热驱动煤矸石碳氧化过程及产物土壤性能研究

来源：中国环境科学杂志2024年第10期北京时间：

作者：胡寒, 张清, 谢迩嫚, 张鑫广, 宋浩然, 田森林, 胡学伟

单位：昆明理工大学环境科学与工程学院, 云南 昆明 650500;2. 云南省煤炭产业集团有限公司, 云南 昆明 650231

摘要：针对煤矸石本身所含的碳基矿物,本研究对煤矸石进行中低温微氧化,研究温度、时间对碳基矿物转化效率的影响,阐明煤矸石所含碳基组分向腐殖质转化的过程机理.研究表明,中低温(150~180℃)氧化1~3h后,煤矸石热氧化产物中溶解性有机碳含量提升20倍以上,由8.76mg/L提升至176.72mg/L,有机碳比例可提升5倍,由1.2%提升至6%以上,有机质养分水平类似土壤普查养分分级中的1级土.有机碳提升的原因是热氧化过程使碳基矿物的C-C、C=C键向C=O键转变形成羧基、羟基等官能团,碳基矿物发生氧解向富里酸等腐殖类物质转化.腐殖酸含量的提升可有效改良煤矸石风化产物的保墒及团聚性能,使产物持水率超过砂质土壤标准,从而显著提升冬牧70的生物量.

关键词：热驱动,煤矸石,碳基矿物,腐殖化,土壤性能提升

基金资助：云南省重点研发计划项目(202303AC100007);国家重点研发计划项目(2023YFC3708103);四川省区域创新合作资助项目(2022YFQ0081)