不同原料配比对煤矸石有机肥理化性质的影响（文献综述）

不同原料配比对煤矸石有机肥理化性质的影响文献综述一直以来以煤矸石，醋糟，秸秆等工业中生产中产生出来的固体废弃物，因其堆放量巨大，占用国家大量土地资源，严重污染环境，成为行业治理与运用必须要解决与研究的重要课题。其中经过无数研究人员的不懈努力，目前我国的煤矸石综合利用途径主要包括制水泥，发电，提取化工产品，制肥及复垦，醋糟则可通过现代生物发酵技术，可以变废为宝，制成有机肥等，这不仅解决了煤矸石，醋糟等固废物堆放产生的占地问题，还避免了煤矸石，醋糟等固废物堆放可能产生的环境影响，实现了经济效益和环境效益的和谐统一。本论文基于煤矸石，醋醋，秸秆等的基本理化性质，将其配置成有机肥，探究不同原料配比制备成的有机肥的基本理化性质，为煤矸石，醋醋，秸秆等工农业废弃物的利用提供理论和实践借鉴。1.1煤矸石的危害及综合利用1.1.1煤矸石的产生和危害煤矸石是开采和加工煤炭过程中产生的固体废弃物，按照来源分类主要包括开采矸石、掘进矸石和洗选矸石。目前，我国煤矸石累计堆存50亿t以上，而且每年在以煤炭产量的10%~15%增加。山西省是中国产煤大省，长期高强度的煤炭开采，使山西省囤积了超过1.0×10°t的煤矸石，且每年以近5.0×10t的量增长。煤矸石作为排放和堆存量最大的工业固体废弃物，煤矸石的堆存对环境及土地影响巨大，其主要导致国家土地资源浪费，煤矸石的淋溶和风化对土壤和水资源造成了污染，煤矸石自燃产生的有害气体以及扬尘还对大气造成了污染。因此，十分有必要实现煤矸石的减量化和资源化利用。1.1.2煤矸石的综合利用目前，我国煤矸石资源综合利用的主要方向为：建设矸石电厂，用煤矸石发电：煤矸石复垦及填埋矿井采空区：用煤矸石制作建筑材料，比如煤矸石砖、水泥：回收其中有用组分及制取化工产品，比如利用煤矸石制取聚合氯化铝、合成系列分子筛等化工产品，以高岭石质煤矸石（煤系高岭土）为原料进行的煅烧高岭土深加工，利用煤矸石制取铝合金、特种硅铝铁合金，利用煤矸石生产铝系列、铁系列超细粉体等：用煤矸石生产新型工业填料：并利用煤矸石生产肥料。然而，在这些资源转化的同时，除用煤矸石作复合肥之外，大多都会造成再一次污染，伴随产生一些废水、废气，造成严重的环境污染与破坏。因此，随着人们环境意识的增强和研究程度的深入，通过现代生物工程技术，以煤矸石作为基质和载体，生产有机肥和新型微生物肥料将是煤矸石资源转化的最佳途径。1.1.3煤矸石肥料的研究进展煤矸石中含有有机质和无机营养元素，可将其制成植物生长所需的肥料，煤矸石与土壤在元素组成、化学组成和矿物组成方面较为接近，这为煤矸石肥料在土壤利用方面奠定了良好的基础。，一方面解决煤矸石堆放带来的环境污染问题，另一方面将煤矸石变废为宝。煤矸石与土壤成分组成的相似性，特别是煤矸石中丰富的有机质及无机营养元素给予煤矸石制肥的优越性。此外，煤矸石肥料本身的吸附性、粘结性和离子交换性等性质，有利于改良土壤结构，提高土壤肥力，减少重金属危害。然而，煤矸石肥料的利用，更多的还是作为复合肥料配料和生物肥料的载体，很少单独作为有机肥进行使用因为煤矸石虽然含有营养组分，但个别养分含量偏低。即便是煤矸石作为配料或载体，也必须将其含有的营养物质转化为植物能够吸收的有效态。以下是常用的几种煤矸石制肥的分解转化方法。1.化学法制肥煤研石肥料发展的前期，研究学者们通常采用化学法制肥。其中张庆玲学者将煤矸石破碎后与过磷酸钙按10：1的比例混合搅拌，之后堆沤活化7~10d制成肥料。煤矸石化学法制肥工艺流程，煤矸石先经过破碎以后再经过过筛，然后选择加过磷酸钙或其他化学药剂充分搅拌，然后紧接着对原料进行腐熟活化，再进行干燥造粒，最后进行成品包装。化学活化法能够使许多磷酸盐、铵盐在煤矸石中保持分子吸附状态，使其便于让植物吸收，并且煤矸石的晶格中可以储存植物所需要的多余养分，在养料匮乏时会主动释放出来，具有缓释长效的功能。但是此方法还存在不足之处：一是有机质腐殖化程度不够高：二是仅仅由单一的煤矸石制肥而不添加其他复合物时，肥料养分不够全面，含量也不够理想。2.微生物法制肥21世纪以来，学者们研制煤矸石微生物肥是利用不同菌类。微生物的作用机理是菌体利用煤矸石中的养料新成代谢，分泌出多糖等产物，多糖一方面可以粘附在煤矸石表面并逐渐形成一种生物膜，另一方面可以使矿物分解并转化，形成的矿物离子不断向外释放，其中，作物需要的矿物离子成为肥料组分，菌种与煤矸石之间的相互作用机制。其中微生物制肥法有如下几种：(1)利用芽孢杆菌制肥。四(2)利用硅酸盐细菌制肥。®)(3)利用解磷细菌制肥。3.煤矸石复合肥20世纪末期，崔树军等研究人员将煤矸石粉碎、改性、陈化以后，适量掺入N、P、K等土壤及植物所需的主要营养元素和微量元素制成煤矸石全养分复合肥，此外煤矸石还可与无机矿物复合制肥，为了补充煤矸石中钾、磷等营养组分，可以将钾矿石或磷矿石与煤矸石复合制肥。4.煤矸石单质营养肥(1)煤矸石制硅肥，王生全©等研究人员将煤矸石煅烧制成硅肥，产品中有效硅含量达21.04%，符合国家硅肥标准。煤矸石、作物秸秆制备含硅有机复合肥。秸秆中含有K、C钙等无机营养元素及有机物孙洪宾以煤矸石和秸秆为原料制成含硅有机复合肥，肥效优良。(2)刘信平等研究人员用NaC0,将富硒煤矸石活化后，硒的活化率达到81.24%，再将煤矸石硒肥与粪肥按2：1混合后，极大地提高了作物对硒的吸收率。1.2醋糟的危害及综合利用1.2.1醋糟的产生与危害醋糟是玉米、高梁等原料酿醋后的残渣，据统计，每生产1kg食醋会产生0.8kg醋糟，其酸性大，腐烂慢，含有部分营养物质和大量水分，由于醋糟产量巨大，醋厂随意堆放，故处置不当极易变质，严重污染环境，造成资源的巨大浪费。山西是产醋大省，有着悠久的醋生产历史，醋糟为制醋过程中的副产物。山西食醋产量逐年递增，醋糟相应增多，如不及时开发合理利用，将会成为山西省一大环境污染源，并造成资源浪费。为了减少醋糟对环境的污染，利用现代生物发酵技术，变废为宝，实现了醋糟资源的再利用。醋糟的这种成分特征是一把“双刃剑”，一方面，若不能得到有效处理，会造成环境污染、土壤酸化等问题：另一面，又表现出可资源化利用价值。1.2.2醋糟的研究进展与利用国内在制定绿色食品的肥料标准中规定，只准施用有机肥料和微生物肥料。醋糟作为主原料，具有可以给农作物生长提供所需的养分、改善土壤结构、增强土壤肥力、提高土壤的生物活性、刺激作物生长、吸附土壤中有毒物质、净化土壤等作用。1.醋糟的养分组成醋糟含水量为65%~75%，呈酸性，渗出水的pH为3.5左右粗蛋白质6%~10%、粗脂肪2%~一5%、无氮浸出物20%~一30%、灰分13%一17%、钙0.25%一0.45%、磷0.16%一0.37%，营养丰富，有很大的利用价值。2.醋糟研究进展与现状(1)恒顺集团与江苏大学联合试验，二次发酵醋糟，降低了醋糟中的水分，打断粗纤维，开发出理化性状适合植物生长的栽培基质一一醋糟有机肥。研究表明，醋糟有机肥的有机质大于50%，氮磷钾含量达到5%，均超过国家标准。目前醋糟有机肥已成功运用到恒顺集团醋糟有机肥试验基地一一句容丁庄葡萄园。通过它增肥产出的果品品质甜度更大，香味更浓，肉质更细腻，更易保存，因此有机肥被句容附近有