煅烧对白云石治酸效果及其钙镁释放动力学特性的影响

针对中国土壤普遍酸化,而用石灰治理会导致土壤板结,用碱性工业废弃物治理又有二次污染风险等问题,该研究在低温煅烧工艺下,研究了白云石颗粒大小、煅烧时间对白云石碱度、微结构、钙镁释放动力学特征的影响,旨在为开发既能治酸改土又能供应钙镁养分的白云石煅烧工艺提供理论依据。研究提出了总碱度和短期累积碱度2个概念。结果表明:粒径从0.15到3 mm的白云石,经过1 h煅烧后,总碱度增加了78%、短期累积碱度提高了1100倍。粒径为1~3 mm的煅烧白云石在煅烧1~3 h后钙镁的释放速率快慢的规律一致,以煅烧2 h后释放速率最快。钙、镁释放曲线可用Parabolic、一级动力学、Richards和Bertallanffy方程进行拟合。其中Bertallanffy修正方程最适于描述煅烧白云石CaO释放的规律;Richards和Bertallanffy修正方程适于定量描述MgO的释放规律。由此可见,白云石煅烧后具有较高治酸潜力(总碱度)又有较大的治酸强度(短期累积碱度),并且能促进钙镁的释放,钙镁供肥量可用Richards和Bertallanffy修正方程预测预报。就粒径1~3 mm的白云石而言,煅烧1 h是增加其总碱度的经济煅烧时间,但是促进其快速裂解、提高其治酸强度和钙镁有效性的最佳煅烧工艺是850℃和2 h。