[发明专利]一种利用固废物制备无土栽培基质陶粒的工艺

说明书

技术领域

本发明属于无土栽培技术领域，具体涉及一种利用固废物制备无土栽培基质陶粒的工艺。

背景技术

无土栽培是一种新型的栽培方式，现已成为设施园艺的重要内容和园艺作物工厂化生产的主要形式，今年来在花卉栽培上广泛应用。与传统的土壤栽培相比，具有省水、省肥、省力，无土栽培基质是能为植物提供稳定协调的水、气、肥结构的生长介质。它除支持、固定植株外，更重要充当“中转站”的作用，使植物根系从中按需选择营养液、养分、水并吸收。

陶粒是无土栽培无机基质的一种，现国内常用的是采用不可再生资源(粘土、页岩)在一定温度(800～1100℃)下高温焙烧而成，一种外壳致密内部为蜂窝状孔隙结构的产品，其主要性能为容重0.5～1g/cm3，大孔隙多，排水通气好，坚硬不易破碎，可反复使用，稳定性强，不易分解，陶粒作为一种单一或混合基质越来越多广泛应用在无土栽培领域内。

作为无土栽培无机基质中岩棉是公认的较理想的一种，其容重在0.11g/cm3左右，孔隙较大，总孔隙率>90％，吸水能力强，适于植物根系生长，但是不易于固株。阳离子代换能力弱(CEC<1mmol/100g).其加工成本高，对人的皮肤有刺激。回收也是难以解决，而形成新污染。而砂、砾石来源广泛，固株可以，价格便宜是无土栽培应用最早的基质材料，但是容重较大为1.5～1.8g/cm³。细分差距较大，保水能力较差，管理麻烦。蛭石经高温膨胀后，其体积扩充为原体积十几倍。其容重小(0.07～0.25g/cm³)，孔隙度较大，吸水后的重量为自身重量的2～8倍，对营养液变化和重金属污染具有较高缓冲能力，但化学稳定性差，重复使用时易分解变质。炉渣具有良好的理化性质，容重适中有利于固定作物根系，透水通气性好。但保水吸水性能差，偏碱性，颗粒级配不适合，质地不均一。珍珠岩经高温焙烧，颗粒剧烈膨胀而成，其容重小，孔隙度较大>90％，有较强吸水能力，但保水性差。阳离子代换量低1.5mmol/100g。保肥性稍差，pH为7～7.5，在重复使用过程中，物理形变严重，表面易滋生绿藻。陶粒作为一种无机基质，具有较好的化学稳定性，安全卫生、耐用、可重复利用性好，但价格高，是目前比较常用和推广发展的一种基质。

我国工矿排出固体废弃物的利用率很低，其堆放和填埋不仅占用了大量宝贵的土地资源，还会对环境产生巨大的污染，同样不利于社会的可持续发展。为了找到一种优良的废物利用途径是环保领域亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种利用固废物制备无土栽培基质陶粒的工艺。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1.一种利用固废物制备无土栽培基质陶粒的工艺，具体步骤如下：

1)将主原料、内燃剂磨碎至粒度为60～80um的粉末并保持干燥，所述主原料为粉煤灰、城市污泥、湖泊河流淤泥、工业废渣、电解灰、尾矿、赤泥中的一种或几种，所述内燃剂为煤矸石、农业秸秆、锯末中的一种或几种；

2)按质量份数计，取固废物粉末80～95份、内燃剂5～10份，将所述粉料搅拌均匀，向搅拌均匀的粉料中加入水并继续搅拌形成10％～12％的晶核，再进一步成球、辊筛、烧结成陶粒。

优选的，所述主原料为粉煤灰，所述内燃剂为煤矸石。

通过上述方法可制备粒径小于5mm，5～20mm，20～50mm三类级别的陶粒。

优选的，制备小于5mm粒径的基质陶粒，在原料中加入2～4％的发泡剂，所述发泡剂为60～80目的铝灰。

优选的，采用回转炉烧结工艺制备小于5mm的陶粒，用回转窑干燥预热炉在200～500℃温度条件下对湿料球干燥预热(补充时间范围)后，再进入焙烧炉在500～1250℃温度条件下进行焙烧(补充时间范围)，再进入降温炉降温。

优选的，采用动态烧结工艺制备粒径为5～20mm的陶粒，在150～200温度条件下干燥2～4min，使料球含水率降至4～6％，然后在1000～1250℃温度条件下进行焙烧4～7min。

优选的，采用隧道炉烧结工艺制备粒径为20～50mm的陶粒。

所述陶粒主要化学成分为SiO₂、Fe₂O₃、CaO、Na₂O、K₂O、MgO、P₂O₅。