CN105967936A - 一种钼尾矿改良土壤的矿质修复剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钼尾矿改良土壤的矿质修复剂，由下列重量份的原料制成：钼尾矿矿渣45‑47、稻糠22‑24、黄原胶2‑3、锯末10‑11、玉米芯13‑15、氯化钠2‑3、低聚葡聚糖2.4‑2.6、煤泥13‑14、污染猪粪尿53‑56、造纸黑液12‑14、10%硝酸溶液3.2‑3.3、明矾浆16‑18、水适量；本发明的土壤修复剂采用钼尾矿矿渣、煤泥等矿质原料，经煅烧、混合等工艺，并通过稻糠、锯末等原料的加入、明矾浆的包覆，实现高效、持久、无害化的土壤修复作用，增加土壤腐殖质含量，提高土壤物理性能，并稳定的保持中微量矿质元素营养的释放，即实现了尾矿的资源化再利用，又提高了土壤使用价值，降低农林种植的肥料成本。

Description

一种钼尾矿改良土壤的矿质修复剂
技术领域
本发明涉及土壤修复技术领域，尤其涉及一种钼尾矿改良土壤的矿质修复剂。
背景技术
土壤改良是针对土壤的不良质地和结构，采取相应措施以改善土壤性状，提高土壤肥力，土壤改良修复剂是土壤改良的一种重要应用。然而目前市场上所见的土壤修复改良剂都有诸多缺陷：一是使用原料带有人工合成高分子化合物，其在土壤中不易分解而长期残留，具有安全隐患；二是功能单一，针对不同种类土壤，例如酸性和碱性土壤，重金属污染程度、营养元素匮乏等无有效针对，导致改良修复效率低下，甚至起到反作用；三是改土周期长，且成本较高，无法大规模应用。针对以上问题，低成本、高针对性和环境友好型的土壤修复改良剂成为土壤改良方面重点发展方向。
猪粪尿作为一种来源广、成本低廉的可再生生物资源，因其含有丰富的有机质和氮磷钾等养分，作为土壤改良修复的原料使用具有巨大潜力，而由于经济化养殖需要，猪喂养过程中饲料含有大量添加剂，导致重金属超标，间接污染了排泄物。而通过酸洗和超声作用，能使猪粪尿中难溶态的金属化合物形成可溶解的金属离子，并利用声空化作用使猪粪颗粒粉碎、细胞壁破解，令吸附和包裹的重金属释放出来，二者结合使用达到净化目的，使污染猪粪尿这种低廉原料应用在土壤改良修复剂的制备中成为可能。
明矾浆是矾土经“水浸法”生产明矾时的副产物，经过干燥后所得白色粉末状固体，其主要成分是氧化硅、氧化铝和水组成的硅酸盐矿物，并含有丰富的Ca、Mg、Fe、K、S、P等常量元素和多种微量元素，因其具有颗粒细、比表面积大、吸附力强等特点，在土壤改良方面具有很好的应用前景。
将以上所述结合应用于土壤修复改良剂的开发，简单易于实现，为土壤改良修复剂的发展开辟了新途径。
发明内容
本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种钼尾矿改良土壤的矿质修复剂。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种钼尾矿改良土壤的矿质修复剂，由下列重量份的原料制成：钼尾矿矿渣45-47、稻糠22-24、黄原胶2-3、锯末10-11、玉米芯13-15、氯化钠2-3、低聚葡聚糖2.4-2.6、煤泥13-14、污染猪粪尿53-56、造纸黑液12-14、10%硝酸溶液3.2-3.3、明矾浆16-18、水适量。
所述的钼尾矿改良土壤的矿质修复剂制备方法的具体步骤如下：
（1）将稻糠、锯末、玉米芯混合并加入总重1.5-2倍的水，混匀后沤制发酵3-4周，将发酵料破碎压榨分离后得到发酵渣和发酵液备用；
（2）将造纸黑液烘干后投入煅烧炉中，在430-450℃下煅烧80-90分钟，取出后与污染猪粪尿混合并加入总重3-4倍质量水，搅匀后加入10%硝酸溶液，并对混合料进行超声处理，超声频率为40kHz，超声95-105分钟后将混合料按60-80转/分搅拌3小时，之后静置60-90分钟，去除上层溶液后将下层物料烘干粉碎待用；
（3）将钼尾矿矿渣、煤泥混合后置于高温炉中在1250-1350℃下煅烧50-60分钟，得活化熟料，并将其与步骤1所得发酵渣、步骤2所得物料、黄原胶混合造粒，得球形颗粒备用；
（4）将明矾浆粉碎磨细后过100-120目筛，并与1mol/L氢氧化钠溶液按固液质量比1：4混合均匀，再加热至65-70℃，保温110-120分钟后过滤取出明矾浆，用水清洗至中性，烘干备用；
（5）将步骤1所得发酵液与步骤4所得改性明矾浆、氯化钠、低聚葡聚糖以及其他剩余成分混合，再将步骤3所得颗粒置于上方带有喷头的滚筒机中，在滚动颗粒过程中将混合发酵液经喷头对颗粒进行均匀喷覆，最后将得到的包覆颗粒在40-45℃下低温烘干即可。
本发明的使用方法为将污染土壤翻耕后将修复剂埋于土壤表层10-15cm处，每亩土壤使用80-100kg修复剂即可。
本发明的优点是：
猪粪尿和造纸黑液的混合除污使用大幅提高土壤有机水平，而热碱改性明矾浆后可侵蚀明矾浆表面，使其变得粗糙多孔，表面结构疏松，比表面积提高，增强其对重金属离子的晶格固定作用，不仅作为改良修复颗粒骨架具有很好的稳定性，而且能吸附钝化重金属、化药等残留，碱性改性明矾浆与酸化的猪粪尿混合，也保证了土壤PH值的稳定。本发明的土壤修复剂采用钼尾矿矿渣、煤泥等矿质原料，经煅烧、混合等工艺，并通过稻糠、锯末等原料的加入、明矾浆的包覆，实现高效、持久、无害化的土壤修复作用，增加土壤腐殖质含量，提高土壤物理性能，并稳定的保持中微量矿质元素营养的释放，即实现了尾矿的资源化再利用，又提高了土壤使用价值，降低农林种植的肥料成本。
具体实施方式
一种钼尾矿改良土壤的矿质修复剂，由下列重量份（kg）的原料制成：钼尾矿矿渣45、稻糠22、黄原胶2、锯末10、玉米芯13、氯化钠2、低聚葡聚糖2.4、煤泥13、污染猪粪尿53、造纸黑液12、10%硝酸溶液3.2、明矾浆16、水适量。
所述的钼尾矿改良土壤的矿质修复剂制备方法的具体步骤如下：
（1）将稻糠、锯末、玉米芯混合并加入总重1.5倍的水，混匀后沤制发酵3周，将发酵料破碎压榨分离后得到发酵渣和发酵液备用；
（2）将造纸黑液烘干后投入煅烧炉中，在430℃下煅烧80分钟，取出后与污染猪粪尿混合并加入总重3倍质量水，搅匀后加入10%硝酸溶液，并对混合料进行超声处理，超声频率为40kHz，超声95分钟后将混合料按60转/分搅拌3小时，之后静置60分钟，去除上层溶液后将下层物料烘干粉碎待用；
（3）将钼尾矿矿渣、煤泥混合后置于高温炉中在1250℃下煅烧50分钟，得活化熟料，并将其与步骤1所得发酵渣、步骤2所得物料、黄原胶混合造粒，得球形颗粒备用；
（4）将明矾浆粉碎磨细后过100目筛，并与1mol/L氢氧化钠溶液按固液质量比1：4混合均匀，再加热至65℃，保温110分钟后过滤取出明矾浆，用水清洗至中性，烘干备用；
（5）将步骤1所得发酵液与步骤4所得改性明矾浆、氯化钠、低聚葡聚糖以及其他剩余成分混合，再将步骤3所得颗粒置于上方带有喷头的滚筒机中，在滚动颗粒过程中将混合发酵液经喷头对颗粒进行均匀喷覆，最后将得到的包覆颗粒在40℃下低温烘干即可。
为了进一步说明本发明的应用价值，发明人选取一块实验土并使用本发明改良修复剂进行效果的验证，发现使用了本发明土壤改良修复剂60天后，土壤中多种重金属含量明显降低，有效养分元素含量提高，180天后土壤中有机质水平和土壤阳离子交换量都得到提高，土质得到有效改善。

Claims (2)

1.一种钼尾矿改良土壤的矿质修复剂，其特征在于，由下列重量份的原料制成：钼尾矿矿渣45-47、稻糠22-24、黄原胶2-3、锯末10-11、玉米芯13-15、氯化钠2-3、低聚葡聚糖2.4-2.6、煤泥13-14、污染猪粪尿53-56、造纸黑液12-14、10%硝酸溶液3.2-3.3、明矾浆16-18、水适量。
2.根据权利要求书1所述的钼尾矿改良土壤的矿质修复剂，其特征在于，制备方法的具体步骤如下：
（1）将稻糠、锯末、玉米芯混合并加入总重1.5-2倍的水，混匀后沤制发酵3-4周，将发酵料破碎压榨分离后得到发酵渣和发酵液备用；
（2）将造纸黑液烘干后投入煅烧炉中，在430-450℃下煅烧80-90分钟，取出后与污染猪粪尿混合并加入总重3-4倍质量水，搅匀后加入10%硝酸溶液，并对混合料进行超声处理，超声频率为40kHz，超声95-105分钟后将混合料按60-80转/分搅拌3小时，之后静置60-90分钟，去除上层溶液后将下层物料烘干粉碎待用；
（3）将钼尾矿矿渣、煤泥混合后置于高温炉中在1250-1350℃下煅烧50-60分钟，得活化熟料，并将其与步骤1所得发酵渣、步骤2所得物料、黄原胶混合造粒，得球形颗粒备用；
（4）将明矾浆粉碎磨细后过100-120目筛，并与1mol/L氢氧化钠溶液按固液质量比1：4混合均匀，再加热至65-70℃，保温110-120分钟后过滤取出明矾浆，用水清洗至中性，烘干备用；
（5）将步骤1所得发酵液与步骤4所得改性明矾浆、氯化钠、低聚葡聚糖以及其他剩余成分混合，再将步骤3所得颗粒置于上方带有喷头的滚筒机中，在滚动颗粒过程中将混合发酵液经喷头对颗粒进行均匀喷覆，最后将得到的包覆颗粒在40-45℃下低温烘干即可。
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