CN104962291A - 一种土壤修复改良剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种土壤修复改良剂及其制备方法，按重量份数计，包括以下配料：二氧化硅SiO₂16-18份、三氧化二铝Al₂O₃17.6-18.0份、二氧化钛TiO₂3.3-3.7份、氧化钾K₂O1-1.4份、三氧化二铁Fe₂O₃4.5-4.9份、氧化镁MgO1.8-2.2份、氧化锰MnO4.5-4.9份、氧化钙CaO6.5-6.9份、氧化钠Na₂O1.6-2.0份、蒙脱石5.4-5.8份、碳六十C60 8-12.0份、无定形碳21-25份、水1.8-2.2份。本发明工艺简单，流程短，实施容易，投资少，不仅适合工厂化生产，也适合个体业主生产。原料充足，价格低廉，环保，无污染。氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝等，可用工业废弃物二次利用。

Description

一种土壤修复改良剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及土壤修复改良剂。具体地说是一种土壤修复改良剂及其制备方法。

背景技术

土地是人类赖以生存的基础和保障。中国作为一个拥有13亿人口的农业大国，土地既是重要的生产资料，也是基本的社会保障。因此土地问题不是一个简单的农村问题，也不是单一的经济问题，而是一个复杂的国家经济安全问题。

当土壤中含有害物质过多，超过土壤的自净能力，就会引起土壤的组成、结构和功能发生变化，微生物活动受到抑制，有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累，通过″土壤→植物→人体″，或通过″土壤→水→人体″、″土壤→大气→人体″间接被人体吸收，达到危害人体健康的程度，就是土壤污染。

我国是一个发展中的国家，人口在不断增加，随着工业、经济的迅猛发展，受污染土地及次生灾害土地面积越来越大，人均耕地面积仅为0.10公顷，不足世界人均耕地的一半，在世界26个人口5000万以上的国家中处于倒数第3位。而且污染趋势仍在加重，土地面积逐年减少。另一方面，全国有1300～1600万公顷耕地受到农药的污染。除耕地污染之外，我国的工矿区、城市也还存在土壤(或土地)污染问题。

针对土壤污染防治面临的严峻形势，国家目标是用6至7年时间使土壤污染恶化趋势得到遏制，国家补助资金，并在全国进行土壤修复改良。一方面使污染的土壤尽快得到恢复，增加土地面积。一方面使现有的土壤不再受污染，坚决控制决不突破国家有效土地数据红线。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种工艺简单、原料充足、成本低廉、改良效果明显的土壤修复改良剂及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种土壤修复改良剂，按重量份数计，包括以下配料：二氧化硅SiO₂16-18份、三氧化二铝Al₂O₃17.6-18.0份、二氧化钛TiO₂3.3-3.7份、氧化钾K₂O 1-1.4份、三氧化二铁Fe₂O₃4.5-4.9份、氧化镁MgO 1.8-2.2份、氧化锰MnO 4.5-4.9份、氧化钙CaO 6.5-6.9份、氧化钠Na₂O 1.6-2.0份、蒙脱石5.4-5.8份、碳六十C60 8-12.0份、无定形碳21-25份、水1.8-2.2份。

优选，按重量份数计，包括以下配料：二氧化硅SiO₂17份、三氧化二铝Al₂O₃17.8份、二氧化钛TiO₂3.5份、氧化钾K₂O 1.2份、三氧化二铁Fe₂O₃4.7份、氧化镁MgO 2.0份、氧化锰MnO 4.7份、氧化钙CaO 6.7份、氧化钠Na₂O 1.8份、蒙脱石5.6份、碳六十C60 10.0份、无定形碳23份、水2份。

所述无定形碳为焦炭，木炭，活性炭和炭黑中的一种或两种组合。

上述的土壤修复改良剂的制备方法，依次包括以下步骤：

(1)按比例配料，将二氧化硅、三氧化二铝、二氧化钛、氧化钾、三氧化二铁、氧化镁、氧化锰、氧化钙、氧化钠混合均匀；

(2)再将蒙脱石、碳六十分别加入再次混合均匀；

(3)加入水调和，将调和好的配料加入反应釜，温度在550-750度范围内反应2-4小时；

(4)温度降到20-30度时，掺入无定形碳，混配均匀即可，制成土壤修复改良剂。

本发明的有益效果是：工艺简单，流程短，实施容易，投资少，不仅适合工厂化生产，也适合个体业主生产。原料充足，价格低廉，环保，无污染。氧化钙、二氧化硅、三氧化二铝等，可用工业废弃物二次利用。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

本发明的土壤修复改良剂，按重量份数计，包括以下配料：二氧化硅SiO₂16-18份、三氧化二铝Al₂O₃17.6-18.0份、二氧化钛TiO₂3.3-3.7份、氧化钾K₂O 1-1.4份、三氧化二铁Fe₂O₃4.5-4.9份、氧化镁MgO 1.8-2.2份、氧化锰MnO 4.5-4.9份、氧化钙CaO 6.5-6.9份、氧化钠Na₂O 1.6-2.0份、蒙脱石5.4-5.8份、碳六十C60 8-12.0份、无定形碳21-25份、水1.8-2.2份。

优选，按重量份数计，包括以下配料：二氧化硅SiO₂17份、三氧化二铝Al₂O₃17.8份、二氧化钛TiO₂3.5份、氧化钾K₂O 1.2份、三氧化二铁Fe₂O₃4.7份、氧化镁MgO 2.0份、氧化锰MnO 4.7份、氧化钙CaO 6.7份、氧化钠Na₂O 1.8份、蒙脱石5.6份、碳六十C60 10.0份、无定形碳23份、水2份。

所述无定形碳为焦炭，木炭，活性炭和炭黑中的一种或两种组合。

上述的土壤修复改良剂的制备方法，依次包括以下步骤：

(1)按比例配料，将二氧化硅、三氧化二铝、二氧化钛、氧化钾、三氧化二铁、氧化镁、氧化锰、氧化钙、氧化钠混合均匀；

(2)再将蒙脱石、碳六十分别加入再次混合均匀；

(3)加入水调和，将调和好的配料加入反应釜，温度在550-750度范围内反应2-4小时；

(4)温度降到20-30度时，掺入无定形碳，混配均匀即可，制成土壤修复改良剂。

本发明中原料配方合理，每种原料均有特有功效：Mg²⁺、NH⁺、Ca²⁺、Fe³⁺、Mn²⁺、K⁺、Na⁺。本发明大分子中带[PO₄]^3-、SO₄ ^2-、、-NH-、-SO₃基团，可中和碱性土壤中的碱离子，有的可直接被植物吸收。

本发明主要是带有正(负)电性的基团中和土壤中原有的矿物质及有机腐殖质中的带有负(正)电性成分，降低其电势，使其处于稳定状态，通过土壤中的离子交换、土粒胶联作用、骨架搭建、不同粒度排列方式、结构、孔隙度发生了巨变，从而形成具有巨大的表面积和表面能团粒结构土壤。

本发明通过土壤改良修复剂，将使不同污染土壤的结构和理化性状进行改良，对土壤改良修复过程纯是物理改良修复过程，形成结合牢固的团粒结构土壤。有很好的保肥性、保水性、透气性等特点，使污染的土壤尽快修复，保证土壤健康，填补我国土壤不足和改善我国土壤危机。并利用其聚合性质使土壤颗粒聚拢成团粒结构对土壤肥力的起更大作用。

①能协调水分和空气的矛盾；

②能协调土壤有机质中养分的消耗和积累的矛盾；

③能调节土壤温度；

④本发明中形成的团粒结构土，提高了土壤的通气性、透水性、保水性、抗冻性。

本发明适应于所有土地土壤，特别是盐碱地、板结土地、污染土地的土壤修复改良，团粒结构土形成速度快，使污染的土壤尽快修复改良，效果好，保证土壤健康。

本发明中团粒结构土壤能保证植物根的良好生长，适于作物栽培，提高作物质量和产量。其作用：

(1)修复污染土：可将重金属污染土壤中的有害物质固化稳定，不再随水流失，产生二次污染；污染土得到有效修复改良，成为适宜作物生长的优质团粒结构土。

(2)改良盐碱地：并可将盐碱地中的盐离子与土壤颗粒分开，迅速脱盐(水作用下)，污染土，盐碱地得到有效修复改良，成为适宜作物生长的优质团粒结构土。

(3)板结土修复改良：可迅速使土壤形成团粒结构土，有效增大土壤颗粒孔隙，使土壤透气性、保水性、抗冻胀力大大提高，土壤得到有效改良，成为适宜作物生长的团粒结构土。

实施例1

二氧化硅(SiO₂)17g、三氧化二铝(Al₂O₃)17.8g、二氧化钛(TiO₂)3.5g、氧化钾(K₂O)1.2g、三氧化二铁(Fe₂O₃)4.7g、氧化镁(MgO)2.0g、氧化锰(MnO)4.7g、氧化钙(CaO)6.7g、氧化钠(Na₂O)1.8g混合均匀，加入蒙脱石5.6g、碳六十(C60)10.0g分别加入再次混合均匀；加水(H₂O)2.0g调和，温度在550---750度反应3小时，温度降到20---30度时，再掺入12.5g炭黑、10.5g焦炭，混配均匀，形成活性生物粉末---土壤修复改良剂。

应用例1

实验对比基地选址：天津大黄堡，蔬菜暖式大棚一个，面积300m²。

流程步骤：

(1)调节土壤湿度：土壤最佳含水率是土壤重量比的20-25％。

(2)修复改良剂用量：120m²土地加入土壤修复改良剂，剂量为土壤重量比的干分之2-4(土壤重量单位1.5-1.8吨/m³)。

(3)拌合：通过小型旋耕机，使得土壤与土壤修复改良剂混合均匀，土壤与土壤修复改良剂混合过程就是团粒结构土形成过程。

(4)团粒结构土形成待用。

(5)另一120m²原土只旋耕松土不加土壤修复改良剂待用。

(6)种植比例分配：形成的团粒结构土120m²和未改良另一120m²(只旋耕松土不加土壤修复改良剂的土地)土地中，均分四部分。

(7)种植试验：按种植要求，比较试验分别种植油菜和西红柿。

同期内果实比较：改良试验土块内一株西红柿所结果实：个数15、总重量651g、最大单体直径82mm.未改良试验土地内一株西红柿所结果实：个数9、总重量287g、最大单体直径70mm。

以上所述的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够理解本发明的内容并据以实施，不能仅以本实施例来限定本发明的专利范围，即凡本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰，仍落在本发明的专利范围内。

Claims (4)

1.一种土壤修复改良剂，其特征在于，按重量份数计，包括以下配料：二氧化硅SiO₂ 16-18份、三氧化二铝Al₂O₃ 17.6-18.0份、二氧化钛TiO₂ 3.3-3.7份、氧化钾K₂O 1-1.4份、三氧化二铁Fe₂O₃ 4.5-4.9份、氧化镁MgO 1.8-2.2份、氧化锰MnO 4.5-4.9份、氧化钙CaO 6.5-6.9份、氧化钠Na₂O 1.6-2.0份、蒙脱石5.4-5.8份、碳六十C60 8-12.0份、无定形碳21-25份、水1.8-2.2份。

2.根据权利要求1所述的土壤修复改良剂，其特征在于，按重量份数计，包括以下配料：二氧化硅SiO₂ 17份、三氧化二铝Al₂O₃ 17.8份、二氧化钛TiO₂ 3.5份、氧化钾K₂O 1.2份、三氧化二铁Fe₂O₃ 4.7份、氧化镁MgO 2.0份、氧化锰MnO 4.7份、氧化钙CaO 6.7份、氧化钠Na₂O 1.8份、蒙脱石5.6份、碳六十C60 10.0份、无定形碳23份、水2份。

3.根据权利要求1或2所述的土壤修复改良剂，其特征在于，所述无定形碳为焦炭，木炭，活性炭和炭黑中的一种或两种组合。

4.一种如权利要求1所述的土壤修复改良剂的制备方法，其特征在于，依次包括以下步骤：

(1)按比例配料，将二氧化硅、三氧化二铝、二氧化钛、氧化钾、三氧化二铁、氧化镁、氧化锰、氧化钙、氧化钠混合均匀；

(2)再将蒙脱石、碳六十分别加入再次混合均匀；

(3)加入水调和，将调和好的配料加入反应釜，温度在550-750度范围内反应2-4小时；

(4)温度降到20-30度时，掺入无定形碳，混配均匀即可，制成土壤修复改良剂。