煤泥有機質(zhì)與碳含量相關(guān)性及用煤泥生產(chǎn)生態(tài)復(fù)合肥

陳曉玲，黨朝芬，李 成

（1.安徽理工大學(xué) 化學(xué)工程學(xué)院，安徽 淮南232001；2.淮南望峰崗選煤廠，安徽 淮南232000；3.中國科技大學(xué)，安徽 合肥230026）

煤泥泛指煤粉含水形成的半固體物，是煤炭選煤廠生產(chǎn)中的一種廢棄物，水分含量較高，低熱值，粒度組成細，所以大多數(shù)煤泥黏性大，有的還具有一定的流動性。由于這些特性，導(dǎo)致了煤泥的堆放、貯存和運輸都比較困難。這不但浪費了寶貴的煤炭資源，而且造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。對淮南礦區(qū)來說，11家選礦廠每年生產(chǎn)300萬噸左右的煤泥，且淮南礦區(qū)煤泥的綜合利用率一直很低。

本文主要研究淮南地區(qū)煤泥的基本情況，通過實驗探究淮南不同礦井中煤泥有機質(zhì)含量與碳含量，建立有機質(zhì)含量與碳含量之間的相關(guān)性，可以更好地表征煤泥的有機特性。該區(qū)煤泥中有機質(zhì)含量一般在35%以上，并含有植物生長所必需的B、Cu、Mo、Mn等微量元素和較大的吸收容量，這種煤泥適宜作為生產(chǎn)生態(tài)有機肥的原料。煤泥有機生態(tài)肥料可增加土壤的疏松性、透氣性，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力，達到增產(chǎn)目的。本研究為煤泥綜合利用探索了一條新的途徑［1－3］。

1 實驗

1.1 煤泥有機質(zhì)含量測定（參照NY525－2002）使用重鉻酸鉀法［4］。

1.2 煤泥碳含量的測定運用半自動碳氫測定儀（參考 GB/T15460－1995）［5－6］。

2 實驗結(jié)果及分析

2.1 煤泥有機質(zhì)含量和碳含量相關(guān)性

2.1 實驗數(shù)據(jù)

實驗數(shù)據(jù)如表1。

表1 不同煤泥的有機質(zhì)含量和碳含量數(shù)據(jù)

2.2 實驗結(jié)果分析

對所得數(shù)據(jù)利用Excel進行分析，首先作散點圖，觀察有機質(zhì)含量和碳含量之間是否呈線性回歸關(guān)系。

由圖1可知，有機質(zhì)含量與碳含量明顯呈一元線性回歸關(guān)系。為確定其線性關(guān)系的顯著度，以碳含量為自變量、以有機質(zhì)含量為因變量建立經(jīng)驗方程，對數(shù)據(jù)進行進一步分析。

對實驗數(shù)據(jù)進行回歸分析，可得出經(jīng)驗公式：y＝1.868x－0.125（以x表示碳含量，以y表示有機質(zhì)含量）。

相關(guān)系數(shù)檢驗：

當(dāng)α＝0.05，n＝9時，查表得Rmin＝0.666。

圖1 以碳含量為自變量、以有機質(zhì)含量為因變量的散點圖

圖2 殘差圖

由圖2知R2＝0.9905＞Rmin，x與y之間呈顯著的線性關(guān)系，經(jīng)驗公式有意義。

F檢驗：Significance F＝2.43E－08＜0.01，建立的回歸方程非常顯著。

T檢驗：P－value＝2.43E－08＜0.01，碳含量對有機質(zhì)含量的影響非常顯著。

3 生態(tài)肥制備

本次生態(tài)肥配置主要是將高有機質(zhì)含量的煤泥與低有機質(zhì)含量的煤矸石以一定的比例進行復(fù)配，復(fù)配的生態(tài)肥以國家農(nóng)業(yè)部部頒NY525－2002為標(biāo)準(zhǔn)，有機質(zhì)含量在35%以上［7－10］。

（1）使用謝一礦煤泥與潘集矸石復(fù)配；

（2）使用潘二礦煤泥與潘集矸石復(fù)配；

（3）使用謝橋礦煤泥與潘集矸石復(fù)配。

擬將謝橋礦煤泥與潘集矸石按照質(zhì)量比5∶5進行復(fù)配，取0.4988g謝橋礦煤泥與0.5045g潘集矸石混合攪拌均勻，通過實驗得到生態(tài)肥有機質(zhì)含量為42.1%，而其理論值為43.6%，兩者相對誤差僅為－1.5%，證明上述經(jīng)驗公式有效。

具體實驗數(shù)據(jù)如表2所示。

煤泥中有機質(zhì)含量與碳含量呈正相關(guān)關(guān)系，其經(jīng)驗公式準(zhǔn)確度高，由煤泥和矸石復(fù)配制備的生態(tài)肥有機質(zhì)含量均在35%以上。該方法方便、經(jīng)濟，同時也可以處理廢棄的煤泥、矸石，提高煤炭資源的經(jīng)濟效益，對環(huán)境和經(jīng)濟均有裨益，相關(guān)課題研究在立項和投入生產(chǎn)時也容易得到國家的大力支持，因此，煤泥的利用市場前景廣闊。

4 結(jié)論

（1）煤泥中碳含量與有機質(zhì)含量存在明顯的線性關(guān)系，其經(jīng)驗公式可表示為y＝1.868x－0.125（以x表示碳含量，以y表示有機質(zhì)含量）。

（2）煤泥和矸石復(fù)配制備生態(tài)肥有機質(zhì)含量均在35%以上，符合國家農(nóng)業(yè)部頒發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)（NY525－2002）。

［1］明忠.中國煤礦資源的綜合利用［J］.世界煤炭技術(shù)，1990，（4）：25－26.

［2］黃光許，諶倫建，申義青.煤泥無廢排放綜合利用模式［J］.潔凈煤技術(shù)，2005，（2）：59－61.

［3］尉永波，江愛偉，秦興中.煤泥與綜合利用［J］.節(jié)能與環(huán)保，2006，（11）：43－43.

［4］崔 勇，楊 帆，李 榮，等.有機肥料標(biāo)準(zhǔn)［S］.NY525－2011，2011，9（1）.

［5］陳文敏，張自劭.煤化學(xué)基礎(chǔ)［M］.北京：煤炭工業(yè)出版社，1993.

［6］鮑世齊，賈 延.煤中碳和氫的測定方法［S］.GB/T15460－1995，1995.

［7］奚振邦，王寓群，楊佩珍.中國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展中的有機肥問題［J］.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2004，37（12）：1874－1878.

［8］李國學(xué)，張福鎖.固體廢物堆肥化與有機復(fù)混肥生產(chǎn)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.

［9］劉德志，胡瑞軒，竇新田，等.生物有機復(fù)混肥的研制和應(yīng)用效果［J］.黑龍江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，（2）：1－4.

［10］李國學(xué)，張福鎖.固體廢物堆肥化與有機復(fù)混肥生產(chǎn)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2000.