一种固沙剂及其制备方法与流程

文档序号:15036875发布日期:2018-07-27 20:28阅读:2479来源:国知局

本发明属于固沙技术领域,具体涉及一种固沙剂及其制备方法。



背景技术:

土地沙漠化是影响人类生存和发展的全球重大生态问题,也是我国最为严重的生态问题。我国沙漠化不仅面积大,分布范围广,而且危害严重,影响深远。沙漠化破坏生态环境,威胁人类生存:1)沙尘暴对大气环境带来严重污染。2)沙漠化使生物质量变劣,物种丰度降低,对生物多样性构成严重威胁。3)沙漠化破坏土地资源,使可利用土地减少、质量下降,造成农牧业生产减产甚至绝收。此外,沙漠化还常常对水利设施造成严重破坏,如泥沙侵入水库、埋压灌渠等,对农业生产带来影响。同时,泥沙大量进入河道后,还使河床淤高,构成河堤溃决的严重隐患。因此,防沙治沙,事关中华民族的生存与发展,事关全球生态安全。

沙漠化治理已成为世界性难题,制止沙漠扩张、绿化沙漠已成为21世纪人类争取生存环境、扩大生存空间的首要问题。

风沙土“漏水漏肥”养分含量低,目前公开的固沙剂多数单纯的为固沙而固沙,只能在一定的时间内将风沙土固定,并不能从根本上改变风沙土的理化性能,恢复土壤的生产能力。因此,在固沙的同时,能提高风沙土土壤肥力,改变沙土的理化性能,加速风沙土向土壤的转变就十分必要。

油页岩(oilshale)是一种含有机质的沉积岩,我国已探明资源为24亿吨。随着世界石油、天然气等资源日益紧缺,油页岩开发利用日益扩大,低品位油页岩及灰渣是油页岩工业排放的主要固体废弃物,大量的低品位油页岩及灰渣堆积成山,不仅占用大量土地,而且每年还需要投入大量的维护资金,同时对周边的生态环境造成严重破坏。低品位油页岩及灰渣中不仅含有丰富的有机质以及植物生长必需的大量和中微量营养元素,而且经干馏后的灰渣还具有多孔结构,有一定的保水保肥功能。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种养分丰富,能够有效改善风沙土理化性能,提高风沙土肥力水平的固沙剂。

本发明另一个目的是提供一种固沙剂的制备方法,该方法是以低品位油页岩及灰渣为主要原料,不但能够有效地解决低品位油页岩及灰渣占用土地,影响生态环境的问题,而且还避免了资源的浪费,实现了废物再利用。

为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:

一种固沙剂的制备方法,包括如下步骤:

1)配制多功能螯合液:

按照5-8:5-8:5-10:0.1-0.2:73.8-:84.9的质量比分别称取聚乙烯醇(pva)、聚天冬氨酸(pasp)、玉米淀粉、双氰胺粉剂及水,将上述原料进行混合,并在80—90℃的温度下,以100转/分钟的转速搅拌20—30分钟,制得多功能螯合液待用;

2)制备固沙剂:

按照50-70:25-40:5-10的质量比分别称取低品位油页岩、油页岩灰渣、糠醛渣,将低品位油页岩及糠醛渣进行干燥、粉碎,过3mm的筛子,将油页岩灰渣进行干燥、粉碎,过6mm的筛子,将上述经过筛的原料加入搅拌机中,边搅拌边喷入占原料质量5%—10%的步骤1所得多功能螯合液,搅拌均匀即得固沙剂。

进一步的:所述的聚乙烯醇分子量型号为1300—1800。

进一步的:所述的聚天冬氨酸分子量型号为1000—5000。

进一步的:所述的玉米淀粉为粒级为50—80目的普通玉米淀粉。

本发明还提供一种固沙剂,采用上述方法制备而得。

进一步的:所述固沙剂ph值为6-8。

进一步的:所述固沙剂的施用量为500-1000t/hm2(即吨每公顷)。

进一步的:所述固沙剂的最佳施用量为800t/hm2

本发明还提供了所述的固沙剂的施用方法,其特征是:包括如下步骤:

1)将固沙剂均匀撒在施风沙土表面,厚度为5-10cm;

2)将适宜沙漠生长的草种和树种分别按照30-40kg/hm2和10-15kg/hm2的施用量均匀撒施在固沙剂表面;

3)利用旋耕机进行浅耕(<18cm)作业,将固沙剂、草种、树种和风沙土均匀混合。所述的适宜沙漠生长的树种和草种包括沙枣,白刺,骆驼刺等以及梭梭,锁阳,肉苁蓉等植物的种子。

本发明的优点是:本发明固沙剂是一种以廉价易得、无毒、含有植物生长发育必需营养元素、具有土壤改良功能的低品位油页岩及灰渣为主要原料制备而成,辅加糠醛渣在调节其ph值同时,还可以补充多种营养元素,并通过多功能螯合液的途径辅加保水剂、缓释剂、肥料增效剂、粘结剂等成分以增强其保水、保肥、增效等功能。该发明与现有技术相比具有如下优点:1)工艺简单,非化工合成工艺,利用常规设备及复混工艺即可完成,过程中无三废产生,设备为常用的粉碎机、筛分机、搅拌机及输送机等,减少了设备投入,降低了成本;2)原料廉价易得,其主要原料低品位油页岩及灰渣是一种工业废弃物,不但减少了土地占用量,保护了生态环境,同时也避免了资源的浪费,从而实现资源的合理化利用;3)本发明中采用聚乙烯醇(pva)及玉米淀粉作为粘结剂,可以加速土壤团粒结构的形成;4)本发明中采用聚天冬氨酸(pasp)作为肥料增效剂,具有极强的螯合、分散、吸附作用,可以强化植物对氮、磷、钾及微量元素养分的全面吸收,提高肥料利用率。5)本发明中采用聚天冬氨酸(pasp)作为吸水保水剂,具有极强的吸水、保水能力,可以延长土壤环境对植物供水能力和时间。6)本发明中采用双氰胺作为氮肥缓释剂,可有效控制硝化菌的活动,使氮肥在土壤中的转化速度得到调节,减少氮的损失,提高肥料的使用效率。7)本发明中采用糠醛渣作为辅料,在调节固沙剂ph值的同时,还可以补充多种营养元素。8)本发明所采用多功能螯合液成分均可生物降解,且对环境友好,经熟化后可促进微生物的活性,改善土壤的理化性质。

具体实施方式

本发明所述的一种固沙剂的制备方法,包括如下步骤:

1)配制多功能螯合液:

按照5-8:5-8:5-10:0.1-0.2:73.8-:84.9的质量比分别称取聚乙烯醇(pva)、聚天冬氨酸(pasp)、玉米淀粉、双氰胺粉剂及水,将上述原料进行混合,并在80—90℃的反应温度下,以100转/分钟的转速搅拌20—30分钟,制得多功能螯合液待用;

2)制备固沙剂:

按照50-70:25-40:5-10的质量比分别称取低品位油页岩、油页岩灰渣、糠醛渣,将低品位油页岩及糠醛渣进行干燥、粉碎,过3mm的筛子,将油页岩灰渣进行干燥、粉碎,过6mm的筛子,将上述经过筛的原料加入搅拌机中,边搅拌边喷入占原料质量5%—10%的步骤1所得多功能螯合液,搅拌均匀即得固沙剂。

优选的:所述的聚乙烯醇分子量为1300—1800。

优选的:所述的聚天冬氨酸分子量为1000—5000。

优选的:所述的玉米淀粉为细度50—80目的普通玉米淀粉。

本发明还提供一种固沙剂,采用上述方法制备而得。

优选的:所述固沙剂ph值为6-7.5;本发明提供的固沙剂在固沙的同时,最终目的是改良风沙土,使改良后的土壤达到国家土壤环境质量二级以上标准,从而实现固沙、治沙目的的同时,增加林地或农用地的面积,另外在该ph值范围内还可以有效地抑制部分重金属等有毒有害物质的活性)。

优选的:所述固沙剂的施用量为500-1000t/hm2。

优选的:所述固沙剂的最佳施用量为800t/hm2。

本发明还提供了所述的固沙剂的施用方法,其特征是:包括如下步骤:

1)通过人工或机械均匀撒施风沙土表面,厚度为5-10cm;浅耕混匀后可以使20cm的耕作层快速提高土壤的肥力水平;

2)将草种和树种分别按照30-40kg/hm2和10-15kg/hm2的施用量均匀撒施在固沙剂表面;

3)利用旋耕机进行浅耕作业,将固沙剂、草种、树种和风沙土均匀混合。

本发明将含有丰富有机质、植物生长必需的大量和中微量营养元素及多种粘土矿物,且具有多孔结构的低品位油页岩及灰渣为主要原料,含有丰富有机质及多种中微量营养元素的糠醛渣为辅料,同时辅加具有保水、保肥、增效、缓释等功能的聚乙烯醇(pva)、聚天冬氨酸(pasp)、玉米淀粉、双氰胺的螯合液制备而成的固沙剂,在固沙的同时,可以快速的提高土壤的肥力水平、加速土壤团粒结构的形成,提高土壤的理化性能,加速风沙土向肥沃土壤转变的进程,为植物提供一个适宜的生长环境,逐渐恢复生态平衡,从而达到彻底固沙的目的。

下面通过具体实施例对本发明做更进一步说明:

实施例1:

按照8:8:10:0.2:73.8的质量比分别称取聚乙烯醇(pva)、聚天冬氨酸(pasp)、玉米淀粉、双氰胺粉剂及水,将上述原料进行混合,并在90℃的反应温度下,以100转/分钟的转速搅拌30分钟,制得多功能螯合液

并转入与空气压缩泵相连的储液灌中;分别称取低品位油页岩70kg、油页岩灰渣25kg、糠醛渣5kg。将低品位油页岩及糠醛渣进行干燥、粉碎,过3mm的筛子,将油页岩灰渣进行干燥、粉碎,过6mm的筛子,将上述经过筛的原料加入搅拌机中,连接空气压缩泵,用喷枪将制得的多功能螯合液边搅拌边喷洒在原料表面,喷洒频率为每隔30秒1次,喷洒总质量为原料质量的5%,搅拌均匀即得固沙剂。

实施例2:

按照5:5:5:0.1:84.9的质量比分别称取聚乙烯醇(pva)、聚天冬氨酸(pasp)、玉米淀粉、双氰胺粉剂及水,将上述原料进行混合,并在80℃的反应温度下,以100转/分钟的转速搅拌20分钟,制得多功能螯合液

并转入与空气压缩泵相连的储液灌中;分别称取低品位油页岩50kg、油页岩灰渣40kg、糠醛渣10kg。将低品位油页岩及糠醛渣进行干燥、粉碎,过3mm的筛子,将油页岩灰渣进行干燥、粉碎,过6mm的筛子,将上述经过筛的原料加入搅拌机中,连接空气压缩泵,用喷枪将制得的多功能螯合液边搅拌边喷洒在原料表面,喷洒频率为每隔30秒1次,喷洒总质量为原料质量的10%,搅拌均匀即得固沙剂。

实施例3:

按照6.5:6.5:8:0.15:78.85的质量比分别称取聚乙烯醇(pva)、聚天冬氨酸(pasp)、玉米淀粉、双氰胺粉剂及水,将上述原料进行混合,并在85℃的反应温度下,以100转/分钟的转速搅拌25分钟,制得多功能螯合液

并转入与空气压缩泵相连的储液灌中;分别称取低品位油页岩60kg、油页岩灰渣32kg、糠醛渣8kg。将低品位油页岩及糠醛渣进行干燥、粉碎,过3mm的筛子,将油页岩灰渣进行干燥、粉碎,过6mm的筛子,将上述经过筛的原料加入搅拌机中,连接空气压缩泵,用喷枪将制得的多功能螯合液边搅拌边喷洒在原料表面,喷洒频率为每隔30秒1次,喷洒总质量为原料质量的8%,搅拌均匀即得固沙剂。

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