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“撒上矿渣可以中和土壤酸化。稻子收成也比较好,很令人高兴”,在福岛县相马市进行稻子耕种的佐藤纪男这样说道。
矿渣是在制铁过程中产生的副产物。产生于将铁矿石制成钢时的还原及冶炼工序。最近,其土壤及水质改善效果获得好评,得到越来越多的利用。
中和酸化土壤
9月30日,佐藤等人开始在相马市岩子地区约50公顷的耕地上收割稻子。该地区曾在东日本大地震中遭遇海啸。在清除了大量瓦砾及木屑之后,剩下了海水中的盐分和被海水冲上岸的海底泥土。这些都会妨碍稻子的生长发育。如今距离地震发生已经过去了2年时间,撒布矿渣取得了成效,这片土地上的稻子终于再次有了收成。
2011年9月由于海水干涸后残留的盐分的影响,表土变得非常干燥。之后通过降雨脱盐以及撒布矿渣,才得以能够重新种植稻子。
遭受海啸侵袭的土壤必须进行脱盐作业。农作物生长所需的水分会从盐分浓度较低处流向较高处。因此,农作物不易从土壤中吸收水分。
在灾区进行脱盐作业的东京农业大学教授后藤逸男采取的方法是使土壤彻底淋雨。2012年4月,盐分浓度下降至地震后的10分之1以下,已经改善为适合水稻生长的状态。
问题在于海底泥土中的黄铁矿(硫化铁)。海中的硫化铁如果接触空气,就会产生硫酸,土壤会酸化。2011年12月,土壤pH值低于4,酸性较强。
后藤教授将目光投向了矿渣中的钙。如果在酸化土壤中撒上矿渣,硫酸离子就会和钙离子结合,变成硫氧化钙。由于这种物质呈碱性,因此具备中和土壤的效果。
后藤教授称:“通过撒布矿渣,硫酸离子骤减,8个月之后,pH值变为6左右,呈中和状态。”他又说:“在未撒布矿渣的试验稻田中,稻子高度较矮,1棵稻子的分蘖数较少。在生长方面出现差距。”
向东农大无偿提供矿渣的新日铁住金公司矿渣及水泥事业推进部策划调整室主任川岛雄幸说:“矿渣中含有铁、镁、磷和锰等大量有助促进农产品生长的成分。”
矿渣是由铁矿石中所含的二氧化硅等铁以外其他成分及还原使用的焦炭的灰分,与作为辅助原料的石灰石(氧化钙)熔融结合而成。
根据产生的工序,其名称也各不相同。还原铁矿石并制造生铁的高炉中产生的是“高炉矿渣”;将生铁制成加工性较高的钢的转炉中产生的,是“转炉矿渣”,东农大所使用的是转炉矿渣;此外还有熔融废铁的电炉中产生的“电炉矿渣”。
高炉矿渣产生于利用铁矿石生产生铁时使用的高炉。转炉矿渣产生于将生铁制成加工性较高的钢使使用的转炉。另外,熔融及冶炼废铁时使用的电炉也会产生矿渣。
在水泥及肥料领域积累业绩
高炉矿渣主要用于水泥原料、混凝土骨材及地基改良剂等。向高炉刚产生的高温矿渣中加水使之迅速冷却而得到的“水碎矿渣”作为水泥得到广泛利用。
转炉矿渣作为肥料,拥有较长的历史,此外还作为道路的路基材料、水泥材料以及土木工程材料实现了产品化。现在,钢铁厂商正在大力宣传利用矿渣成分改良土壤及水质等的环境改善效果。其意在提高矿渣产品的附加值,进一步扩大其用途。
JFE钢铁公司目前正与广岛大学合作,在该公司西日本钢铁厂福山厂区所处的广岛县福山市,实施水质改善实证试验。
福山市内有从面朝濑户内海的福山港延伸至市政府附近市区的“内港”。内港底部的污染底泥产生硫化氢,成为产生恶臭的原因。
在广岛县福山市内港设置矿渣产品之后,抑制了导致恶臭的硫化氢的产生。即使设置9个半月(42周)之后依然有效,2013年1月的调查确认可抑制硫化氢的产生。
实证试验中利用JFE钢铁将转炉矿渣粉碎成碎石子一样大小的产品。2011年8月在内港底部施工,铺设了约430平方米。底部积存的污染底泥中所含的硫化氢如果接触矿渣,硫化氢离子会与矿渣中所含的铁离子结合,变成硫化铁。硫化铁不易分解,也不会产生异味。
实证试验前,在内港的水中,检测出1升水含有110~350毫克硫化氢。实证试验开始之后,对矿渣周边的水进行检测发现,已经降至4毫克以下甚至检测不出。JFE钢铁矿渣事业推进部主任部员小山田久美说:“之后继续对水质进行确认,发现即使施工后经过9个半月,矿渣依然在发挥作用。”
由于获得了较好的效果,因此2012年7月将矿渣施工面积扩大到3510平方米,继续进行实证试验。
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