处理土壤的方法和分离土壤中重金属的方法

处理土壤的方法和分离土壤中重金属的方法
【专利摘要】本发明公开了一种处理土壤的方法和分离土壤中重金属的方法。处理土壤的方法包括将混合物用于土壤，形成被处理的土壤，该混合物包括含有可溶性化合物的炉渣副产品。该可溶性化合物含有硅。分离重金属的方法包括将混合物用于土壤，形成被处理的土壤，该混合物包括含有可溶性化合物的炉渣副产品，在被处理的土壤中形成基本惰性的颗粒，该基本惰性的颗粒含有混合物和重金属。
【专利说明】处理土壤的方法和分离土壤中重金属的方法
优先权
[0001]本申请要求于2010年9月10日提交的名称为“农业混合物及形成农业混合物的方法”的美国专利申请12/879，432优先权，该申请的全部内容通过引用并入本申请。
【技术领域】
[0002]本申请涉及处理土壤的方法。更加具体的，本发明涉及农业目的和/或分离重金属的处理土壤的方法。
【背景技术】
[0003]公知一些具体的矿物质用于农业中促进生长。例如，肥料或其它的添加剂可以包括一些硅的化合物，如硅酸钙、硅酸镁、硅酸钾和硅酸钠。肥料和其它的添加剂可以将这些矿物质、化合物或矿物质和化合物的组合输送到植物或土壤。矿物质或化合物、矿物质或化合物的晶体结构、矿物质或化合物的组合的输送方法影响肥料和其它添加剂的效果，例如，影响溶解度。可溶性化合物能穿过土壤、植物，和/或植物部分(如细胞壁)，效果比不溶性化合物要好。
[0004]肥料或其它添加剂中的矿物质或化合物可以几种方式生产。例如，肥料或其它添加剂中的矿物质或化合物可以是天然的(如开采的)或合成的(例如，工业中的副产品)。通过降低废物而对副产品的利用是环境友好的，同时可以通过废物创造经济价值。
[0005]其中的一个副产品是炉渣。炉渣通常认为是废物。不过，大部分炉渣可以用于路面、屋顶或胶结物质。炉渣的来源影响炉渣的组分，从而影响炉渣的最终用途。例如，高炉炉渣公知用于路面和胶结物质；不过，由于其组分的原因，以前认为其不适合农业产品。不锈钢渣(铬的重量含量大于10.5%是不锈钢渣的特征)由于其组分，已经用于路面、胶结物质和农业产品。不过，不锈钢渣的用途有限。
[0006]此外，或可选择的，由炉渣源生产农业混合物，特别是颗粒状的农业混合物，涉及的困难包括混合时的分散、颗粒强度，以及它们的组合。
[0007]应用该些农业混合物也是困难的。不同来源的硅，如不同组分的炉渣，具有不同的结构。此外，硅的结构根据处理参数也有不同，例如，炉渣的冷却速度，和/或根据物理参数也有不同，例如，化合物的颗粒大小。这些不同的结构影响含硅化合物的溶解度。溶解度影响硅被植物处理的能力，和/或分离重金属的能力。因此，不能确定硅是否包含在可溶性化合物中的硅的信息会误导或不能正确确定包括硅的影响。此外，缺少这些信息会妨碍正确确定可溶性化合物中优选的硅的最小范围。
[0008]现实需要处理土壤的方法和分离重金属的方法，其中该方法使用足够量的来自于可溶性化合物的硅。

【发明内容】

[0009]在示例性实施例中，处理土壤的方法包括将混合物用于土壤，形成被处理的土壤，该混合物包括含有可溶性化合物的炉渣副产品。可溶性化合物含有硅，该方法也包括测定被处理土壤中可溶性化合物的硅的浓度。
[0010]在另一实施例中，处理土壤的方法包括将混合物用于土壤，将土壤中的种子和混合物结合，形成被处理的土壤。该混合物包括含有可溶性化合物的炉渣副产品。该被处理的土壤中可溶性化合物中的硅的浓度大于土壤中硅的浓度。被处理土壤中可溶性化合物中硅的浓度至少大于15份/百万。
[0011 ] 在另一实施例中，分离土壤中重金属的方法包括将混合物用于土壤，形成被处理的土壤，该混合物包括含有可溶性化合物的炉渣副产品，在被处理的土壤中形成基本惰性的颗粒。该基本惰性的颗粒包括混合物和一种或多种重金属。被处理土壤中来自可溶性化合物的硅的浓度至少大于15份/百万。
[0012]本发明的其它特征和优点将通过下述优选实施例和附图进行详细说明。
【专利附图】

【附图说明】
[0013]图1显示的是根据本发明的示例性工业方法的流程图。
[0014]除非特别说明，使用相同的数字代码代表相同的部分。
【具体实施方式】
[0015]以下公开了一种用混合物处理土壤的方法和分离土壤中重金属的方法，如农业混合物。该农业混合物可以或部分为、或为前体，或可以含有肥料、矿物质土壤改善剂(例如，硅酸钙和硅酸镁)、土壤调节剂(用于水和压力管理、植物活性的增强剂、土壤中水和空气流动的改善、营养保持能力，或它们的组合)，浸灰剂(如硅酸钙和硅酸镁)，改善土壤PH的调节齐U、降低金属毒性的添加剂，或它们任何合适的组合。
[0016]本发明公开的实施例包括环境友好的利用一个或多个工业过程中的废物或蒸汽副产品，其有能力将硅酸钙和/或硅酸镁保持在农业物质中更长的时间，能增加土壤的PH值，能降低金属毒性(例如，Al、Mn或重金属)，改善离子交换能力，提高农作物的耐受性(例如通过增加细胞壁强度抵抗干旱、严寒、疾病和/或害虫的能力和/或避免疾病/病原体的攻击，改善植物的生产能力(例如，通过增加的叶绿素和/或糖类来增加光合作用的比率和数量)，减少倒伏(例如，用根部、嫩枝和/或叶子中增加的硅来增加结构完整性)，降低或消除利用率(例如，通过侧向位移和垂直位移)，改善处理效率(例如，25%)，改善流动性(例如，15%)，改善可储存性(例如，30%)，提供增加的可溶性硅(例如，约大于10磅/吨)，以及改善上述的组合。
[0017]如图1所示，根据所示的工艺100，在一实施例中，从工业过程或高炉中产生的炉渣104是炉渣生产工艺106中产生的，其用于形成农业混合物102，例如，粉末、颗粒和/或成团的固体。炉渣生产工艺106是一个单一的工艺，或者是通过物料运输联系的工艺的组合。在炉渣生产工艺106形成炉渣104后，该炉渣104通过合适的分离工艺108进行处理，形成一个或多个炉渣副产品110，包括农业混合物102。在一实施例中，一个或多个炉渣副产品110是由多于I个的来源组成的物流，和/或一个或多个炉渣副产品110的组合物通过增加或降低一个或多个来源的浓度进行调整。在一实施例中，一个或多个炉渣副产品110来自不同地理或地质区域的炉渣104，和/或来自不同时期生成的来源。[0018]在实施例中，炉渣生产工艺106有多个炉渣副产品110，其中的一个炉渣副产品110是用于农业混合物102的含有硅的副产品111 ;另一个炉渣副产品110为用于不同目的的分离的炉渣副产品112，如用于铺路的碎石、屋顶、胶结材料、回填土、酸性矿排水(AMD)补救、污泥稳定化，以及它们的组合。
[0019]由含有硅的副产品111形成的农业混合物102包括一个或多个化合物中的硅。农业混合物102中的硅是在可溶化合物中的，或者是在可溶化合物和不溶化合物的组合中的。在一些实施例中，农业混合物102中总的硅约少于30原子％，或约大于39原子％。在一些实施例中，约少于25原子％，约少于15原子％，约在5原子％至25原子％之间，约在15原子％至25原子％之间，约在20原子％至25原子％之间，约在I原子％至5原子％之间，或任何合适的组合或它们的变形。可选择的，在另一些实施例中，农业混合物102中总的硅约在40原子％至53原子％之间，约在45原子％至50原子％之间，约在50原子％至53原子％之间，约大于45原子％，约大于50原子％，或任何合适的组合或它们的变形。
[0020]此外或可选择的，在一些实施例中，农业混合物102中可溶性化合物的硅或高于预设的量。例如，在一实施例中，农业混合物中可溶性化合物的硅约在10原子％至20原子％之间，约在10原子％至15原子％之间，约在15原子％至20原子％之间，约在12原子％至15原子％之间，约在10原子％至12原子％之间，约大于10原子％，约大于12原子％，约大于15原子％，约大于20原子％，或任何合适的组合或它们的变形。
[0021]农业混合物102中可溶性化合物是任何合适的含有硅且能溶于溶液中的组分。例如，在一些实施例中，可溶性化合物包括单硅酸、多硅酸、有机硅、硅酸钙、链硅酸钙，或其它能溶于溶液的合适的硅。在一实施例中，可溶性化合物是任何合适的、溶解度大于或至少等于硅酸钙的可溶形式。在一实施例中，可溶性化合物可以是任何能穿透植物细胞壁的合适的化合物，或者由于可溶性化合物溶解能力到达植物的化合物。与之对比，在一些实施例中，不溶性化合物是硅酸(silic acid，石英溶液)、不定型二氧化硅、硅酸镁、粗的或结晶的硅酸盐，或其它不能溶于溶液的合适的硅的形式。在一实施例中，不溶性化合物是任何合适的、溶解度小于或最多等于硅酸镁的可溶形式。在一实施例中，不溶性化合物可以是不能穿透植物细胞壁的合适的化合物，或者由于不溶性化合物的不溶性不能到达植物的化合物。
[0022]农业混合物102的应用将土壤形成被处理的土壤。在该实施例中，农业混合物102增加了被处理土壤中植物的生长率。农业混合物102以任何合适的技术用于土壤，形成被处理的土壤，并被植物吸收(例如，在一实施例中，植物中硅的浓度基本等于被处理土壤中可溶性化合物中硅的浓度)。在一实施例中，农业混合物102通过撒布机应用。在一实施例中，农业混合物102联合应用，例如，在掩埋畦沟之前，将农业混合物102和种子一起放到土壤的畦沟中。在该实施例中，植物以出乎意料的速度生长，快于没有联合使用农业混合物102的植物的生长。
[0023]在一实施例中，从农业混合物102的应用到土壤，硅的量和/或可溶性化合物的量在被处理土壤中是确定的。此处使用的术语“土壤”指的是任何能够保持植物生长的介质，或者能够调整成保持植物生长的介质。例如，土壤包括但不限于泥土、岩屑、粘土、岩石、碎石、水泥、泥、腐叶土、沙、较少混合的土壤，其它任何合适的介质，或它们的组合。决定因素是总的硅，可溶性化合物中的硅，和/或不溶化合物的硅。
[0024]在一实施例中，测定可溶性化合物中的硅，用提取剂对可溶性化合物中的硅进行定量。在一实施例中，提取硅和测定可溶性化合物中的硅的量的提取剂为或包括Na2CO3 +NH4NO30在一实施例中，提取是这样进行的:干燥农业混合物102样品，然后称取预设量的农业混合物102，如0.1OOOg,然后，在以预设的速率(如60rpm/小时)搅拌/混合之前，将提取剂以预设的量加入到样品中，如50ml的Na2CO3为10g/L和/或50ml的NH4NO3为16g/L，形成提取溶液。在该实施例中，提取进行约5天，然后进行比色分析，例如，将硅和钥酸铵偶联，以及将磷和抗坏血酸偶联。
[0025]在一实施例中，可溶性化合物中硅的量的测定所花的时间少于5天。在进一步的实施例中，时间少于I天，约少于12小时，约少于10小时，约少于8小时，约少于6小时，约少于5小时，约少于4小时，约少于I小时，约为I天，约为12小时，约为10小时，约为8小时，约为6小时,约为5小时,约为4小时,或任何它们合适的组合或变形。
[0026]在一实施例中，浴，如预设水浴温度，如约为70°C?100°C，约为80°C?100°C，约为90°C?100°C，约为70°C?90°C，约为80°C?90°C，约为70°C，约为75°C，约为80°C，约为85°C，约为90°C，约为95°C，约为100°C，或任何它们合适的组合或变形。在一实施例中，通过蒸发，预设的温度选择用于最高的提取，以及提取剂最少的损失。
[0027]在一实施例中，包括农业混合物102和提取剂的提取溶液置于浴中一定的时间，如至少30分钟，至少I小时，至少2小时，至少3小时，至少4小时，至少6小时，至少8小时，约为30分钟,约为I小时，约为2小时,约为3小时,约为4小时,约为6小时,约为8小时，或任何它们合适的组合或变形。在一实施例中，预设的持续时间要和提取和/或避免减少溶解度相匹配。在一实施例中，预设的蒸馏水的量加入到提取溶液中，以降低或消除硅的沉淀。例如，在一实施例中，约18ml的蒸馏水加入到约IOOml的提取溶液中。
[0028]在一实施例中，提取溶液从浴中移开，并静置一定的时间，如至少I小时，至少2小时，至少3小时，至少5小时，至少12小时，至少15小时，至少16小时，约为I小时，约为2小时，约为3小时，约为5小时，约为12小时，约为15小时，约为16小时。在一实施例中，预设的静置时间是使得样品完全冷却下来的最短时间。
[0029]在一实施例中，测定结果表明将农业混合物102用于土壤增加了土壤中来自可溶性化合物的硅，增加了土壤中一种或多种植物里来自可溶性化合物的硅，或它们的组合。在一实施例中，来自被处理土壤中可溶性化合物的硅的量约为硅的总量的4% -19%，和/或来自可溶性化合物的硅的浓度至少是预设的量，例如，约大于15份/百万，约大于20份/百万，约大于30份/百万，约大于40份/百万，约大于50份/百万，约大于60份/百万，约大于70份/百万，约大于80份/百万，约大于90份/百万，约大于100份/百万，约增加15份/百万，约增加20份/百万，约增加30份/百万，约增加40份/百万，约增加50份/百万，约增加60份/百万，约增加70份/百万，约增加80份/百万，约增加90份/百万，约增加100份/百万，或任何它们合适的组合或变形。在一实施例中，可溶性化合物中硅的增加的量和植物生长的种类相对应，例如，大米或甘蔗的增加约大于20份/百万，小麦的增加约大于90份/百万。
[0030]在一实施例中，农业混合物102向土壤、植物或植物的一部分(如通过细胞壁或进入细胞壁)提供的硅管理部门是可以测定的。在一实施例中，农业混合物102提供的硅可以通过美国植物食品控制委员会和/或化学分析委员会承认的分析技术进行测定。
[0031]在一实施例中，将农业混合物102用于分离土壤中的一种或多种重金属，如无毒的金属(如，铁、钴、镍、铜、锰、钥和锌)，有毒金属(例如，钒、钨、砷、铬和镉)，以及任何具有具体质量的其它金属，或它们的组合或变形。重金属通过形成含有农业混合物102和重金属的、基本为惰性的颗粒进行分离。例如，农业混合物102处理并和土壤反应，从而重金属形成惰性颗粒，进而分离重金属。
[0032]在一实施例中，农业混合物102在预设条件下应用以增加效果。例如，在一实施例中，农业混合物102在酸性土壤条件下应用。在一实施例中，农业混合物102用于土壤中植物生长周期，例如，春季或秋季，一个月的时间、两个月的时间或三个月的时间，比其它类似的持续时间有更多的光照和较高的湿度。在一实施例中，农业混合物102用于碱性土壤，例如，农业混合物102含有硫酸盐。在一实施例中，农业混合物102在一定时期内使用，例如，前生长期、后休眠期、休眠期、后收获期、休耕期，其它任何合适的时期，或它们的组合。
[0033]生成作为炉渣副产品110的农业混合物102的炉渣104的组成和/或来源影响农业混合物102的组分。在一实施例中，炉渣生产工艺106形成产品114，如碳钢、铝、磷酸盐、铜、锌、非铁物质、合金钢、铁、燃烧产品和能量(如来自煤)，任何铬的重量含量小于10%的产品(大于10.5wt%表明是不锈钢产品)，或其它合适的产品。在进一步的实施例中，炉渣生产工艺106的产品114中铬的含量约小于8 %，约小于6 %，约小于4 %，约为2 % -8 %，约为4% _6%，或其它任何合适的组合或变形。
[0034]在一实施例中，来自炉渣生产工艺106的炉渣104是金属炉渣，例如，碳钢炉渣、铝炉渣、铜炉渣、锌炉渣、非铁物质炉渣、氩氧脱碳炉渣(A0D炉渣)、合金钢炉渣、不锈钢炉渣(用于分离重金属或合并的副产品)、高炉炉渣(例如，来自铁的生产)、富氧高炉炉渣(BOFS)，或它们的组合。在一实施例中，来自炉渣生产工艺106的炉渣104是非金属炉渣，如磷酸盐炉渣或煤炉渣。
[0035]在一实施例中，来自炉渣生产工艺106的炉渣104是铜炉渣，和/或按照重量计，炉渣104的组成含有约30% -40%的SiO2、约5% -10%的CaOj^J 1% -5%的]\&10、约2% -4%的Al2O3、约2% -3%的Zn，剩下的是铁，以及附带的杂质。
[0036]在一实施例中，来自炉渣生产工艺106的炉渣104是锌炉渣，和/或按照重量计，炉渣104的组成含有约20%的FeO、15%的CaO、20%的Si02、5%的A1203、10%的PbO，剩下的是氧化锌，以及附带的杂质。
[0037]在一实施例中，来自炉渣生产工艺106的炉渣104是非铁的炉渣，和/或按照重量计，炉渣104的组成含有约15%的Ca。、15%的Si02、5.4%的Al2O3U.3%的Mg0、l.1%的K20、0.9%的Na20、4.8%的Zn,2.0%的Pb，剩下的是FeO,以及附带的杂质。在进一步的实施例中，按照重量计，炉渣104的组成含有约15%的Ca0、15%的Si02、5.4%的Al2O3U.3%的 MgO、1.1 % 的 K20、0.9 % 的 Na20、4.8 % 的 Zn、2.0 % 的 Pb，0.7% 的 C、0.6% 的 Cu、0.4% 的S042'0.4% 的 MnO,0.2% 的 TiO2、约 0.2% 的 PO广，微量组分(如约 0.1% 的 B、0.04% 的 SrO,和约0.04%C1_)，剩下的是FeO，以及附带的杂质。
[0038]在一实施例中，来自炉渣生产工艺106的炉渣104是高炉炉渣，和/或按照重量计,炉渣104的组成含有约32% -45%的CaOJ^] 5% -15%的MgO、约32% -42%的SiO2、约7% -16% 的 Al2O3，约 1% -2% 的 S、约 0.1% -1.5% 的 Fe2O3、约 0.2% -1.0% 的 MnO，以及附带的杂质。在进一步的实施例中，炉渣104的重量组成为约5% -15%的MgO、约32% -42%的 SiO2、约 7% -16%的 Al2O3，约 1% -2%的 S、约 0.1% -1.5%的 Fe2O3、约 0.2% -1.0%的MnO,剩下的是CaO,以及附带的杂质。
[0039]在一实施例中，来自炉渣生产工艺106的炉渣104是煤炉渣，和/或按照重量计，炉渣104的组成含有约48%的SiO2、约10%的Al2O3'约14%的Ca。、约7.4%的Fe2O3'约6.2%的MgO、约1.6%的Na2O、约1.6%的K2O,以及附带的杂质。
[0040]在一实施例中，来自炉渣生产工艺106的炉渣104是磷酸盐炉渣，和/或按照重量计，炉渣104的组成含有约16% -19%的P2O5 (例如是4CaO ? P2O5 ? CaSiO3的形式)、约4% -12%的MgO，剩下的是CaO，以及附带的杂质。在另一实施例中，来自炉渣生产工艺106的炉渣104是磷酸盐炉渣，和/或按照重量计,炉渣104的组成含有约39% -42%的Si02、多至约3.5%的Al2O3,多至约0.5%的Fe2O3、多至约2%的P2O5，剩下的是CaO,以及附带的杂质。
[0041]在一实施例中，来自炉渣生产工艺106的炉渣104是钢炉渣，和/或按照重量计，炉渣104的组成含有约10% -19%的SiO2、约1% -3%的Al2O3，约5% -10%的MgO、约10%-40%的Fe (如FeO或Fe203)、约5%-8%的MnO，剩下的是CaO，以及附带的杂质。在进一步的实施例中，按照重量计，炉渣104的组成含有约10% -19%的SiO2、约1% -3%的 Al2O3,约 5% -10% 的 MgO、约 10% -40% 的 Fe (如 FeO 或 Fe203)、约 5% -8%的]^0、约
0.5% -1%的P2O5,剩下的是CaO，以及附带的杂质。
[0042]在一实施例中，来自炉渣生产工艺106的炉渣104是AOD炉渣，和/或按照重量计，炉渣104的组成含有约6% -8 %的Al2O3,约I % -3%的Cr2O3、多至1%的Fe2O3、约0.5%-6%的FeO、约4% -6%的MgO、约22% -29%的SiO2,剩下的是CaO，以及附带的杂质。在进一步的实施例中，按照重量计，炉渣104的组成含有约6% -8%的Al2O3、约1% -3%的Cr2O3、多至 1% 的 Fe2O3、约 0.5 % -6 % 的 FeO、约 4 % -6 % 的 MgO、约 0.8 % -1 % 的 MnO、约 22 % -29 %的SiO2,剩下的是CaO,以及附带 的杂质。
[0043]在一实施例中，来自炉渣生产工艺106的炉渣104是BOFS炉渣，和/或按照重量计，炉渣104的组成含有约15% -35%的FeO、约10% -20%的SiO2、多至10%的Al2O3、多至10%的MgO、多至10%的MnO、多至10%的P2O5、多至2%的Cr2O3,剩下的是CaO，以及附带的杂质。
[0044]在一实施例中，农业混合物102包括硅、钙和镁，例如，硅酸钙和硅酸镁的组合。在一实施例中，农业混合物102进一步包括约26% -28原子％的钙，约6% -8原子％的镁，剩下的是炉渣104中的其它成分。
[0045]农业混合物102可以是任何适于输送到植物、土壤的形式，或者是其它的农业物质。在一实施例中，农业混合物102例如通过高速混合器116混合在一起。在一实施例中，农业混合物102为胶体悬浮液。
[0046]在一实施例中，农业混合物102是粒状或块状的，例如，通过向农业混合物102中引入粘接剂系统118，用能以不同旋转速度和角度的粒化盘126进行造粒，由此形成粒状的农业混合物120。当用于形成农业颗粒时，粘接剂系统118具有提高颗粒强度的性能，提高混合农业粘接剂的分散度的性能和硅酸钙相容的性能，以及其它合适的性能，以及它们的组合。
[0047]在一实施例中，农业混合物102包括粘接剂系统118，或由粘接剂系统118形成。粘接剂系统118包括和水混合的碳水化合物糖类，如甜菜汁、玉米淀粉、糖蜜、柠檬酸钙、浓缩的发酵残留物、大豆聚合物，或它们的组合。在一实施例中，碳水化合物糖类进一步包括蛋白质。
[0048]粘接剂系统118包括预设体积浓度的碳水化合物和水。在一实施例中，粘接剂系统118的预设的体积浓度包括体积浓度约为50% -70%的碳水化合物糖类，体积浓度约为60 % -70 %的碳水化合物糖类，体积浓度约为50 % -60 %的碳水化合物糖类，体积浓度约为55 % -60 %的碳水化合物糖类，体积浓度约为50 % -55 %的碳水化合物糖类，体积浓度约为
50%的碳水化合物糖类，体积浓度约为55%的碳水化合物糖类，体积浓度约为60%的碳水化合物糖类，或它们的组合和变形。
[0049]在一实施例中，粘接剂系统118基于农业混合物102预设重量浓度应用。在一实施例中，粘接剂系统118的碳水化合物糖类约为农业混合物102重量的3% -10%，约为农业混合物102重量的3% _8%，约为农业混合物102重量的4.5% _10%，约为农业混合物102重量的3% _6%，约为农业混合物102重量的4% _5%，约大于农业混合物102重量的3%，约为农业混合物102重量的4.5%，或它们的组合和变形。
[0050]此外或可选择的，在一些实施例中，其它的组分、添加剂、微量营养素包130、硫酸盐源122，或它们的组合引入到农业混合物102中。
[0051]在一实施例中，微量营养素包130在形成农业混合物102时或之后加入到农业混合物102中。在一实施例中，微量营养素包130包括硼、铜、锌、铁、锰和钥。此外或可选择的，在另一些实施例中，宏量营养素(如氮、磷和/或钾)和/或营养物质(如钙、镁和/或硫)加入到农业混合物102中。在一实施例中,微量营养素包130、宏量营养素和/或营养物质作为工艺中次要的副产品(图中未示)加入，如上所述。
[0052]例如，在一实施例中，来自硫酸盐生产过程124的硫酸盐源122中的硫酸盐等营养物质在形成农业混合物102时或之后加入到农业混合物102中。
[0053]在一实施例中，农业混合物102包括硫酸盐源122和硅酸钙。硫酸盐源122可以是任何合适的无毒硫酸盐源，包括但不限于石膏。石膏可以是开采的、合成的，或它们的组合。用开采的石膏、合成的石膏或它们的组合使得石膏的结构可以是被控制和/或被调整的。
[0054]合成的石膏来自硫酸盐生产过程124 (例如，炉渣生产工艺106的一部分或单独的工艺)。例如，在一实施例中，形成合成石膏的硫酸盐生产过程124是煤燃烧过程烟气脱硫的副产物。此外或可选择的,在一实施例中,硫酸盐源122是其它工业过程中的副产物。例如，在一实施例中，硫酸盐源122是煤燃烧过程底炉灰烬中形成的副产品，酸洗液体中硫酸形成的副产品，或它们合适的组合。
[0055]在一实施例中，农业混合物102的组分包括重量约为75% -95%的硫酸盐源122、约为5% -25%的硅酸钙或炉渣104含硅副产品111。在一实施例中，农业混合物102包括括重量约为88.5%的硫酸盐源122、约为12.5%的硅酸钙或炉渣104含硅副产品111。在一实施例中，农业混合物102的组合的湿混合物包括约5原子6原子％的水、约4原子％— 6原子％的镁、约17原子％ -19原子％的硫，剩下的是钙。在一实施例中，农业混合物102的组合的湿混合物包括约5.6原子％的水、约22.2原子％的钙、约0.05原子％的镁、约17.5原子％的硫。在一实施例中，农业混合物102的组合的干混合物包括约22原子％ -26原子％的钙、约0.04原子0.066原子％的镁、约17.5原子％ -19.5原子％的硫。在一实施例中，干混合物包括约23.5原子％的钙、约0.05原子％的镁和约18.5原子％的硫。在一实施例中，农业混合物102的pH约为7.5-8.5或约为8.1。不过，在另一实施例中，通过含有额外的硫酸铵，PH大于8.5。
[0056]在一实施例中，硫酸盐源122包括硫酸铵。在该实施例中，氨作为硫酸盐生产过程124中的反应物(如煤燃烧中的烟气脱硫)得到(NH4) 2S04(硫酸铵)。得到的农业混合物102的pH大于那些来自石膏的硫酸盐源122的实施例，从而允许混合获得所需的pH。
[0057]在一实施例中，硫酸盐生成过程124为煤燃烧。煤含有氧化硫(S0X)。监测煤燃烧的排放包括监测SOx是否排放。为了降低sox，多种洗涤器或其它系统除去硫、硫酸盐、亚硫酸盐、三氧化硫、二氧化硫，或其它含有硫的化合物。烟气脱硫降低和/或除去的SOx包括循环烟气、从烟气中除去硫、产生含硫副产品。有两种不同的方法进行产生硫酸盐源112的烟气脱硫。在第一种方法中(假设是理想操作状态)，用CaCO3浆料(例如，石灰岩浆料)进行湿法洗涤，得到CaSO3 (亚硫酸钙):
r.1S:T1.:1i so, — f；rfS0.Cseiy ;? - Ci>, U.1SIi 11
[0058]在第二种方法(假设是理想操作状态)中，用Ca(OH)2浆料(例如，石灰浆料)进行湿法洗涤，得到CaSO3 (亚硫酸钙):
C,-WSlliI; ^ SI).- tH/uliipidi(2)
[0059]形成CaSO3(亚硫酸钙)(无论是第一种方法还是第二种方法)后，进行氧化，将其转化为硫酸盐源122CaS04 (例如，合成的石膏):
Ci^SO ； 1.sol id'I + H <) I l`iqusd? -:..:-10_? CaS-Ct !、。“山丨 t- H.0 (3)
[0060]在操作中，烟气脱硫后，石灰或石灰岩浆料为合成的石膏。根据煤中硫的含量和反应的其它方面，硫酸盐源122包括预设量的合成石膏和石灰或石灰岩。在一实施例中，硫酸盐源122包括约90wt% -95wt%的硫酸钙(CaSO4 ? 2H20)、约lwt% -2wt%的亚硫酸钙(CaSO3 ? I/2?)、约2wt% _3wt%的碳酸钙(CaCO3)。在一实施例中，剩下的部分包括硫酸镁
/亚硫酸镁。
[0061]在一实施例中，在引入到农业混合物102之前，硫酸盐源122进一步处理获得所需的物理性能。例如，在一实施例中，硫酸盐源122通过一种或多种网过滤。在一实施例中，99%的副产品小于20目，90%的副产品小于60目，75%的副产品小于100目。此外或可选择的，在一实施例中，硫酸盐源122的湿度调整到预设的范围(例如，通过机械浇水设备、过滤器、离心机或它们的组合)。在一实施例中，湿度预设的范围约为10% — 18%、约为10%- 15%、约为7%— 12%、约为5%— 7%，或约为5%。在一实施例中，石灰或石灰石形成约90% -99%的硫酸盐源122。在另一实施例中，石膏形成约90% -99%的硫酸盐源122。
[0062]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【权利要求】
1.处理土壤的方法，该方法包括: 将混合物用于土壤，形成被处理的土壤，该混合物包括含有可溶性化合物的炉渣副产品，可溶性化合物含有硅；以及 测定被处理土壤中来自可溶性化合物的硅的浓度。
2.权利要求1所述的方法，其中，在应用时，混合物和土壤中的种子接触。
3.权利要求1所述的方法，其中所述的测定是通过符合美国植物食品控制委员会和/或化学分析委员会制定的标准的分析技术进行的。
4.权利要求1所述的方法，其中所述的测定包括用提取剂提取硅，所述的提取剂含有Na2CO3 和 NH4NO315
5.权利要求1所述的方法，其中所述的测定在约5个小时以内完成。
6.权利要求1所述的方法，其中所述的来自可溶性化合物的硅的浓度大于15份/百万。
7.权利要求1所述的方法，其中所述的被处理土壤中的总硅大于土壤，总硅包括可溶性化合物中的硅和不溶性化合物中的不溶硅。
8.权利要求7所述的方法，其中总硅中约4%-19%的硅是来自可溶性化合物的。
9.权利要求1所述的方法，其中将所述的混合物用于土壤，增加被处理土壤中的植物中来自可溶性化合物的硅的浓度。
10.权利要求9所述的方法，`其中所述的植物中来自可溶性化合物的硅的浓度基本等于被处理土壤中的可溶性化合物的硅的浓度。
11.权利要求1所述的方法，其中将所述的混合物用于土壤分离重金属。
12.权利要求11所述的方法，其中将所述的一种或多种重金属的是通过形成含有混合物和一种或多种重金属的基本惰性的颗粒进行分离的。
13.权利要求1所述的方法，其中所述的混合物的应用是在前生长期、后休眠期、休眠期、后收获期和休耕期。
14.权利要求1所述的方法，其中所述的混合物的应用是在酸性土壤条件下的。
15.权利要求1所述的方法，其中所述的混合物包括硫酸盐源。
16.权利要求1所述的方法，其中所述的混合物的应用是在碱性土壤条件下的。
17.处理土壤的方法，该方法包括: 将混合物用于土壤，将土壤中的种子和混合物结合，形成被处理的土壤，该混合物包括含有可溶性化合物的炉渣副产品； 其中，该被处理的土壤中可溶性化合物中的硅的浓度大于土壤中硅的浓度；以及 被处理土壤中来自可溶性化合物的硅的浓度至少大于15份/百万。
18.权利要求17所述的方法，其中所述的测定是通过符合美国植物食品控制委员会和/或化学分析委员会制定的标准的分析技术进行的。
19.处理土壤的方法，该方法包括: 将混合物用于土壤，形成被处理的土壤，该混合物包括含有可溶性化合物的炉渣副产品；以及 在被处理的土壤中形成基本惰性的颗粒，该基本惰性的颗粒包括混合物和一种或多种重金属；其中，被处理土壤中来自可溶性化合物的硅的浓度至少大于15份/百万。
20.权利要求19所述的方法，其中进一步包括测定土壤中可溶性化合物的硅的浓度至少为15份/百万，所述的测定是通过符合美国植物食品控制委员会和/或化学分析委员会制定的标准的分析技术进行的。`
【文档编号】C05D3/00GK103501927SQ201180007407
【公开日】2014年1月8日 申请日期:2011年9月9日 优先权日:2010年9月10日
【发明者】S·R·米兰达, K·A·巴巴尼亚, W·V·阿贝特, G·H·科恩多夫 申请人:哈斯科公司