煤矸石制農肥可行性分析

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填充、發電、生產建材、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含量較高，利用煤矸石含有的多種微量元素和營養成分，一方面可將其用于改良農作物所需的營養成分，另一方面調節土壤的疏松度，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，不但污染環境，還浪費了煤矸石資源[11]。國內外許多研究表明，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，可提高農作物產量[12]。煤矸石制成的肥料具有其他肥料難以比擬的優勢：原料易得，成本低廉，加工簡單，建廠投資省；明顯提高農作物產量，改善農作物品質；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現象，且煤矸石隨著風化使養分陸續析出，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，基于保護環境，拓寬煤矸石資源利用渠道，以及發揮煤矸石肥料優勢，本文根據一號選煤廠煤矸石所含元素和成分的檢測結果，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 煤矸石營養元素分析

作物生產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列出煤矸石中營養元素的檢測結果。

從表1中看到，作物的必需營養元素在此煤矸石中都有。根據對比分析結果可知，一號選煤廠煤矸石所含營養元素均大于作物對土壤中營養元素的要求，且多項營養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過一系列循環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 結論

表1 營養元素對比分析表

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。