煤矸石制农肥可行性分析_任冬冬.pdf

2021年第1期西部探矿工程 * 收稿日期 2020-04-11修回日期 2020-04-13 第一作者简介 任冬冬 （1996-） ， 男 （汉族） ， 宁夏吴忠人， 中国矿业大学银川学院在读本科生， 安全工程专业。 煤矸石制农肥可行性分析 任冬冬*， 任晓玲， 宋如愿， 高伟彬， 罗嘉奕， 闫凯强 （中国矿业大学银川学院， 宁夏 银川 750001） 摘要 根据一号选煤厂煤矸石中营养元素及有害元素检测结果， 并对照农肥的元素指标要求， 分析 了此煤矸石制农肥的可行性， 发现此煤矸石营养元素满足作物生长需要， 有害元素未超标， 初步分析 其制作农肥可行， 为煤矸石的综合利用拓展了渠道。 关键词 煤矸石； 肥料； 农作物 中图分类号 P57 文献标识码 A 文章编号 1004-5716202101-0086-03 随着煤炭资源的不断开采和大量利用， 煤矸石在 采煤的过程中被采掘出来运到地面， 加上煤炭洗选后 排出的煤矸石不断堆积， 矸石的堆放量越来越大[1-2]。 煤矸石的大量排放和长期堆放引发一些不可避免的问 题， 不仅占用大量土地， 还会造成矸石自燃， 对大气和 地下水造成污染等[3]。煤矸石作为一种可利用资源， 综合利用始终是资源综合利用的重点研究内容之一， 其综合利用途径越来越多[4-6]。目前对矸石的利用仅限 于采煤塌陷区填充、 发电、 生产建材、 无污染复垦、 筑路 等[7]。由于煤矸石制备有机复合肥料的技术要求是有 机质含量较高， 利用煤矸石含有的多种微量元素和营 养成分， 一方面可将其用于改良农作物所需的营养成 分， 另一方面调节土壤的疏松度， 并可增加土壤的肥 效， 使煤矸石得到了有效的利用， 从而改善各矿区煤矸 石的堆积问题[8-10]。 本文所提到的一号选煤厂煤矸石排放量也很大， 不但污染环境， 还浪费了煤矸石资源[11]。国内外许多 研究表明， 在砂土、 贫砂土、 腐殖土中， 将页岩矸石磨细 后与氮磷肥混合施用， 可提高农作物产量[12]。煤矸石 制成的肥料具有其他肥料难以比拟的优势 原料易得， 成本低廉， 加工简单， 建厂投资省； 明显提高农作物产 量， 改善农作物品质； 煤矸石制成的肥料可改善土壤透 气性， 避免化肥造成的土壤板结现象， 且煤矸石随着风 化使养分陆续析出， 属于长效肥； 煤矸石肥料还能增强 土壤中腐植酸含量和微生物活性， 固氮菌也能大量繁 殖增强土壤固氮能力[13]。 因此， 基于保护环境， 拓宽煤矸石资源利用渠道， 以及发挥煤矸石肥料优势， 本文根据一号选煤厂煤矸 石所含元素和成分的检测结果， 对该厂煤矸石在改良 土壤和增加土壤肥效方面的可行性进行分析， 下文中 的煤矸石均指一号选煤厂的煤矸石。 1煤矸石营养元素分析 作物生产常见的必需元素一般包括C、 H 、 O、 N、 P、 S、 K、 Ca、 Mg、 Si等十几种元素， 表1列出煤矸石中营 养元素的检测结果。 从表1中看到， 作物的必需营养元素在此煤矸石中 都有。根据对比分析结果可知， 一号选煤厂煤矸石所 含营养元素均大于作物对土壤中营养元素的要求， 且 多项营养元素含量都远超过指标要求。因此， 该煤矸 石在提供作物营养元素方面具有一定的可行性。 2煤矸石有害元素分析 煤矸石中除了营养元素外还含有对作物生长不利 的元素。这些元素一方面会影响植物生长， 另一方面 被植物吸收进入到生物链后经过一系列循环最终会危 害人类健康， 因此必须对有害元素进行分析。有害元 素分析结果如表2所示。 由表2可知 该厂煤矸石的有害元素总体符合指标 要求， 对土壤没有太大影响， 制作肥料具有一定的可行 性。在这常见的五项有害元素中， 镉元素含量略高， 但 低于二级标准； 铅含量虽然没有达到最高要求， 即一级 标准要求， 但是仅仅略高于一级标准， 但远远低于二级 和三级指标； 汞、 砷、 铬的含量比一级标准还低， 满足了 最高要求。 3结论 86 2021年第1期西部探矿工程 （1） 一号选煤厂煤矸石营养元素满足作物必需的 元素种类， 且氮、 钾、 钙、 镁、 磷、 硫、 铁、 锰、 硼、 锌、 铜、 钼 元素含量均高于作物的需要量， 该煤矸石在提供作物 营养元素方面具有可行性。 （2） 一号选煤厂煤矸石有害元素含量较少， 镉、 汞、 砷、 铅、 铬的含量均满足指标要求， 该煤矸石对土壤和 作物的不利影响小。 （3） 初步分析一号选煤厂煤矸石制农肥可行， 可将 其进一步降低有害元素含量后制作肥料， 也可将其与 其他肥料混配施用。 参考文献 [1]郭宇清.煤矸石综合利用对策及意义[J].山西煤炭管理干部 学院学报，2011，24143-45. [2]祁星鑫， 王晓军， 等.新疆主要煤区煤矸石的特征研究及其 利用建议[J].煤炭学报， 2010，3571197-1201. [3]夏忠卫， 刘正勤， 等.浅谈煤矸石的综合利用[J].四川地质学 报，2011，31149-50. （下转第91页） 种类 镉 （Cd） 汞 （Hg） 砷 （As） 铅 （Pb） 铬 （Cr） 一级 （mg/kg） 0.20 0.15 15 35 90 二级 （mg/kg） 0.60 0.50 25 300 200 三级 （mg/kg） / 1.5 30 500 300 煤矸石有害元素检测 结果 （mg/kg） 0.53 0.077 2 39.36 67.263 煤矸石检测值与标准对比结果 镉含量较高， 超过了一级标准， 但是低于二 级标准， 能够满足要求 汞含量低于一级标准， 满足要求 砷含量低于一级标准， 满足要求 铅含量比一级标准略高， 但低于二级和三级 标准， 能够满足要求 铬含量低于一级标准， 满足要求 表2有害元素对比分析表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 元素名称 碳C 氧O 氢H 氮N 钾K 钙Ca 镁Mg 磷P 硫S 铁Fe 锰Mn 硼B 锌Zn 铜Cu 钼Mo 作物对土壤中 所含元素的要求 / / / ＞0.1 30～200mg/kg 300～1000mg/kg 50～300mg/kg 30～40mg/kg 0.003～0.004 16～30mg/kg 0.0016～0.003 2.60～20.00mg/kg 1.10～30.00mg/kg 0.20～2.00mg/kg 0.30～3.00mg/kg 0.10～1.80mg/kg 0.11～0.30mg/kg 煤矸石中 元素检测结果 3.24 9.50 0.81 0.18 19267mg/kg 1044mg/kg 3075mg/kg 0.017 0.16 21775mg/kg 254mg/kg 54mg/kg 211080mg/kg 36270mg/kg 3.67mg/kg 煤矸石元素含量与土壤元素要求 对比结果 作物所需C主要来源于空气中CO2， 不用做对比分析 作物所需O主要来源于O2、 H2O， 不用做对比分析 作物所需H主要来源于H2O， 不用做对比分析 大于指标， 满足要求 大于指标， 满足要求 大于指标， 满足要求 大于指标， 满足要求 大于指标， 满足要求 大于指标， 满足要求 大于指标， 满足要求 大于指标， 满足要求 大于指标， 满足要求 大于指标， 满足要求 大于指标， 满足要求 大于指标， 满足要求 表1营养元素对比分析表 87 2021年第1期西部探矿工程 屑岩钙质砂岩碎屑岩结构的地层优势条件， 易形 成矿体。区域内地层较为完整， 勘探程度低， 矿体开采 少， 是重点的勘探靶区。 （4） 以断裂找断裂， 根据矿床区域构造分析， 矿体 来源受深大断裂控制， 其矿床区域内应存在多组同性 质的隐伏逆冲断层， 且断层在平面上大致呈平行展布 特点， 可以根据综合地质编录， 在岩层产状变化较大区 域开展探矿工程。 参考文献 [1]陈英贵.中国西部地区金矿找矿类型与找矿方向[J].内蒙古 科技与经济， 2011 （2） . [2]刘建中.贵州省水银洞金矿矿矿石特征及金的赋存状态[J]. 贵州地质， 2003 （1） . [3]刘建中， 刘穿勤.贵州水银洞金矿床成因探讨及成矿模式[J]. 贵州地质， 2005 （1） . [4]夏勇， 张瑜， 苏文超.黔西南水银洞层控超大卡林型金矿床 成矿模式及成矿预测研究[J].地质学报， 200910. （上接第87页） [4]白保平.综合利用煤矸石的途径[J].吕梁教育学院学报， 2006，23158-61. [5]赵玉华.煤矸石的分类及综合利用[J].宝鸡大学学报，2002，2 441-43. [6]陈晓玲.淮南矿区煤矸石综合利用与途径[J].淮南师范学院 学报，2006，85132-134. [7]朱宝忠， 谢承卫.煤矸石综合利用的研究进展[J].贵州大学学 报，2007，245520-525. [8]张庆铃.利用煤矸石研制有机矿物肥料的尝试[J].陕西煤炭 科技院西安分院，1996，10124-26. [9]施龙青， 韩进.腾南煤田煤矸石可用作肥料[J].山东矿业学院 学报，1998，7626-38. [10]丁伟， 黄智龙， 等.贵州水城地区煤矸石中微量元素综合利 用评价[J].矿物学报，2011，313502-505. [11]左鹏飞.煤矸石的综合利用方法[J].煤炭科学研究总院， 2009，281186-188. [12]崔树军， 李钢， 等.一种新型矿物肥料的试验研究[J].矿产保 护与利用， 2010，76422-25. [13]王刚.利用煤矸石生产肥料[J].煤炭加工与综合利用， 1996 610-11. 91