《钙硅基工业副产物酸化土壤调理剂》编制说明

中国循环经济协会团体标准

《钙硅基工业副产物酸化土壤调理剂》

（征求意见稿）

编制说明

《钙硅基工业副产物酸化土壤调理剂》编制组

二零二三年十月

一、工作简况

背景与意义：钙硅基工业副产物是指在工业生产活动中伴随目标

产物产生的含钙、硅含量较高物质。目前，我国大宗工业副产物累计

堆存量约为600亿t，每年新增堆存量约30亿t。钙硅基工业副产物

具有大量植物生长所需的营养元素，如磷、硅、钾、锰等，经过适当

处理可应用于作物种植，作为有益的化肥资源促进作物的良好生长。

但大宗工业副产物整体利用率仍较低，巨量工业副产物堆存不仅占用

大量土地资源、给自然环境带来潜在的威胁，同时也给企业带来巨大

负担。

在工业快速发展的同时，土壤酸化也成为一个越来越严重的问题。

土壤酸化致使土地板结严重，肥力下降，从而严重影响了农业的可持

续发展。据全国土壤质量普查数据，我国酸化土壤面积约为200万

km2，占全国土壤总面积的23%左右。酸化土壤对农作物影响较大，

特别是强酸性土壤下重金属活性也会提高，铬、镉等重金属元素更容

易被释放，并被植物吸收，影响农作物的生长。生态环保部2020年

度农用地土壤污染状况详查结果显示，我国耕地土壤污染点位超标率

达19.4%，其中重金属超标点位数占全部超标点位数的82.8%。因此，

修复酸化含重金属污染土壤刻不容缓。

当前，固化/稳定化技术能有效降低重金属的活性，转化成植物

不可吸收的稳定矿化态，是治理重金属污染土壤的有效途径之一。工

业副产物中含有大量的硅，具有成本低、规模大和资源化利用急迫等

特点。其副产物中的硅成分经活化后能钝化重金属，减少植物对其吸

收和富集，在酸化重金属土壤治理领域受到越来越多的关注，也是国

家工业副产物的绿色化和高值化的重要发展方向。

立项必要性：钙硅基工业副产物制备酸化土壤调理剂已形成可实

际应用的技术方法，并有大量可推广和应用的案例。但通过对国内外

相关标准规范的调研发现，对于钙硅基工业副产物制备酸化土壤调理

剂尚缺乏统一的技术规范，不仅缺少对酸化土壤调理剂制备过程的标

准化规范，也缺少对相关技术的应用方式与效果的综合评价。因此亟

需弥补关于钙硅基工业副产物制备酸化土壤调理剂技术规范的空白，

对其应用做出技术上的规范指导，提供各项指标所需标准化参数，提

高钙硅基工业副产物的处理效率。

以钙硅基工业副产物为基质，制备酸化土壤调理剂，为土壤提供

营养成分的同时调节酸化土壤钝化重金属，不仅能为解决我国酸化重

金属土壤污染问题提供新的方法，还能缓解巨量工业副产物的处置和

堆存问题。本标准的提出和制订将有望解决钙硅基工业副产物酸化土

壤调理剂领域规范缺乏各自为战的局面，形成一个产品相关的统一规

范，推动酸化土壤调理剂制备技术标准化、规范化，为钙硅基工业副

产物制备酸化土壤调理剂技术的推广应用提供坚实的技术支撑。

二、起草单位组成情况及编制组成员名单

《钙硅基工业副产物酸化土壤调理剂》的编制由中南民族大学、

华中农业大学、湖北富贵象农业科技有限公司共同承担。中南民族大

学为主编单位，华中农业大学、湖北富贵象农业科技有限公司为参编

单位。编制及参编单位拥有坚实的研究基础和完备的实验条件，能够

为《钙硅基工业副产物酸化土壤调理剂》的编制提供充分的技术支持

与保障。参编的科研人员和工程技术人员，专业领域涉及环境科学、

环境工程、农学、肥料学、植物营养学等方面，具有科研实力和工程

开发能力，可形成互补型的专业团队结构。

编制组成员为李佳、杜冬云、梁华东、操素芬、叶恒朋、王婷、

郭勇、王兴。

根据《钙硅基工业副产物酸化土壤调理剂》编制的主要工作步骤

和内容，编制组成员名单及分工具体如表1。

表1编制组成员名单

序号姓名单位职务/职称分工

行业调研、标准起草、编

1李佳中南民族大学副教授制说明书编写、标准立项

材料准备

标准立项报批、质量管理、

2杜冬云中南民族大学教授

审核

3梁华东华中农业大学教授编制说明书编写、审核

湖北富贵象农业科技

4操素芬工程师行业调研、标准起草

有限公司

5叶恒朋中南民族大学教授行业调研、质量管理

6王婷中南民族大学研究生资料收集、说明书编写

标准起草、编制说明书编

7郭勇华中农业大学讲师

写

湖北富贵象农业科技

8王兴研发工程师资料收集、说明书编写

有限公司

三、工作主要过程

（一）前期准备

目前已完成队伍组建、资料国标调研和技术储备三方面前期工作。

1.队伍组建

在队伍组建上，依托研究院所研究平台和科研开发实力，结合生

产企业的实际需求，对标准所需的技术指标及相关要求进行实验验证

及编制工作。本标准编制工作由中南民族大学牵头，参与单位有华中

农业大学、湖北富贵象农业科技有限公司，主要负责完成本标准有关

技术参数、产品性能及现场测试工作。

中南民族大学是直属国家民族事务委员会的重点民族大学，是湖

北省化学化工学会副理事长单位，省化学化工学会催化专业委员会主

任单位和环境化学化工专业委员会主任单位，拥有国家级实验教学示

范中心、催化转化与能源材料教育部重点实验室、2011计划湖北省催

化材料协同创新中心、湖北省新材料产业能源/环境催化材料技术创

新基地、湖北省重金属污染控制技术工程中心和湖北省能源高分子材

料工程技术研究中心等国家和省部级教学与科研机构，引培了国家

“杰青”、国家“优青”、国家“万人计划”领军人才等一批高层次

人才。通过多年的培养，拥有一支长期研究污染土壤治理、工业副产

物资源化、无害化处理利用的团队，已对典型工业副产物资源化利用

工艺并在土壤治理应用方面进行了研究，为本标准的编制奠定了扎实

的基础。

华中农业大学是列入国家“双一流”建设行列，有国家重点实验

室2个，国家地方联合工程实验室1个，专业实验室5个，国家级研

发中心7个，国际科技合作基地14个，部省级重点（工程）实验室

31个，部省级研发中心40个，高等学校学科创新引智基地（“111”

计划）6个，校企共建实验室（研发中心）44个，省级高校人文社科

重点研究基地4个。在土壤修复方面建设有中澳环境生物地球化学联

合实验及中澳土壤污染修复联合研究中心、农业农村长江中下游耕地

保育重点实验室、新型肥料湖北省工程实验室、湖北省土壤污染修复

工程技术研究中心、土壤环境与污染修复湖北省重点实验室，以及微

量元素、环境生态、水土保持等研究中心。拥有长期从事土壤微生物

学、土壤污染修复、土壤生态健康研究的团队，已对重金属污染治理

与修复方法并在应用方面进行了研究。

湖北富贵象农业科技有限公司是国家高新技术企业。公司现拥有

20万吨/年增值圆颗粒钾肥、20万吨/年土壤改良剂生产线，其中土壤

改良剂项目是国家“十三五”重大科技攻关项目，经院士专家现场评

价，认为该装置“引领行业科技进步，成果总体达到国际领先水平”。

公司以“用数字化技术赋能全球农业”为企业使命，立足提升农产品

品质、减肥增效、数字赋能农业。运用大数据、云平台、互联网、人

工智能等智慧新生模式和技术，在快速测土、高效分析、智能配肥等

农业技术领域，实现传统农业的转型升级，构建“以土壤为入口、以

田块为单元、以品类为目标、以数据为基础，以配肥为出口，以高质

农产品”种植业新模式。

上述各单位通过明确的分工合作、有效的沟通机制以及资金和技

术的交流互补，对本标准的编制有着重要意义。

2.资料国标调研

目前，钙硅基工业副产物基酸化土壤调理剂产品在世界范围内并

没有广泛的研究报道或生产报道。在学术研究方面，目前关于钙硅基

工业副产物制备酸化土壤调理剂的研究文献或专利集中于我国各高

校及科研机构、企业等，表明我国在钙硅基工业副产物资源化利用方

面及相关技术、标准的需求较大。且针对土壤改良/调理，国内外先

后发布了《土壤调理剂通用要求》NY/T3034-2016、《肥料和土壤调

理剂水分含量、粒度、细度的测定》NY/T3036-2016、《酸化土壤化

肥安全使用技术规范》DB41/T1792-2019、《石灰质改良酸化土壤技

术规范》NY/T3443-2019、ISO19747:2020《Fertilizersandsoil

conditioners-Determinationofmonosilicicacidconcentrationsin

nonliquidfertilizermaterials》、ISO8157:2022《Fertilizers,soil

conditionersandbeneficialsubstances-Vocabulary》等标准、规范和技

术指南，对土壤调理剂进行了统一的规范要求，为土壤调理剂安全、

高效的实施应用提供了标准保障。目前，国内外还没有针对钙硅基工

业副产物制备酸化土壤调理剂的技术指南。因此，钙硅基工业副产物

基酸化土壤调理剂的产品标准推进不仅有助于对酸化土壤调理剂产

品的指标分析，同时有助于相应产品和技术在市场中的推广和应用。

3.技术储备

编制组在进行国家科技支撑计划《电解锰废渣资源化利用关键技

术研究及示范》(2015BAB01B03)项目的前期研究中，发现钙硅基工

业副产物（如电解锰产品的副产物等）中含有丰富的植物生长所需营

养物质，根据我国农田土壤酸化及中量元素缺乏逐年加深趋势，依据

国家有关农业标准及要求，确定其具有调理农田土壤酸性、补充中量

元素的应用价值，而且重金属含量符合肥料限量要求。前期分别采用

化学物理活化法、生物活化法来活化锰渣中的硅制备出富硅肥，硅锰

肥和酸化土壤调理剂（一种基于电解锰渣的硅锰有机肥及其制备方法，

ZL201621362497.2.；一种工业废渣制备硅肥的方法，

ZL201623472497.2.）；并在湖北富贵象农业科技有限公司进行产品中

式，根据配方进行生产并造粒，制备出特种复混肥料和土壤调理剂产

品，先后应用于广西甘蔗研究所的甘蔗种植以及湖北利川市酸性重金

属污染土壤治理中。专家论证结果表明：多个盆栽试验和大田试验证

明，经过盆栽和田间试验土壤调理剂肥料和含中量元素复混肥料对农

作物有明显增产作用，如甘蓝增产幅度超过5%；可以明显改善土壤酸

化，提高土壤肥力。

（二）标准编制指导思想

钙硅基工业副产物制备酸化土壤调理剂团体标准的编制以《中国

循环经济协会标准管理办法（试行）》文件为指导，遵循《中华人民

共和国标准化法》、《中华人民共和国标准化法实施条例》、《团体

标准管理规定（试行）》等国家法律法规相关规定。

（三）标准起草编制过程

在本标准项目工作提出后，中南民族大学负责牵头，华中农业大

学、湖北富贵象农业科技有限公司等单位参与，成立了标准编制工作

组，开展具体工作。标准编制工作组的主要工作过程如下：

（1）2022年10月-2023年1月，确定《钙硅基工业副产物酸化

土壤调理剂》参与单位，开展钙硅基工业副产物应用于酸化土壤调理

方面的调研、资料收集、现有相关标准信息查询，明确标准编制的任

务和流程；

（2）2023年2月-2023年3月，成立《钙硅基工业副产物酸化

土壤调理剂》标准起草小组，编制《钙硅基工业副产物酸化土壤调理

剂》标准立项书、标准草案和编制工作大纲，验证主要指标标准值，

于2月23日召开了项目立项评审会。

（3）2023年4月-2023年6月，在编制组及单位内部进行了多

次交流，形成了该标准的讨论稿，广泛收集意见，对本标准进行了认

真的修改和完善，最终形成标准征求意见稿；

（4）2023年7月-2023年9月，中南民族大学向循环经济协会

提交申请团体标准《钙硅基工业副产物酸化土壤调理剂》中期评审材

料，于8月14日组织召开《钙硅基工业副产物酸化土壤调理剂》团

体标准中期评审会。

四、确定中循协标准主要技术内容的论据

（一）标准架构

1范围

2规范性引用文件

3术语和定义

4要求

5试验方法

6检验规则

7标志

8包装、运输、贮存及质量说明书

9订货单（或合同）内容

（二）范围

本文件规定了钙硅基工业副产物酸化土壤调理剂的要求、试验方

法、检验规则、标识、包装、运输和贮存。

本文件适用于以钙硅基工业副产物为主要原料，添加钙、镁、硅、

磷、钾等元素，经特殊工艺混配/混配造粒而成的工业副产物酸化土

壤调理剂，用于调节改良土壤酸性。

（三）术语和定义

本文件确定了3个术语及其定义，如下所示。

钙硅基工业副产物calciumandsiliconbasedindustrialbyproducts

指在工业生产活动中伴随目标产物产生的，钙、硅含量较高的物

质。

酸化土壤acidifiedsoil

土壤pH（土水比为1:2.5）＜5.5的表层土壤（0cm~20cm），导

致植物生长受到抑制的障碍土壤。

[来源：NY/T3443,3.2,有修改]

酸化土壤改良reclamationofacidifiedsoil

指通过施用一定量的物料来调节土壤酸度（pH），以减轻土壤酸

化对植物危害的技术措施。

[来源：NY/T3034,3.3.2]

（四）分类技术要求

依据钙、镁、硅、磷、钾等含量的不同将钙硅基工业副产物酸化

土壤调理剂分为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型。

Ⅰ型以钾长石、白云石、云母石、燃煤渣等，或类似原料，选取

两种或多种原料混合煅烧而成，主要成分为钾钙镁硅。养分含量定为

K2O≥5%（复混肥料氮磷钾单个元素最低含量要求为4%），CaO≥

25%，MgO≥5%，SiO2≥10%，合计45%，pH值10.0~12.0。

Ⅱ型以磷矿石或类似原料煅烧，或以钙镁磷肥加工而成，主要成

分为磷钙镁硅。养分含量定为P2O5≥8%，CaO≥20%，MgO≥5%，

SiO2≥12%，合计45%，pH值8.0~10.0。

Ⅲ型以硅酸盐类或类似原料，或多种原料混合煅烧而成，主要成

分为钙镁硅，特点：硅含量高，使用广泛，尤其是用于酸化及重金属

污染土壤。养分含量定为CaO≥25%，MgO≥5%，SiO2≥15%，合计

45%，pH值10.0~12.0。

表2钙硅基工业副产物酸化土壤调理剂的技术指标要求

有效成分指标

序号项目

Ⅰ型Ⅱ型Ⅲ型

1钙含量（CaO），%≥25.020.025.0

2镁含量（MgO），%≥5.05.05.0

3硅含量（SiO2），%≥10.012.015.0

4磷含量（P2O5），%≥8.0

5钾含量（K2O），%≥5.0

6水分（H2O），%≤10.0

7pH10.0～12.08.0～10.010.0～12.0

（五）有毒有害成分限量指标

钙硅基工业副产物酸化土壤调理剂中有毒有害物质的限量指标

要求应符合表3的要求。

表3钙硅基工业副产物酸化土壤调理剂中有毒有害物质的限量指标要求

项目限量指标

总镉（Cd），mg/kg≤10

项目限量指标

总汞（Hg），mg/kg≤5

总砷（As），mg/kg≤50

总铅（Pb），mg/kg≤200

总铬（Cr），mg/kg≤500

总铊（Tl），mg/kg≤2.5

（六）试验方法

本标准中的钙硅基工业副产物酸化土壤调理剂指标分析方法如

下所示：

外观——目测法

钙、镁、硅、钾含量的测定——等离子体发射光谱法

磷含量的测定——磷钼酸喹啉重量法

pH的测定——电极法

总镉、总汞、总砷、总铅、总铬、总铊含量的测定——电感耦合

等离子体发射光谱法

（七）检验规则

1.1检验类别及检验项目

产品检验分为出厂检验和型式检验，表2中钙、镁、硅、磷、钾、

pH值和外观为出厂检验项目，型式检验包括第4章要求的全部项目。

型式检验项目在出现下列情况之一时，应进行测定：

——正式生产时，原料、工艺发生变化：

——正式生产时，定期或积累到一定量后，应周期性进行一次型

式检验；

——产品停产半年以上恢复生产时：

——国家质量监督机构提出型式检验的要求时。

1.2组批

产品按批次检验，以一次配料为一批，最大批量为500t。

1.3采样

产品采样按GB/T6679的规定执行。

1.4样品缩分和试样制备

1.4.1样品缩分

将采取的样品置于洁净、干燥的容器中，充分混匀，用缩分器或

四外法将样品缩分至1kg，分装于2个洁净、干燥容器中，密封并贴

上标签，注明生产企业名称、产品名称，批号或生产日期，采样日期、

采样人姓名，其中一部分用于产品质量分析，另一部分应保存至少2

个月，以备复验。

1.4.2试样制备

按照产品试验要求进行试样的制备和储存。

1.5结果判定

1.5.1本标准中产品质量合格判定，采用GB/T8170中“修约值

比较法”。

1.5.2型式检验项目全部符合要求时，判该批产品合格。

1.5.3生产企出厂检验时：出厂检验项目全部符合要求时，判该

批产品合格；如果检验结果有一项或一项以上指标不符合技术要求，

应重新自加倍采样批中采样进行复验。复验结果有一项或一项以上指

标不符合技术要求，则整批产品不应被验收合格。

1.5.4每批产品应附有质量证明书，内容包括：产品名称、生产

企业名称、生产日期（或批号）、钙含量、镁含量、硅含量、磷含量、

钾含量、pH值和本标准号。

（八）标志

1.1产品包装上应有牢固清晰的标志，内容包括生产企业名称、

厂址及产品名称、级别、净含量、批号或生产日期、本标准编号及GB/T

191中规定的“怕雨”标志。

1.2毎袋浄含量应标明单一数值，如50kg。

1.3每批检验合格的出厂产品应附有质量证明书，其内容包括：

生产企业名称、地址、产品名称、批号或生产日期、产品类型、产品

净含量、第4章规定的相应产品、类别的主要指标含量、本文件号。

非出厂检验项目标注最近一次型式检验时的检测结果。

1.4其余按照GB18382、NY/T1979的规定执行。

（九）包装、运输、贮存及质量说明书

1.1包装

产品包装应按GB8569的规定执行。净含量按JJF1070的规定

执行。包装规格也可由供需双方协议确定。

1.2运输

产品可以包装或散装形式运输。在运输过程中应有遮盖物，防止

污染、破损，防止雨淋、受潮。

1.3贮存

产品应贮存于阴凉、干燥处，防止雨淋、受潮。警示说明按照GB/T

191的相关规定执行。

1.4质量说明书

每批原料应附有质量证明书，其上宜注明：

供方名称；

产品名称、类别；

批号、重量；

化学成分含量、浸出毒性等指标检验结果；

供方质监部门的检印；

本文件编号；

出厂日期或包装日期。

（十）订货单（或合同）内容

订购本文件所列材料的订货单（或合同）由供需双方商定，宜包

括下列内容：

产品名称；

类别；

批号；

重量；

本文件编号；

其他需要协商的内容。

五、主要试验（验证）的分析、综述报告

试验分析及综述报告已经开展了如下相关工作：

（1）以白云石废石、钾长石和燃煤渣混合煅烧完成了Ⅰ型酸化

土壤调理剂的制备实验，测得产品中有毒有害物质的含量，其产品的

营养元素含量及pH值如下表5所示。

表5Ⅰ型产品成分分析

有毒有害

CdHgAsPbCrTl

物质

含量

0.04—0.080.01——

(mg/kg)

营养元素

CaOMgOSiOPOKOpH

及酸碱度2252

含量

25.325.0912.390.186.1510.14

（%）

注：—表示未检出。

（2）以磷矿石、磷石膏和硅灰石混合煅烧完成了Ⅱ型酸化土壤

调理剂的制备实验，测得产品中有毒有害物质的含量，其产品的营养

元素含量及pH值如下表6所示。

表6Ⅱ型产品成分分析

有毒有害

CdHgAsPbCrTl

物质

含量

——0.620.030.01—

(mg/kg)

营养元素

CaOMgOSiOPOKOpH

及酸碱度2252

含量

23.285.3712.118.580.669.87

（%）

注：—表示未检出。

（3）以电解锰渣、粉煤灰和白云石废石混合煅烧完成了Ⅲ型酸

化土壤调理剂的制备实验，测得产品中有毒有害物质的含量，其产品

的营养元素含量及pH值如下表7所示。

表7Ⅲ型产品成分分析

有毒有害

CdHgAsPbCrTl

物质

含量

0.07—0.86—0.10—

(mg/kg)

营养元素

CaOMgOSiOPOKOpH

及酸碱度2252

含量

25.456.2815.540.120.4311.05

（%）

注：—表示未检出。

（4）完成了施加钙硅基工业副产物酸化土壤调理剂对酸化土壤

的改良效果实验，如表8所示，所制的上述某一酸化土壤调理剂对酸

化土壤具有较好的改良效果，随着改良剂施加量增加，可以有效降低

土壤交换性酸度，显著提升土壤中的交换性钙、镁含量，且经过试验

发现，培养28d后交换性钙、镁含量基本稳定。

表8某一产品施用前后土壤改良检测结果

施用量交换性酸（cmol/kg）交换性镁（mg/kg）交换性钙（g/kg）

（kg/亩）7d28d7d28d7d28d

00.4710.8533.501.750.720.58

500.3650.7548.858.200.770.75

1000.2130.34121.6331.031.441.38

2000.0250.03665.4062.402.742.27

由于土壤调理剂施用量与土壤潜在酸、pH、有机质含量、盐基饱

和度、土壤质地等土壤性质以及施用方法有关。按撒施、条施、穴施

等施用方法，将Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型酸化土壤调理剂施于壤土，三种产

品的使用量如表9所示。

表9土壤调理剂施用量单位为千克每公顷

Ⅰ型Ⅱ型Ⅲ型

pH

撒施条施穴施撒施条施穴施撒施条施穴施

4.5600020001600750025002000720026002000

5.0450015001200600020001600540018001500

5.53000100080045001500120036001200