CN105199737A - 一种用于治理重金属污染的土壤调理剂 - Google Patents

Abstract

一种用于治理重金属污染的土壤调理剂，包括如下重量百分比的化学成分：CaO　40%～60%,　SiO₂　20%～30%,　MgO　3%～10%,其它Al₂O₃,Fe₂O₃非功能性系矿物元素10%～30%，重金属含量汞≤5ppm，镉≤10ppm，砷≤10ppm，铅≤50ppm，铬≤50ppm。利用石灰质原料、镁质原料、硅质原料、熔剂矿物，经配料、生磨、烧成、熟磨、检测合格后包装而成，经试验该土壤调理剂不仅完全可以钝化、螯合20ppm以下的含镉土壤，而且还可以增产达30%以上，特别是确保障碍性土壤20～30年农产品达标，且对土壤的微生物种群、酶、团粒结构无任何不良影响。

Description

一种用于治理重金属污染的土壤调理剂

技术领域

本发明涉及一种用于治理重金属污染的土壤调理剂，属于农业化肥技术领域。

背景技术

由于重金属污染的危害性、隐蔽性、复杂性引起了全社会的广泛关注，西方工业发达国家在二战后治理工业生产给农业耕地的污染有的耗时近四十年，花费高达30万人民币每亩，污染严重的地区给当地居民带来了深重的灾难；

我国自改革开放以来，工业企业迅速崛起，三十年的时间由典型的农业大国建设成为了全球第二大经济体，其国民生产总值已超10万亿美元，但是，尽管我国的经济总量较大，可支撑经济发展大部分均是一、二产业，典型的如煤炭的消耗量就超40亿吨每年，由于燃烧大量的石化能源，加上发展初期疏于对“三废”的防控，使得我国的土壤呈“南酸、北碱、西北沙漠”的加剧恶化态势，据农业部公开的数据，我国遭重金属污染的耕地已超过3亿亩，更严重的是重金属的污染已呈快速恶化漫延的态势，若不再加以遏制治理，将威胁到我国广大人民的粮食安全和身心健康；

对此，党中央和国务院审时度势，十二五期间划拨大量的专项经费用于耕地重金属污染治理的研究，相继有多所大专院校、科研院所及民间环保机构投入大量的人力、物力和财力攻克这座难关，已出现了一些阶段性的成果：典型的除客土法外已进行过固体化处理、热处理、电修复、电泳法、利用植物移取法、石灰法或钡盐法的多种实验，但由于我国地少人多的国情不容改变，十八亿亩耕地的红线不许跨越，故过去一些发达国家治理土壤的方法不完全适应于我国国情，如客土法在我国基本上不具备操作性；固体化处理改变了耕地的属性和用途；热处理、电修复、电泳法对于3亿亩急于修复的耕地无疑是杯水车薪，利用植物移取，不仅耗时长，而且二次污染的防控方案还缺乏有效措施，特别是石灰法不仅改变了微生物种群还造成了砷的升高，从而带来了更大的生态灾难，至于钡盐法，由于钡就是典型的重金属，不到弃耕的情况不得用之。因此，尽快找到一些确实可行治理土壤重金属污染的方法和产品，是当前广大农业战线的科研机构和科技人员急需攻克的难题和努力方向。

发明内容

为解决我国的土壤呈“南酸、北碱、西北沙漠”的现状、攻克土壤重金属污染的难题，本发明的目的在于提供一种用于治理土壤重金属污染的土壤调理剂。

为解决其技术问题，本发明人在实际生活和工作中，通过多年对我国各地土壤重金属治理情况的观察和试验，在自己多项发明的基础上进一步优化、完善和提升，使其在功能性、经济性、安全性、耐久性诸方面更趋合理，效果更好，最终研制出一种新的土壤调理剂及其制造方法，从而完成了本发明：本发明所述的用于治理重金属污染的土壤调理剂，包括如下重量百分比的化学成分：CaO　40%～60%,　SiO₂　20%～30%,　MgO　3%～10%,　Al₂O₃,Fe₂O₃非功能性系矿物元素10%～30%，重金属含量汞≤5ppm，镉≤10ppm，砷≤10ppm，铅≤50ppm，铬≤50ppm。

所述用于治理重金属污染的土壤调理剂制造过程使用的矿物原料如下：

1.石灰质原料：石灰石、白云石、工业副产石灰或贝壳，

2.镁质原材料：白云石、滑石、海泡石或镁橄榄石，

3.硅质原材料：硅石、矽砂、硅灰石、粘石或膨润土，

4.熔剂矿物：铁矿石及含铁的其它氧化物、钾长石、钠长石。（主要便于烧结、降低烧成温度）

一种用于治理重金属污染的土壤调理剂，其制造方法包括如下步骤：

〈1、〉配料：根据其化学组成的范围，选用石灰质原料、镁质原料、硅质原料及溶剂矿物破碎均化待用；

〈2〉、生料制备：根据其化学组成范围，准确配料，标准偏差不大于1%，然后入磨粉磨，过100目，进入生料均化库；

〈3〉、熟料烧成：将均化度标准偏差不大于0.2%的生料入窑煅烧，其烧成温度控制在1150至1250℃，烧成时间根据不同窑型确定，一般机立窑控制在8小时以内，五级旋风预热回转窑30分钟，出窑冷却待用；

〈4〉、制成：将冷却充分的熟料粉磨过100目，然后冷却均化，当温度小于40℃，标准偏差小于0.2%时，包装入库，其规格：1.5t、1.0t、50kg、40kg、25kg，特殊规格按用户要求包装。

所述用于治理重金属污染的土壤调理剂的使用方法：硅酸盐施撒于被污染的土壤（根据土壤的酸碱度、重金属含量及成土母质等因素试验确定出每亩的施用量），经深度不少于15cm的旋耕，静置2至3天后就可以播种、插秧，在没有输入性污染的情况下可以确定20至30年所产农产品达标。

本发明的特点和进步表现在：该土壤调理剂无需改变耕地的性质和用途，在背景值高达20ppm的广东韶关大宝山重度污染区，可以把大米中的镉降低到0.01ppm以下，同时还增产高达37%。根据以上试验情况，进一步优化配方，使得在功能性、经济性、安全性、耐久性更至合理。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明：

实施例一：按CaO　40%、SiO₂　30%、MgO　10%，其它元素20%选取石灰质原料中的一种或几种；选取镁质原料中的一种或多种；选取硅质原料中的一种或几种，选择熔剂矿物中的一种或几种经配料，其标准偏差控制在1%，然后生料制备，其细度过100目进入生料均化库，经均化度达标准，偏差不大于0.2%时，在机立窑中烧成，其烧成温度控制在1150至1250℃，烧成时间控制在8小时，出窑冷却充分后，入制成车间粉磨，其细度过100目，经冷却、均化、当温度小于40℃时，标准偏差小于0.2%时，按50kg、40kg、25kg包装入库即可。

实施例二：

按CaO　60%、SiO₂　20%、MgO　5%，其它元素15%选取石灰质原料中的一种或几种，选取镁质原料中的一种或多种；选取硅质原料中的一种或几种，选择熔剂矿物中的一种或几种经配料，其标准偏差控制在1%，然后生料制备，其细度过100目进入生料均化库，经均化度达标准，偏差不大于0.2%时，在回转窑中烧成，其烧成温度控制在1150至1250℃，烧成时间控制在0·5小时，出窑冷却充分后，入制成车间粉磨，其细度过100目，经冷却、均化、当温度小于40℃时，标准偏差小于0.2%时，按50kg、40kg、25kg包装入库即可。

以上具体实施方式对本发明的实质进行了说明，但并不能以此来对本发明的保护范围进行限制，但凡依照本发明之实质所做的简单改进、修饰或等效变换，都落在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于治理重金属污染的土壤调理剂，其特征在于：所述土壤调理剂，包括如下重量百分比的化学成分：CaO　40%～60%,　SiO₂　20%～30%,　MgO　3%～10%,　其它Al₂O₃,Fe₂O₃非功能性系矿物元素10%～30%，重金属含量汞≤5ppm，镉≤10ppm，砷≤10ppm，铅≤50ppm，铬≤50ppm。

2.根据权利要求1所述用于治理重金属污染的土壤调理剂，其特征在于：所述土壤调理剂制造过程使用的矿物原料如下：

石灰质原料：石灰石、白云石、工业副产石灰或贝壳；

镁质原材料：白云石、滑石、海泡石或镁橄榄石；

硅质原材料：硅石、矽砂、硅灰石、粘石或膨润土；

熔剂矿物：铁矿石及含铁的其它氧化物、钾长石、钠长石。

3.一种用于治理重金属污染的土壤调理剂的制造方法，其特征是：该方法包括如下步骤：

〈1〉、配料：根据其化学组成的范围，选用石灰质原料、镁质原料、硅质原料及溶剂矿物破碎均化待用；

〈2〉、生料制备：根据其化学组成范围，准确配料，标准偏差不大于1%，然后入磨粉磨，过100目，进入生料均化库；

〈3〉熟料烧成：将均化度标准偏差不大于0.2%的生料入窑煅烧，其烧成温度控制在1150至1250℃，烧成时间根据不同窑型确定，一般机立窑控制在8小时以内，五级旋风预热回转窑30分钟，出窑冷却待用；

〈4〉制成：将冷却充分的熟料粉磨过100目，然后冷却均化，当温度小于40℃，标准偏差小于0.2%时，包装入库，其规格：1.5t、1.0t、50kg、40kg、25kg，特殊规格按用户要求包装。