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）

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

表1 营养元素对比分析表

表2 有害元素对比分析表

（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。