煤矸石制農(nóng)肥可行性分析

任冬冬，任曉玲，宋如愿，高偉彬，羅嘉奕，閆凱強

（中國礦業(yè)大學銀川學院，寧夏銀川750001）

隨著煤炭資源的不斷開采和大量利用，煤矸石在采煤的過程中被采掘出來運到地面，加上煤炭洗選后排出的煤矸石不斷堆積，矸石的堆放量越來越大[1-2]。煤矸石的大量排放和長期堆放引發(fā)一些不可避免的問題，不僅占用大量土地，還會造成矸石自燃，對大氣和地下水造成污染等[3]。煤矸石作為一種可利用資源，綜合利用始終是資源綜合利用的重點研究內(nèi)容之一，其綜合利用途徑越來越多[4-6]。目前對矸石的利用僅限于采煤塌陷區(qū)填充、發(fā)電、生產(chǎn)建材、無污染復墾、筑路等[7]。由于煤矸石制備有機復合肥料的技術要求是有機質(zhì)含量較高，利用煤矸石含有的多種微量元素和營養(yǎng)成分，一方面可將其用于改良農(nóng)作物所需的營養(yǎng)成分，另一方面調(diào)節(jié)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，從而改善各礦區(qū)煤矸石的堆積問題[8-10]。

本文所提到的一號選煤廠煤矸石排放量也很大，不但污染環(huán)境，還浪費了煤矸石資源[11]。國內(nèi)外許多研究表明，在砂土、貧砂土、腐殖土中，將頁巖矸石磨細后與氮磷肥混合施用，可提高農(nóng)作物產(chǎn)量[12]。煤矸石制成的肥料具有其他肥料難以比擬的優(yōu)勢：原料易得，成本低廉，加工簡單，建廠投資省；明顯提高農(nóng)作物產(chǎn)量，改善農(nóng)作物品質(zhì)；煤矸石制成的肥料可改善土壤透氣性，避免化肥造成的土壤板結(jié)現(xiàn)象，且煤矸石隨著風化使養(yǎng)分陸續(xù)析出，屬于長效肥；煤矸石肥料還能增強土壤中腐植酸含量和微生物活性，固氮菌也能大量繁殖增強土壤固氮能力[13]。

因此，基于保護環(huán)境，拓寬煤矸石資源利用渠道，以及發(fā)揮煤矸石肥料優(yōu)勢，本文根據(jù)一號選煤廠煤矸石所含元素和成分的檢測結(jié)果，對該廠煤矸石在改良土壤和增加土壤肥效方面的可行性進行分析，下文中的煤矸石均指一號選煤廠的煤矸石。

1 煤矸石營養(yǎng)元素分析

作物生產(chǎn)常見的必需元素一般包括C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg、Si等十幾種元素，表1列出煤矸石中營養(yǎng)元素的檢測結(jié)果。

從表1中看到，作物的必需營養(yǎng)元素在此煤矸石中都有。根據(jù)對比分析結(jié)果可知，一號選煤廠煤矸石所含營養(yǎng)元素均大于作物對土壤中營養(yǎng)元素的要求，且多項營養(yǎng)元素含量都遠超過指標要求。因此，該煤矸石在提供作物營養(yǎng)元素方面具有一定的可行性。

2 煤矸石有害元素分析

煤矸石中除了營養(yǎng)元素外還含有對作物生長不利的元素。這些元素一方面會影響植物生長，另一方面被植物吸收進入到生物鏈后經(jīng)過一系列循環(huán)最終會危害人類健康，因此必須對有害元素進行分析。有害元素分析結(jié)果如表2所示。

由表2可知：該廠煤矸石的有害元素總體符合指標要求，對土壤沒有太大影響，制作肥料具有一定的可行性。在這常見的五項有害元素中，鎘元素含量略高，但低于二級標準；鉛含量雖然沒有達到最高要求，即一級標準要求，但是僅僅略高于一級標準，但遠遠低于二級和三級指標；汞、砷、鉻的含量比一級標準還低，滿足了最高要求。

3 結(jié)論

表1 營養(yǎng)元素對比分析表

表2 有害元素對比分析表

（1）一號選煤廠煤矸石營養(yǎng)元素滿足作物必需的元素種類，且氮、鉀、鈣、鎂、磷、硫、鐵、錳、硼、鋅、銅、鉬元素含量均高于作物的需要量，該煤矸石在提供作物營養(yǎng)元素方面具有可行性。

（2）一號選煤廠煤矸石有害元素含量較少，鎘、汞、砷、鉛、鉻的含量均滿足指標要求，該煤矸石對土壤和作物的不利影響小。

（3）初步分析一號選煤廠煤矸石制農(nóng)肥可行，可將其進一步降低有害元素含量后制作肥料，也可將其與其他肥料混配施用。