申请/专利权人：长沙紫宸科技开发有限公司

申请日：2023-10-25

公开（公告）日：2024-03-19

公开（公告）号：CN117716829A

主分类号：A01B79/02

分类号：A01B79/02;C04B28/14;C04B11/26;C04B18/12;C04B7/24;C04B7/38

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.05#实质审查的生效;2024.03.19#公开

摘要：针对煤矸石成矿条件及矿物质组成和磷石膏矿物晶体特性及矿物成份吸附于石膏晶体上的特点，对煤矸石通过机械分离除杂技术，将煤矸石分离为富集碳屑的A料和富集腐殖质并含有大量矿物质微量元素的“干净黑页岩矸石”B料，将A料资源化用于水泥厂或火电厂或浮选厂，将天然富集腐殖质并含大量矿物质微量元素的B料通过保水透气改性、禽畜粪便微生物改性以及蚯蚓生物及植物根系持续活化改性等转化为人造熟黑土，以改性磷石膏和吸水膨胀为粘土的页岩矸石制作可绿化混凝土基层和黑土层，有效地将石漠化土转化为优质黑土地，持续增强土壤肥力。

主权项：1.一种利用固废煤矸石和磷石膏改石漠化地为黑土地的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）固废预处理1）煤矸石预处理：根据碳难以生物降解为有机腐殖质，而碳对重金属具有天然吸附特性，煤中重金属或吸附于结晶态块粒状煤碳中或以块状矿石存在的特点，将煤矸石以机械分选预分离为A料（即脱碳得到的含碳屑物料）、B1料（即块粒状含腐殖质的页岩类矸石料并选除可见的块状有害矿物如黄铁矿、砷铁矿等的物料，可称为“原生黑土”），所述A料（含碳物料）为煤矸石富集含碳物料，其中包含大部分的小颗粒碳屑以及煤碳自然吸附的大部分重金属杂质；所述B1料（原生黑土）为煤矸石预分离除杂即脱除大部分难以降解且无实际肥效的碳粒、并最大限度地降低可能存在的重金属含量，得到的较干净的含腐殖质硅铝酸盐矿物页岩类矸石；用破碎机械将B1料粉碎至1um~1mm10～70%、1mm～5mm10~50%、5mm～20mm10～50%混合粒径物料，得生黑土，代号命名为B2料；预分离煤矸石产生的A料为富集的含大量碳屑硅铝酸盐矿物混合物料，可直接供应或改性加工成节能渣粉后供应水泥熟料生产线作为资源综合利用及节省燃煤的材料，或供应火电厂作燃料发电，或用于浮选碳；预分离除杂产生的石灰岩、砂岩骨料可用于生产建筑砂石；预分离除杂产生的黄铁矿等可作为专用矿石料；2）磷石膏预处理为改性磷石膏：用搅拌机械将磷石膏与重金属固化剂按质量比100:1～15的比例混合均匀，得改性磷石膏，代号命名为C1料；或将磷石膏与水泥、重金属固化剂按质量比100:5～20:1～15的比例混合均匀，得改性磷石膏，代号命名为C2料；C1料或C2料未完全固化时，可做为胶凝材料；C1料或C2料完全固化砂粒化后，可作为有潜在生物肥效的砂料；3）禽畜粪便废弃物引菌剂准备：将禽畜粪便废弃物自然陈化发酵七天以上，作为增肥型微生物引菌剂，代号命名为D料；4）生物吞噬活化剂准备：备好健康的蚯蚓或含蚯蚓虫卵粪便土，代号命名为E料；（2）设置石漠化地底层（也可称为“基层”）“可绿化混凝土”层：以可吸水膨胀的原生黑土B1料（页岩矸石）为骨料，以混合未完全固化的改性磷石膏C2料为胶凝固化材料，按质量比B1料:C2料为30～70:70～30的比例混合，铺设在石漠化地上压实，厚度为200～2000mm，形成改性磷石膏页岩矸石层，命名为“可绿化混凝土”层，构成“石漠化地”改“黑土地”的稳定层；改性磷石膏的固化和重结晶特性既满足石漠化地的底层稳固抗渗透，又可保证植物根系对磷石膏中磷、硫、钙、镁、钾等元素的攫取，还可保证植物根系充分延伸至下面的纵向石缝夹层中；（3）创建石漠化地黑土层：用搅拌机械将生黑土B2料、固化砂粒化的改性磷石膏C1料或C2料、禽畜粪便废弃物引菌剂D料、含蚯蚓虫卵粪便土E料按质量比100:10～50:0.5～35:0.05～5的比例混合均匀，铺设在步骤（2）设置的“绿化混凝土”层上，厚度500～5000mm，形成“黑土层”，然后，喷淋保水防扬尘剂，使黑土层水分含量达到10～30%质量，形成生化黑土层；若生物吞噬活化剂E料直接选用蚯蚓，则E料蚯蚓可在铺设黑土层后间隔性引入黑土中生物吞噬活化黑土；（4）植物持续熟化黑土：在步骤（3）创建的石漠化地黑土层上种植可改善土壤结构、肥力的经济作物，持续熟化黑土层。

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