、沸石粉混合，充分攪拌，混合均勻后，制成土壤改良劑。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設施菜田土壤改良劑的制備方法，其特征在于過40目篩的菱鎂尾礦礦石粉可直接應用，體積較大的尾礦礦石用機械破碎成粒度為1-30厘米小塊，與礦粒一起放入球磨機磨碎，過40目篩。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設施菜田土壤改良劑的制備方法，其特征在于所述石灰氮為粉狀或顆粒狀。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設施菜田土壤改良劑的制備方法，其特征在于所述沸石粉為過60目篩的沸石粉。全文摘要本發(fā)明涉及土壤改良劑，具體為一種利用菱鎂尾礦的設施菜田土壤改良劑及其制備方法，解決設施菜田土壤酸化和和鹽漬化等問題。土壤改良劑按重量百分比計，菱鎂礦粉90-95％、石灰氮2-5％、沸石粉2-5％。土壤改良劑的制備方法先將菱鎂尾礦粉碎制成過40目篩的菱鎂礦粉，再與粉狀或顆粒狀石灰氮、過60目篩的沸石簀混合，充分攪拌，混合均勻后，制成土壤改良劑。本發(fā)明制備方法簡單，無污染，能顯著改善設施菜田土壤酸堿度環(huán)境，降低土壤交換性鈉飽和度，同時具有改善土壤物理性狀的效果。文檔編號C09K101/00GK101781564SQ20091030030公開日2010年7月21日申請日期2009年1月21日優(yōu)先權(quán)日2009年1月21日發(fā)明者姜勇,張玉革,陳欣申請人:中國科學院沈陽應用生態(tài)研究所