CN109809949A - 用于修复锰污染土壤的肥料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及重金属防治领域，具体地，涉及一种用于修复锰污染土壤的肥料及其制备方法。该用于修复锰污染土壤的肥料包括以下重量份的原料：生石灰20～50份、高炉煤渣25～70份、赤铁矿10～50份、硝酸钠2～6.5份、硫酸钾3～8.6份、氯化钾5～11.8份、磷酸二氢钠30～65份、土壤改良剂9～22.3份；所述土壤改良剂，包括以下重量份的原料：粉背蕨0.5～15份、沙蓬草2～18份。本发明提供的肥料能够解决锰污染土壤的问题，并为植物的生长提供营养。
Description
技术领域
本发明涉及重金属防治领域，具体地，涉及一种用于修复锰污染土壤的肥料及其制备方法。
背景技术
据了解，我国生产的电池有96％为锌锰电池和碱锰电池，其主要成份为锰、汞、锌等重金属。由于当前对废电池处理技术的限制，仍有很多重金属以各种方式渗出，污染地下水和土壤，造成了水和土壤资源的浪费。
锰作为植物必需的微量营养元素。在农业种植中，为促进植物的生长，通常会在土壤中施加含有锰元素的肥料，长此以往，致使土壤中锰的含量超标，极易致使某些植物发生锰中毒。尤其是酸性土壤中，锰污染问题尤为严重。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于修复锰污染土壤的肥料，以解决锰污染土壤的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种用于修复锰污染土壤的肥料，包括以下重量份的原料：生石灰20～50份、高炉煤渣25～70份、赤铁矿10～50份、硝酸钠2～6.5份、硫酸钾3～8.6份、氯化钾5～11.8份、磷酸二氢钠30～65份和土壤改良剂9～22.3份；所述土壤改良剂，包括以下重量份的原料：粉背蕨 0.5～15份和沙蓬草2～18份。
可选地，所述土壤改良剂还包括以下重量份的原料：井栏边草2～10份和蜈蚣草2～20份。
可选地，所述肥料包括以下重量份的原料：生石灰20份、高炉煤渣25 份、赤铁矿10份、硝酸钠2份、硫酸钾3份、氯化钾5份、磷酸二氢钠30 份和土壤改良剂22.3份。
可选地，所述肥料包括以下重量份的原料：生石灰50份、高炉煤渣70 份、赤铁矿50份、硝酸钠6.5份、硫酸钾8.6份、氯化钾11.8份、磷酸二氢钠65份和土壤改良剂9份。
可选地，所述肥料包括以下重量份的原料：生石灰35份、高炉煤渣50 份、赤铁矿30份、硝酸钠4.5份、硫酸钾6份、氯化钾7份、磷酸二氢钠 45份和土壤改良剂18份。
本发明的另一个目的是提供一种用于修复锰污染土壤的肥料的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
S10、将生石灰、高炉煤渣和赤铁矿研磨成颗粒，得到第一混合料；将硝酸钠、硫酸钾、氯化钾和磷酸二氢钠熔融，喷雾干燥，研磨成粉末，得到第二混合料；将土壤改良剂研磨成颗粒，得到第三混合料；
S11、将第一混合料、第二混合料和第三混合料放入搅拌机，以 200～400r/min的转速将混合料沿正向搅拌5～10min，沿反向搅拌5～10min。
可选地，第一混合料的粒径为4～16mm，第二混合料的粒径为450～800 μm，第三混合料的粒径为8～20mm。
可选地，搅拌机内部的环境温度为18°～23°。
本发明的有益效果在于：
在本公开提供的用于修复锰污染土壤的肥料中，由生石灰、高炉煤渣和赤铁矿研磨而成的第一混合料由于粒径较大，能够在使用的过程中，逐渐调节土壤中的PH值，改变土壤中的酸性环境，从而修复锰污染的土壤。由硝酸钠、硫酸钾、氯化钾、磷酸二氢钠配置而成的第二混合料则能够为土壤提供植物生长所必须的氮、磷、钾肥，从而促进植物生长。而由粉背蕨、沙蓬草、井栏边草、蜈蚣草配置而成的第三混合料为醇类物质，由于粒径较大，分解较为缓慢，能够调整对土壤的修复速度，避让修复速度过快对而对土壤中的植物和微生物造成伤害。
本发明提供的制备方法简单，市场前景广阔，适合规模化生产。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下结合表一对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对步骤、数字表达式和数值并不限制本发明的范围。在这里示出和描述的所有示例中，除非另有规定，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
本公开提供的用于修复锰污染土壤的肥料可以处理矿渣和土壤等铅污染资源，为便于描述，下文将以肥料在锰污染土壤上的应用为例，解释和详述本公开。
实施例1：
需要说明的是，本实施例1将用于修复锰污染土壤的肥料中各个组分的含量取小值，制备肥料时，相关参数设置为小值。
在该实施例中，用于修复锰污染土壤的肥料由以下重量的原料组成：生石灰20kg、高炉煤渣25kg、赤铁矿10kg、硝酸钠2kg、硫酸钾3kg、氯化钾5kg、磷酸二氢钠30kg和土壤改良剂22.3kg。其中，土壤改良剂由以下重量的原料组成：粉背蕨6.69kg、沙蓬草4.46kg、井栏边草5.575kg和蜈蚣草 5.575kg。
在该实施例中，用于修复锰污染土壤的肥料的制备方法，包括以下步骤：
S10、将生石灰、高炉煤渣和赤铁矿研磨成颗粒，得到第一混合料；将硝酸钠、硫酸钾、氯化钾和磷酸二氢钠熔融，喷雾干燥，研磨成粉末，得到第二混合料；将土壤改良剂研磨成颗粒，得到第三混合料；
S11、将第一混合料、第二混合料和第三混合料放入搅拌机，以200r/min 的转速将混合料沿正向搅拌5min，沿反向搅拌5min。
其中，第一混合料的粒径为4mm，第二混合料的粒径为450μm，第三混合料的粒径为8mm，搅拌机内部的环境温度为18°。
在此需要说明的是，本公开中所使用的高炉煤渣即为煤渣，该煤渣为火力发电厂、工业和民用锅炉及其他设备燃煤排出的废渣，主要成分是二氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁等。为避免复述，本公开将不在其他实施例中另做说明。
实施例2：
需要说明的是，本实施例2将用于修复锰污染土壤的肥料中各个组分的含量取大值，制备肥料时，相关参数设置为大值。
在该实施例中，用于修复锰污染土壤的肥料由以下重量的原料组成：生石灰50kg、高炉煤渣70kg、赤铁矿50kg、硝酸钠6.5kg、硫酸钾8.6kg、氯化钾11.8kg、磷酸二氢钠65kg和土壤改良剂9kg。其中，土壤改良剂由以下重量的原料组成：粉背蕨0.9kg、沙蓬草3.15kg、井栏边草2.25kg和蜈蚣草 2.7kg。
在该实施例中，用于修复锰污染土壤的肥料的制备方法，包括以下步骤：
S10、将生石灰、高炉煤渣和赤铁矿研磨成颗粒，得到第一混合料；将硝酸钠、硫酸钾、氯化钾、磷酸二氢钠熔融，喷雾干燥，研磨成粉末，得到第二混合料；将土壤改良剂研磨成颗粒，得到第三混合料；
S11、将第一混合料、第二混合料和第三混合料放入搅拌机，以400r/min 的转速将混合料沿正向搅拌10min，沿反向搅拌10min。
其中，第一混合料的粒径为16mm，第二混合料的粒径为800μm，第三混合料的粒径为20mm，搅拌机内部的环境温度为23°。
实施例3：
需要说明的是，本实施例3将用于修复锰污染土壤的肥料中各个组分的含量取中值，制备肥料时，相关参数设置为中值。
在该实施例中，用于修复锰污染土壤的肥料由以下重量的原料组成：生石灰35kg、高炉煤渣50kg、赤铁矿30kg、硝酸钠4.5kg、硫酸钾6kg、氯化钾7kg、磷酸二氢钠45kg和土壤改良剂18kg。其中，土壤改良剂由以下重量的原料组成：粉背蕨6.3kg、沙蓬草3.6kg、井栏边草2.7kg和蜈蚣草5.4kg。
在该实施例中，用于修复锰污染土壤的肥料的制备方法，包括以下步骤：
S10、将生石灰、高炉煤渣和赤铁矿研磨成颗粒，得到第一混合料；将硝酸钠、硫酸钾、氯化钾和磷酸二氢钠熔融，喷雾干燥，研磨成粉末，得到第二混合料；将土壤改良剂研磨成颗粒，得到第三混合料；
S11、将第一混合料、第二混合料和第三混合料放入搅拌机，以300r/min 的转速将混合料沿正向搅拌8min，沿反向搅拌8min。
其中，第一混合料的粒径为10mm，第二混合料的粒径为625μm，第三混合料的粒径为14mm，搅拌机内部的环境温度为20°。
实施例4：
需要说明的是，本实施例4将用于修复锰污染土壤的肥料中各个组分的含量取小值，制备肥料时，相关参数设置为大值。
在该实施例中，用于修复锰污染土壤的肥料由以下重量的原料组成：生石灰20kg、高炉煤渣25kg、赤铁矿10kg、硝酸钠2kg、硫酸钾3kg、氯化钾 5kg、磷酸二氢钠30kg和土壤改良剂22.3kg；其中，土壤改良剂由以下重量的原料组成：粉背蕨6.69kg、沙蓬草4.46kg、井栏边草5.575kg和蜈蚣草 5.575kg。
在该实施例中，用于修复锰污染土壤的肥料的制备方法，包括以下步骤：
S10、将生石灰、高炉煤渣和赤铁矿研磨成颗粒，得到第一混合料；将硝酸钠、硫酸钾、氯化钾和磷酸二氢钠熔融，喷雾干燥，研磨成粉末，得到第二混合料；将土壤改良剂研磨成颗粒，得到第三混合料；
S11、将第一混合料、第二混合料和第三混合料放入搅拌机，以400r/min 的转速将混合料沿正向搅拌10min，沿反向搅拌10min。
其中，第一混合料的粒径为16mm，第二混合料的粒径为800μm，第三混合料的粒径为20mm，搅拌机内部的环境温度为23°。
实施例5：
需要说明的是，本实施例5将用于修复锰污染土壤的肥料中各个组分的含量取大值，制备肥料时，相关参数设置为小值。
在该实施例中，用于修复锰污染土壤的肥料由以下重量的原料组成：生石灰50kg、高炉煤渣70kg、赤铁矿50kg、硝酸钠6.5kg、硫酸钾8.6kg、氯化钾11.8kg、磷酸二氢钠65kg和土壤改良剂9kg；其中，土壤改良剂由以下重量的原料组成：粉背蕨0.9kg、沙蓬草3.15kg、井栏边草2.25kg和蜈蚣草 2.7kg。
在该实施例中，用于修复锰污染土壤的肥料的制备方法，包括以下步骤：
S10、将生石灰、高炉煤渣和赤铁矿研磨成颗粒，得到第一混合料；将硝酸钠、硫酸钾、氯化钾和磷酸二氢钠熔融，喷雾干燥，研磨成粉末，得到第二混合料；将土壤改良剂研磨成颗粒，得到第三混合料；
S11、将第一混合料、第二混合料和第三混合料放入搅拌机，以200r/min 的转速将混合料沿正向搅拌5min，沿反向搅拌5min。
其中，第一混合料的粒径为4mm，第二混合料的粒径为450μm，第三混合料的粒径为8mm，搅拌机内部的环境温度为18°。
实施例6：
需要说明的是，本实施例6将用于修复锰污染土壤的肥料中各个组分的含量取中值，制备肥料时，相关参数设置为大值。
在该实施例中，用于修复锰污染土壤的肥料由以下重量的原料组成：生石灰35kg、高炉煤渣50kg、赤铁矿30kg、硝酸钠4.5kg、硫酸钾6kg、氯化钾7kg、磷酸二氢钠45k和土壤改良剂18kg。其中，土壤改良剂由以下重量的原料组成：粉背蕨6.3kg、沙蓬草3.6kg、井栏边草2.7kg和蜈蚣草5.4kg。
在该实施例中，用于修复锰污染土壤的肥料的制备方法，包括以下步骤：
S10、将生石灰、高炉煤渣和赤铁矿研磨成颗粒，得到第一混合料；将硝酸钠、硫酸钾、氯化钾、磷酸二氢钠熔融，喷雾干燥，研磨成粉末，得到第二混合料；将土壤改良剂研磨成颗粒，得到第三混合料；
S11、将第一混合料、第二混合料和第三混合料放入搅拌机，以400r/min 的转速将混合料沿正向搅拌10min，沿反向搅拌10min。
其中，第一混合料的粒径为16mm，第二混合料的粒径为800μm，第三混合料的粒径为20mm，搅拌机内部的环境温度为23°。
实施例7：
需要说明的是，本实施例7将用于修复锰污染土壤的肥料中各个组分的含量取中值，制备肥料时，相关参数设置为小值。
在该实施例中，用于修复锰污染土壤的肥料由以下重量的原料组成：生石灰35kg、高炉煤渣50kg、赤铁矿30kg、硝酸钠4.5kg、硫酸钾6kg、氯化钾7kg、磷酸二氢钠45kg和土壤改良剂18kg。其中，土壤改良剂由以下重量的原料组成：粉背蕨6.3kg、沙蓬草3.6kg、井栏边草2.7kg和蜈蚣草5.4kg。
在该实施例中，用于修复锰污染土壤的肥料的制备方法，包括以下步骤：
S10、将生石灰、高炉煤渣和赤铁矿研磨成颗粒，得到第一混合料；将硝酸钠、硫酸钾、氯化钾和磷酸二氢钠熔融，喷雾干燥，研磨成粉末，得到第二混合料；将土壤改良剂研磨成颗粒，得到第三混合料；
S11、将第一混合料、第二混合料和第三混合料放入搅拌机，以200r/min 的转速将混合料沿正向搅拌5min，沿反向搅拌5min。
其中，第一混合料的粒径为4mm，第二混合料的粒径为450μm，第三混合料的粒径为8mm，搅拌机内部的环境温度为18°。
实施例8：
需要说明的是，本实施例8将用于修复锰污染土壤的肥料中各个组分的含量取小值，制备肥料时，相关参数设置为中值。
在该实施例中，用于修复锰污染土壤的肥料由以下重量的原料组成：生石灰20kg、高炉煤渣25kg、赤铁矿10kg、硝酸钠2kg、硫酸钾3kg、氯化钾 5kg、磷酸二氢钠30kg和土壤改良剂22.3kg。其中，土壤改良剂由以下重量的原料组成：粉背蕨6.69kg、沙蓬草4.46kg、井栏边草5.575kg和蜈蚣草 5.575kg。
在该实施例中，用于修复锰污染土壤的肥料的制备方法，包括以下步骤：
S10、将生石灰、高炉煤渣和赤铁矿研磨成颗粒，得到第一混合料；将硝酸钠、硫酸钾、氯化钾和磷酸二氢钠熔融，喷雾干燥，研磨成粉末，得到第二混合料；将土壤改良剂研磨成颗粒，得到第三混合料；
S11、将第一混合料、第二混合料和第三混合料放入搅拌机，以300r/min 的转速将混合料沿正向搅拌8min，沿反向搅拌8min。
其中，第一混合料的粒径为10mm，第二混合料的粒径为625μm，第三混合料的粒径为14mm，搅拌机内部的环境温度为20°。
实施例9：
需要说明的是，本实施例9将用于修复锰污染土壤的肥料中各个组分的含量取大值，制备肥料时，相关参数设置为中值。
在该实施例中，用于修复锰污染土壤的肥料由以下重量的原料组成：生石灰50kg、高炉煤渣70kg、赤铁矿50kg、硝酸钠6.5kg、硫酸钾8.6kg、氯化钾11.8kg、磷酸二氢钠65kg和土壤改良剂9kg。其中，土壤改良剂由以下重量的原料组成：粉背蕨0.9kg、沙蓬草3.15kg、井栏边草2.25kg和蜈蚣草 2.7kg。
在该实施例中，用于修复锰污染土壤的肥料的制备方法，包括以下步骤：
S10、将生石灰、高炉煤渣和赤铁矿研磨成颗粒，得到第一混合料；将硝酸钠、硫酸钾、氯化钾和磷酸二氢钠熔融，喷雾干燥，研磨成粉末，得到第二混合料；将土壤改良剂研磨成颗粒，得到第三混合料；
S11、将第一混合料、第二混合料和第三混合料放入搅拌机，以300r/min 的转速将混合料沿正向搅拌8min，沿反向搅拌8min。
其中，第一混合料的粒径为10mm，第二混合料的粒径为625μm，第三混合料的粒径为14mm，搅拌机内部的环境温度为20°。
实施例10：
本实施例中公开了一种用于修复锰污染土壤的肥料，包括以下重量的原料：生石灰20kg、高炉煤渣25kg、赤铁矿10kg、硝酸钠2kg、硫酸钾3kg、氯化钾5kg、磷酸二氢钠30kg和土壤改良剂9kg。其中，土壤改良剂由以下重量的原料组成：粉背蕨4.2kg和沙蓬草4.8kg。
实施例11：
本实施例中公开了一种用于修复锰污染土壤的肥料的制备方法，包括以下步骤：
S10、将生石灰、高炉煤渣和赤铁矿研磨成颗粒，得到第一混合料；将硝酸钠、硫酸钾、氯化钾和磷酸二氢钠熔融，喷雾干燥，研磨成粉末，得到第二混合料；将土壤改良剂研磨成颗粒，得到第三混合料；
S11、将第一混合料、第二混合料和第三混合料放入搅拌机，以250r/min 的转速将混合料沿正向搅拌8min，沿反向搅拌7min。
为了进一步说明本发明的应用价值，发明人选取了10块轻微污染的花生试验田，取其中一块在花生种植期间使用普通肥料作为对照组，另9块分别使用本发明实施例1～9的用于修复锰污染土壤的肥料作为实验组，从使用肥料到取样分析，周期为6个月。在这个过程中，结合花生的产量进行统计， 9块地的锰含量平均值在5.0811mg/kg，结果如表1所示：
表1
| 项目名称 | 锰(Mn)含量mg/kg | 亩产量kg |
| 实施例1 | 5.13 | 246.2 |
| 实施例2 | 5.01 | 245.2 |
| 实施例3 | 5.05 | 246.8 |
| 实施例4 | 5.11 | 246.1 |
| 实施例5 | 5.04 | 247.2 |
| 实施例6 | 5.07 | 247.8 |
| 实施例7 | 5.12 | 246.7 |
| 实施例8 | 5.14 | 246.3 |
| 实施例9 | 5.06 | 248.5 |
| 对照组 | 12.1 | 180.5 |
由此说明，本公开提供的用于修复锰污染土壤的肥料能有效降低锰金属离子的活性，改变锰在土壤中的形态，将锰金属离子从有效态变为土壤和/ 或作物难以吸收的无效态，从而达到修复土壤的目的。本发明的肥料不仅锰修复效果显著，还具有丰富的营养，有效促进作物的生长，以花生为例，亩产量相对于对照组，可增产35.84～37.67％，有效提高了产量。
以上结合实施例详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (8)
1.一种用于修复锰污染土壤的肥料，其特征在于，包括以下重量份的原料：生石灰20～50份、高炉煤渣25～70份、赤铁矿10～50份、硝酸钠2～6.5份、硫酸钾3～8.6份、氯化钾5～11.8份、磷酸二氢钠30～65份和土壤改良剂9～22.3份；
所述土壤改良剂，包括以下重量份的原料：粉背蕨0.5～15份和沙蓬草2～18份。
2.根据权利要求1所述的用于修复锰污染土壤的肥料，其特征在于，所述土壤改良剂还包括以下重量份的原料：井栏边草2～10份和蜈蚣草2～20份。
3.根据权利要求2所述的用于修复锰污染土壤的肥料，其特征在于，包括以下重量份的原料：生石灰20份、高炉煤渣25份、赤铁矿10份、硝酸钠2份、硫酸钾3份、氯化钾5份、磷酸二氢钠30份和土壤改良剂22.3份。
4.根据权利要求2所述的用于修复锰污染土壤的肥料，其特征在于，包括以下重量份的原料：生石灰20份、高炉煤渣25份、赤铁矿10份、硝酸钠2份、硫酸钾3份、氯化钾5份、磷酸二氢钠30份和土壤改良剂9份。
5.根据权利要求2所述的用于修复锰污染土壤的肥料，其特征在于，包括以下重量份的原料：生石灰35份、高炉煤渣50份、赤铁矿30份、硝酸钠4.5份、硫酸钾6份、氯化钾7份、磷酸二氢钠45份和土壤改良剂18份。
6.一种用于修复锰污染土壤的肥料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S10、将生石灰、高炉煤渣和赤铁矿研磨成颗粒，得到第一混合料；将硝酸钠、硫酸钾、氯化钾、磷酸二氢钠熔融，喷雾干燥，研磨成粉末，得到第二混合料；将土壤改良剂研磨成颗粒，得到第三混合料；
S11、将第一混合料、第二混合料和第三混合料放入搅拌机，以200～400r/min的转速将混合料沿正向搅拌5～10min，沿反向搅拌5～10min。
7.根据权利要求6所述的用于修复锰污染土壤的肥料的制备方法，其特征在于：第一混合料的粒径为4～16mm，第二混合料的粒径为450～800μm，第三混合料的粒径为8～20mm。
8.根据权利要求6所述的用于修复锰污染土壤的肥料的制备方法，其特征在于：搅拌机内部的环境温度为18°～23°。
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