CN109913232A - 一种利用煤矸石制备煤矸石基生物纳米重金属土壤修复剂的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用煤矸石制备煤矸石基生物纳米重金属土壤修复剂的方法，包括以下步骤，S1：原料测试；S2：原料破碎；S3：配料；S4：混合；S5：成型；S6：热活化；S7：淬冷；S8：烘干；S9：粉碎，S10：复合菌剂固定化，S11：二次烘干。本发明的重金属土壤修复剂，通过热活化，粉料的活性高，其成分表面的氰基能与重金属离子置换，去除土壤中的重金属离子；活性的硅酸盐能够与土壤中的重金属离子发生反应，从而将重金属离子与硅酸根结合后沉淀；热活化产生的介孔和微孔，可以用作复合菌剂的载体以及反应容器，硫酸盐还原菌将硫酸根还原成硫离子，硫离子与重金属离子结合形成硫化物固体而钝化，从而去除了土壤中活性重金属离子。

Description

一种利用煤矸石制备煤矸石基生物纳米重金属土壤修复剂的 方法

技术领域

本发明涉及重金属土壤修复技术领域，特别是一种利用煤矸石制备煤矸石基生物纳米重金属土壤修复剂的方法。

背景技术

煤矸石是在煤炭开采和加工过程中产生的固体工业废弃物，包含多种矿物成分。其中，高岭土和石英的含量约占50％以上，还可能含有伊利石、绿泥石、白云母、长石、黄铁矿、菱铁矿、赤铁矿、方解石等其它晶相矿物。其中高岭石、伊利石、绿泥石、白云母、长石等同属于铝质黏土类矿物，均体现良好的吸附性能。煤矸石的主要化学成分包括AL2O3、SiO2、CaO、MgO、Fe2O3、K2O和Na2O等。煤层地质年代和地区不同，这些化学成分含量有很大波动。

然而，在我国，煤炭企业堆存的煤矸石已达 50 亿t，排放量以不少于每年 3 亿 t的速度递增。预计到 2020 年前，我国煤矸石每年的排放量将不少于 7 亿 t。常年堆存的煤矸石不但浪费了大量宝贵的土地资源，还会破坏矿区的生态环境，影响矿区的地下水质，破坏景观等。攀煤集团、芙蓉集团等矸石已经无地可堆的地步。煤矸石的传统处理方法都是用来制砖、发电或者修路，而某些地区的的煤矸石热值比较低，不适宜于发电，如：四川，因此，煤矸石的问题已经严重影响到煤矿的正常运营。

而随着国家工业化的发展，难免出现了重金属排放，从而导致土壤重金属污染，而微生物修复重金属土壤主要以硫酸盐还原菌为主要代表之一，硫酸盐还原菌生物还原钝化具有可处理的重金属种类多、处理潜力大、处理彻底、工艺稳定、处理费用低等优点，目前主要应用于矿山酸性废水等含重金属硫酸盐废水处理，被认为是一种很有发展前景的绿色技术。

但是现有的硫酸盐还原菌进行重金属土壤修复时，单独使用不利于分散于土壤，与其他载体诸如活性炭和沸石等成本较高，不利于大面积的土壤修复。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种利用煤矸石制备煤矸石基生物纳米重金属土壤修复剂的方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种利用煤矸石制备煤矸石基生物纳米重金属土壤修复剂的方法，它包括以下步骤：

S1：原料测试，对煤矸石原料、石灰石或磷石膏原料进行化学成分和物相分析，得到煤矸石、石灰石或磷石膏化学成分及其含量；

S2：原料破碎，将原料通过破碎机破碎，得到粉料；

S3：配料，根据S1步骤中的煤矸石进行配料，其中，煤矸石的重量份为20份，石灰石或磷石膏15~20份，助剂1~2份；

S4：混合，将S3步骤中配好的料放入搅拌装置中，得到混合料；

S5：成型，将混合料通过成型机压制成型；

S6：热活化，对S5中成型的混合料进行加热，并使其活化；

S7：淬冷，将S6中活化完成的混合料通过水雾淬冷的方式进行淬冷；

S8：烘干，将S7中淬冷后的混合料进行烘干，得到干燥的混合料；

S9：粉碎，将S8中烘干的混合料进行破碎，得到孰料粉料；

S10：复合菌剂固定化；选取重量份为20份的S9中的熟料粉料，然后将重量份为5~10份的复合菌剂加入到熟料粉料中，并混合均匀在固定化池固定而后陈化；

S11：二次烘干；将S10中已经陈化好的固定化菌肥进行烘干，得到成品。

优选的，所述S2步骤中的包括以下步骤，

S21：粗碎，将原料通过颚式破碎机进行粗破，得到颗粒状原料；

S22：精磨，将S21中的颗粒状原料通过球磨机进行粉磨，得到粉料。

优选的，所述S22中球磨机精磨后的粉料的粒度为160~250目。

优选的，所述S5步骤中，成型机将混合料压制成方形。

优选的，所述S6步骤中所采用的加热设备为隧道窑、回转窑、室式窑、梭式窑、台车窑和微波窑的一种。

优选的，所述S6步骤中，加热时，升温速度为3~30℃/min，保温温度：800~1300℃，保温时间1~4h。

优选的，所述S7步骤中，淬冷后的多余废水进行回收，并将该废水用作S5步骤中的成型工艺用水。

优选的，所述S8中的烘干温度为50~110摄氏度。

优选的，所述S9步骤中的包括以下步骤，

S91：粗碎，将S9中烘干的混合料通过颚式破碎机进行粗破，得到颗粒状混合料；

S92：精磨，将S91中的颗粒状混合料通过球磨机进行粉磨，得到产品。

优选的，所述S92中球磨机精磨后的粉料的粒度为160~250目。

优选的，在固定化池内的陈化时间为24h~72h。

优选的，所述固定化菌肥二次烘干的温度为25~40摄氏度。

优选的，所述复合菌剂为硫酸盐还原菌。

本发明具有以下优点：

1、本发明的重金属土壤修复剂，采用煤矸石为主要生产原料，使得原材料成本降低，从而降低了重金属土壤修复剂的生产成本，而且使得煤矸石变废为宝，能解决现有煤矸石堆积过多的现状，并且整个制备过程环保，不会产生二次污染物；

2、通过热活化，使得粉料中的AL₂O₃、SiO₂、CaO、MgO、Fe₂O₃等的晶包被破坏，从而变成无定型的活性材料，粉料的活性高，其成分表面的氰基能与重金属离子置换，去除土壤中的重金属离子，并且本发明的重金属土壤修复剂本身具有吸附性能，能够吸附重金属离子，从而实现土壤修复；

3、在高温作用下石灰石被活化成活性氧化钙，活性氧化钙与活性的二氧化硅反应生产硅酸钙，从而得到硅酸盐，而硅酸盐在高温作用下，又变成活性硅酸盐，而且添加的石灰石还能够补充钙含量，活性的硅酸盐能够与土壤中的重金属离子发生反应，从而将重金属离子与硅酸根结合后沉淀，进一步起到去除重金属的目的；

4、粉料经过活化后，粉料中的活性AL₂O₃、SiO₂、CaO、MgO、Fe₂O₃和硅酸盐等能够快速降解，变成铝离子、硅酸根离子、钙离子、镁离子和铁离子等，从而补充土壤中的微量元素，从而改善土壤，增加土壤中的微量矿物元素；

5、在煅烧过程中，煤矸石中内的碳，与空气中的氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳溢出，从而使得煤矸石内形成介孔和微孔，从而具有很大的比表面积，通过介孔和微孔，土壤中的水份则会进入到介孔和微孔内，从而提高了该土壤的保水性，而且介孔和微孔还能改善土壤的通气性，从而利于植物生长。

6、热活化产生的介孔和微孔，可以用作复合菌剂的载体，在本实施例中，复合菌剂为硫酸盐还原菌，通过粉料中介孔和微孔作为硫酸盐还原菌的载体，从而就不需要其它的载体，且该微孔和介孔还能作为微小的反应容器，硫酸盐还原菌将硫酸根还原成硫离子，硫离子与重金属离子结合形成硫化物固体而沉淀，从而去除了重金属离子，且硫酸还原菌等复合菌剂分泌出纳米酶对重金属具有快速高效钝化作用。

具体实施方式

实施例一：

一种利用煤矸石制备煤矸石基生物纳米重金属土壤修复剂的方法，它包括以下步骤：

S1：原料测试，对煤矸石原料、石灰石或磷石膏原料进行化学成分和物相分析，得到煤矸石、石灰石或磷石膏化学成分及其含量；

S2：原料破碎，将原料通过破碎机破碎，得到粉料；进一步的，原料破碎分为两个步骤，即粗碎和精磨，先进行粗碎，将原料通过粗破设备进行粗破，优选的，采用颚式破碎机进行粗破，得到颗粒状原料，粗碎的主要目的是将大块状的煤矸石原料进行破碎，破碎成颗粒状的原料，从而使得煤矸石能够进入到精磨设备中进行精磨，其次，将颗粒状的原料送至精磨设备中去进行研磨，优选的精磨设备为球磨机，得到粉料，通常情况下，通过球磨机磨好的粉料即为所需粉料，即球磨机精磨后的粉料粒度为160目，当然，在实际生产过程中，可以将球磨机磨好的粉料通过筛分机进行筛选，筛选出160目的粉料，然后大于160目的粉料，则再次进行球磨机进行研磨。

S3：配料，根据S1步骤中的煤矸石进行配料，其中，煤矸石的重量份为20份，石灰石或磷石膏15份，助剂1份；

S4：混合，将S3步骤中配好的料放入搅拌装置中，得到混合料，搅拌时，需要将配好的料进行充分混合；

S5：成型，将混合料通过成型机压制成型，优选的，成型机将混合料压制成方形，如长方体，混合料为长方体后，便于混合料的运输，以及排放，特别是在加热设备中的放置；

S6：热活化，对S5中成型的混合料进行加热，并使其活化，在本实施例中，所采用的加热设备为隧道窑、回转窑、室式窑、梭式窑、台车窑和微波窑的一种，在加热时，其升温温度为3℃/min，达到保温温度800℃后，进行保温，保温时间为1h；通过保温，能够保证粉料的活化效果，通过热活化，使得粉料中的AL₂O₃、SiO₂、CaO、MgO、Fe₂O₃等的晶包被破坏，从而变成无定型的活性材料，而添加的石灰石，在高温作用下石灰石被活化成活性氧化钙，活性氧化钙与活性的二氧化硅反应生产硅酸钙，从而得到硅酸盐，而硅酸盐在高温作用下，又变成活性硅酸盐，而且添加的石灰石还能够补充钙含量，而且添加到土壤中后，粉料中的活性AL₂O₃、SiO₂、CaO、MgO、Fe₂O₃和硅酸盐等能够快速降解，变成铝离子、硅酸根离子、钙离子、镁离子和铁离子等，从而补充土壤中的微量元素，利于植物吸收；并且在煅烧过程中，煤矸石中内的碳，与空气中的氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳溢出，从而使得煤矸石内形成介孔和微孔，从而具有很大的比表面积，通过介孔和微孔，土壤中的水份则会进入到介孔和微孔内，从而提高了该土壤的保水性，而且介孔和微孔还能改善土壤的通气性，从而利于植物生长。

S7：淬冷，将S6中活化完成的混合料通过水雾淬冷的方式进行淬冷，水雾能够作用于整个混合料，使得混合料受冷均匀，从而提高淬冷效果，并且通过淬冷，使得活化后的AL₂O₃、SiO₂、CaO、MgO、Fe₂O₃等来不及变成稳定的晶包，从而能够使得S6中活化后的粉料保持活性，进一步的，通过水雾淬冷后，然后将水雾冷凝，形成废水，并对其进行集中回收，并将该废水输送至成型设备，使其成为混合料成型的工艺用水，从而节约了水资源，还避免了废水的排放，实现了环保生产。

S8：烘干，将S7中淬冷后的混合料进行烘干，得到干燥的混合料，优选的，淬冷后的混合料放入烘干炉中进行烘干，其烘干温度为50℃；

S9：粉碎，将S8中烘干的混合料进行破碎，得到孰料粉料，该处的破碎与S2中的破碎方式基本相同，即粗破，将混合料通过破碎机破碎，得到粉料；进一步的，混合料破碎分为两个步骤，即粗碎和精磨，先进行粗碎，将混合料通过粗破设备进行粗破，优选的，采用颚式破碎机进行粗破，得到颗粒状混合料，其次，将颗粒状的混合料送至精磨设备中去进行研磨，优选的精磨设备为球磨机，得到粉料，通常情况下，通过球磨机磨好的粉料即为所需粉料，即球磨机精磨后的粉料粒度为160目，当然，在实际生产过程中，可以将球磨机磨好的粉料通过筛分机进行筛选，筛选出160目的粉料，然后大于160目的粉料，则再次进行球磨机进行研磨。

S10：复合菌剂固定化；选取重量份为20份的S9中的熟料粉料，然后将重量份为5份的复合菌剂加入到熟料粉料中，并混合均匀在固定化池内陈化，陈化时间为24h，经过热活化后的粉料，具有较大的比较面积，从而便于复合菌剂的固化，而且热活化产生的介孔和微孔，可以用作复合菌剂的载体，在本实施例中，复合菌剂为硫酸盐还原菌，通过粉料中介孔和微孔作为硫酸盐还原菌的载体，从而就不需要其它的载体，且该微孔和介孔还能作为微小的反应容器，硫酸盐还原菌将硫酸根还原成硫离子，硫离子与重金属离子结合形成硫化物固体而沉淀，从而去除了重金属离子，且硫酸还原菌等复合菌剂分泌出纳米酶对重金属具有快速高效钝化作用；

S11：二次烘干；将S10中已经陈化好的固定化菌肥进行烘干，得到成品，其中，烘干温度为25摄氏度。

本发明的煤矸石基生物纳米重金属土壤修复剂，本身还具有吸附能力，从而能够吸附部分土壤中的重金属离子，而且该修复剂，通过热活化后，修复剂中的硅酸根离子还能与土壤中的重金属离子进行反应，从而去除土壤中的重金属，而且经过活化后的修复剂，其活性强，其成分表面的氰基还能与重金属离子置换，从而进一步的去除土壤中的重金属离子。

实施例二：

一种利用煤矸石制备煤矸石基生物纳米重金属土壤修复剂的方法，它包括以下步骤：

S1：原料测试，对煤矸石原料、石灰石或磷石膏原料进行化学成分和物相分析，得到煤矸石、石灰石或磷石膏化学成分及其含量；

S2：原料破碎，将原料通过破碎机破碎，得到粉料；进一步的，原料破碎分为两个步骤，即粗碎和精磨，先进行粗碎，将原料通过粗破设备进行粗破，优选的，采用颚式破碎机进行粗破，得到颗粒状原料，粗碎的主要目的是将大块状的煤矸石原料进行破碎，破碎成颗粒状的原料，从而使得煤矸石能够进入到精磨设备中进行精磨，其次，将颗粒状的原料送至精磨设备中去进行研磨，优选的精磨设备为球磨机，得到粉料，通常情况下，通过球磨机磨好的粉料即为所需粉料，即球磨机精磨后的粉料粒度为250目，当然，在实际生产过程中，可以将球磨机磨好的粉料通过筛分机进行筛选，筛选出250目的粉料，然后大于250目的粉料，则再次进行球磨机进行研磨。

S3：配料，根据S1步骤中的煤矸石进行配料，其中，煤矸石的重量份为20份，石灰石或磷石膏的重量份为20份，助剂的重量份为2份，其中，助剂优选的选用碱金属氧化物；

S4：混合，将S3步骤中配好的料放入搅拌装置中，得到混合料，搅拌时，需要将配好的料进行充分混合；

S5：成型，将混合料通过成型机压制成型，优选的，成型机将混合料压制成方形，如长方体，混合料为长方体后，便于混合料的运输，以及排放，特别是在加热设备中的放置；

S6：热活化，对S5中成型的混合料进行加热，并使其活化，在本实施例中所采用的加热设备为隧道窑、回转窑、室式窑、梭式窑、台车窑和微波窑的一种，其升温温度为30℃/min，达到保温温度1300℃后，进行保温，保温时间为4h；通过保温，能够保证粉料的活化效果，通过热活化，使得粉料中的AL2O3、SiO2、CaO、MgO、Fe2O3等的晶包被破坏，从而变成无定型的活性材料，而添加的石灰石，在高温作用下石灰石被活化成活性氧化钙，活性氧化钙与活性的二氧化硅反应生产硅酸钙，从而得到硅酸盐，而硅酸盐在高温作用下，又变成活性硅酸盐，而且添加的石灰石还能够补充钙含量，而且添加到土壤中后，粉料中的活性AL2O3、SiO2、CaO、MgO、Fe2O3和硅酸盐等能够快速降解，变成铝离子、硅酸根离子、钙离子、镁离子和铁离子等，从而补充土壤中的微量元素，利于植物吸收；并且在煅烧过程中，煤矸石中内的碳，与空气中的氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳溢出，从而使得煤矸石内形成介孔和微孔，从而具有很大的比表面积，通过介孔和微孔，土壤中的水份则会进入到介孔和微孔内，从而提高了该符合菌肥的保水性，而且介孔和微孔还能改善土壤的通气性，从而利于植物生长。

S7：淬冷，将S6中活化完成的混合料通过水雾淬冷的方式进行淬冷，水雾能够作用于整个混合料，使得混合料受冷均匀，从而提高淬冷效果，并且通过淬冷，使得活化后的AL2O3、SiO2、CaO、MgO、Fe2O3等来不及变成稳定的晶包，从而能够使得S6中活化后的粉料保持活性，进一步的，通过水雾淬冷后，然后将水雾冷凝，形成废水，并对其进行集中回收，并将该废水输送至成型设备，使其成为混合料成型的工艺用水，从而节约了水资源，还避免了废水的排放，实现了环保生产。

S8：烘干，将S7中淬冷后的混合料进行烘干，得到干燥的混合料，优选的，淬冷后的混合料放入烘干炉中进行烘干，其烘干温度为110℃；

S9：粉碎，将S8中烘干的混合料进行破碎，得到孰料粉料，该处的破碎与S2中的破碎方式基本相同，即粗破，将混合料通过破碎机破碎，得到粉料；进一步的，混合料破碎分为两个步骤，即粗碎和精磨，先进行粗碎，将混合料通过粗破设备进行粗破，优选的，采用颚式破碎机进行粗破，得到颗粒状混合料，其次，将颗粒状的混合料送至精磨设备中去进行研磨，优选的精磨设备为球磨机，得到粉料，通常情况下，通过球磨机磨好的粉料即为所需粉料，即球磨机精磨后的粉料粒度为250目，当然，在实际生产过程中，可以将球磨机磨好的粉料通过筛分机进行筛选，筛选出250目的粉料，然后大于250目的粉料，则再次进行球磨机进行研磨。

S10：复合菌剂固定化；选取重量份为20份的S9中的熟料粉料，然后将重量份为5份的复合菌剂加入到熟料粉料中，并混合均匀在固定化池内陈化，陈化时间为72h，经过热活化后的粉料，具有较大的比较面积，从而便于复合菌剂的固化，而且热活化产生的介孔和微孔，可以用作复合菌剂的载体，在本实施例中，复合菌剂为硫酸盐还原菌，通过粉料中介孔和微孔作为硫酸盐还原菌的载体，从而就不需要其它的载体，且该微孔和介孔还能作为微小的反应容器，硫酸盐还原菌将硫酸根还原成硫离子，硫离子与重金属离子结合形成硫化物固体而沉淀，从而去除了重金属离子，且硫酸还原菌等复合菌剂分泌出纳米酶对重金属具有快速高效钝化作用；

S11：二次烘干；将S10中已经陈化好的固定化菌肥进行烘干，得到成品，其中，烘干温度为40摄氏度。

本发明的煤矸石基生物纳米重金属土壤修复剂，本身还具有吸附能力，从而能够吸附部分土壤中的重金属离子，而且该修复剂，通过热活化后，修复剂中的硅酸根离子还能与土壤中的重金属离子进行反应，从而去除土壤中的重金属，而且经过活化后的修复剂，其活性强，其成分表面的氰基还能与重金属离子置换，从而进一步的去除土壤中的重金属离子。

实施例三：

一种利用煤矸石制备煤矸石基生物纳米重金属土壤修复剂的方法，它包括以下步骤：

S1：原料测试，对煤矸石原料、石灰石或磷石膏原料进行化学成分和物相分析，得到煤矸石、石灰石或磷石膏化学成分及其含量；

S2：原料破碎，将原料通过破碎机破碎，得到粉料；进一步的，原料破碎分为两个步骤，即粗碎和精磨，先进行粗碎，将原料通过粗破设备进行粗破，优选的，采用颚式破碎机进行粗破，得到颗粒状原料，粗碎的主要目的是将大块状的煤矸石原料进行破碎，破碎成颗粒状的原料，从而使得煤矸石能够进入到精磨设备中进行精磨，其次，将颗粒状的原料送至精磨设备中去进行研磨，优选的精磨设备为球磨机，得到粉料，通常情况下，通过球磨机磨好的粉料即为所需粉料，即球磨机精磨后的粉料粒度为205目，当然，在实际生产过程中，可以将球磨机磨好的粉料通过筛分机进行筛选，筛选出205目的粉料，然后大于205目的粉料，则再次进行球磨机进行研磨。

S3：配料，根据S1步骤中的煤矸石进行配料，其中，煤矸石的重量份为20份，石灰石或磷石膏的重量份为17份，助剂的重量份为1.5份；

S4：混合，将S3步骤中配好的料放入搅拌装置中，得到混合料，搅拌时，需要将配好的料进行充分混合；

S5：成型，将混合料通过成型机压制成型，优选的，成型机将混合料压制成方形，如长方体，混合料为长方体后，便于混合料的运输，以及排放，特别是在加热设备中的放置；

S6：热活化，对S5中成型的混合料进行加热，并使其活化，在本实施例中，所采用的加热设备为隧道窑、回转窑、室式窑、梭式窑、台车窑和微波窑的一种，在加热时，其升温温度为16℃/min，达到保温温度1050℃后，进行保温，保温时间为2.5h；通过保温，能够保证粉料的活化效果，通过热活化，使得粉料中的AL2O3、SiO2、CaO、MgO、Fe2O3等的晶包被破坏，从而变成无定型的活性材料，而添加的石灰石，在高温作用下石灰石被活化成活性氧化钙，活性氧化钙与活性的二氧化硅反应生产硅酸钙，从而得到硅酸盐，而硅酸盐在高温作用下，又变成活性硅酸盐，而且添加的石灰石还能够补充钙含量，而且添加到土壤中后，粉料中的活性AL2O3、SiO2、CaO、MgO、Fe2O3和硅酸盐等能够快速降解，变成铝离子、硅酸根离子、钙离子、镁离子和铁离子等，从而补充土壤中的微量元素，利于植物吸收；并且在煅烧过程中，煤矸石中内的碳，与空气中的氧气反应生成二氧化碳，二氧化碳溢出，从而使得煤矸石内形成介孔和微孔，从而具有很大的比表面积，通过介孔和微孔，土壤中的水份则会进入到介孔和微孔内，从而提高了该符合菌肥的保水性，而且介孔和微孔还能改善土壤的通气性，从而利于植物生长。

S7：淬冷，将S6中活化完成的混合料通过水雾淬冷的方式进行淬冷，水雾能够作用于整个混合料，使得混合料受冷均匀，从而提高淬冷效果，并且通过淬冷，使得活化后的AL2O3、SiO2、CaO、MgO、Fe2O3等来不及变成稳定的晶包，从而能够使得S6中活化后的粉料保持活性，进一步的，通过水雾淬冷后，然后将水雾冷凝，形成废水，并对其进行集中回收，并将该废水输送至成型设备，使其成为混合料成型的工艺用水，从而节约了水资源，还避免了废水的排放，实现了环保生产。

S8：烘干，将S7中淬冷后的混合料进行烘干，得到干燥的混合料，优选的，淬冷后的混合料放入烘干炉中进行烘干，其烘干温度为80℃；

S9：粉碎，将S8中烘干的混合料进行破碎，得到孰料粉料，该处的破碎与S2中的破碎方式基本相同，即粗破，将混合料通过破碎机破碎，得到粉料；进一步的，混合料破碎分为两个步骤，即粗碎和精磨，先进行粗碎，将混合料通过粗破设备进行粗破，优选的，采用颚式破碎机进行粗破，得到颗粒状混合料，其次，将颗粒状的混合料送至精磨设备中去进行研磨，优选的精磨设备为球磨机，得到粉料，通常情况下，通过球磨机磨好的粉料即为所需粉料，即球磨机精磨后的粉料粒度为205目，当然，在实际生产过程中，可以将球磨机磨好的粉料通过筛分机进行筛选，筛选出205目的粉料，然后大于205目的粉料，则再次进行球磨机进行研磨；

S10：复合菌剂固定化；选取重量份为20份的S9中的熟料粉料，然后将重量份为7.5份的复合菌剂加入到熟料粉料中，并混合均匀在固定化池内陈化，陈化时间为48h，经过热活化后的粉料，具有较大的比较面积，从而便于复合菌剂的固化，而且热活化产生的介孔和微孔，可以用作复合菌剂的载体，在本实施例中，复合菌剂为硫酸盐还原菌，通过粉料中介孔和微孔作为硫酸盐还原菌的载体，从而就不需要其它的载体，且该微孔和介孔还能作为微小的反应容器，硫酸盐还原菌将硫酸根还原成硫离子，硫离子与重金属离子结合形成硫化物固体而沉淀，从而去除了重金属离子，且硫酸还原菌等复合菌剂分泌出纳米酶对重金属具有快速高效钝化作用；

S11：二次烘干；将S10中已经陈化好的固定化菌肥进行烘干，得到成品，其中，烘干温度为32摄氏度。

本发明的煤矸石基生物纳米重金属土壤修复剂，本身还具有吸附能力，从而能够吸附部分土壤中的重金属离子，而且该修复剂，通过热活化后，修复剂中的硅酸根离子还能与土壤中的重金属离子进行反应，从而去除土壤中的重金属，而且经过活化后的修复剂，其活性强，其成分表面的氰基还能与重金属离子置换，从而进一步的去除土壤中的重金属离子。

尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (10)

1.一种利用煤矸石制备煤矸石基生物纳米重金属土壤修复剂的方法，其特征在于：它包括以下步骤：

S1：原料测试，对煤矸石原料、石灰石或磷石膏原料进行化学成分和物相分析，得到煤矸石、石灰石或磷石膏化学成分及其含量；

S2：原料破碎，将原料通过破碎机破碎，得到粉料；

S3：配料，根据S1步骤中的煤矸石进行配料，其中，煤矸石的重量份为20份，石灰石或磷石膏15~20份，助剂1~2份；

S4：混合，将S3步骤中配好的料放入搅拌装置中，得到混合料；

S5：成型，将混合料通过成型机压制成型；

S6：热活化，对S5中成型的混合料进行加热，并使其活化；

S7：淬冷，将S6中活化完成的混合料通过水雾淬冷的方式进行淬冷；

S8：烘干，将S7中淬冷后的混合料进行烘干，得到干燥的混合料；

S9：粉碎，将S8中烘干的混合料进行破碎，得到孰料粉料；

S10：复合菌剂固定化；选取重量份为20份的S9中的熟料粉料，然后将重量份为5~10份的复合菌剂加入到熟料粉料中，并混合均匀在固定化池内陈化；

S11：二次烘干；将S10中已经陈化好的固定化菌肥进行烘干，得到成品。

2.根据权利要求1所述的一种利用煤矸石制备煤矸石基生物纳米重金属土壤修复剂的方法，其特征在于：所述S2和S9步骤中均包括以下步骤，

S21：粗碎，将原料通过颚式破碎机进行粗破，得到颗粒状原料；

S22：精磨，将S21中的颗粒状原料通过球磨机进行粉磨，得到粉料，且粉料的粒度为160~250目。

3.根据权利要求1所述的一种利用煤矸石制备煤矸石基生物纳米重金属土壤修复剂的方法，其特征在于：所述S22中球磨机精磨后的粉料的粒度为160~250目。

4.根据权利要求1所述的一种利用煤矸石制备煤矸石基生物纳米重金属土壤修复剂的方法，其特征在于：所述S5步骤中，成型机将混合料压制成方形。

5.根据权利要求1所述的一种利用煤矸石制备煤矸石基生物纳米重金属土壤修复剂的方法，其特征在于：所述S6步骤中所采用的加热设备为隧道窑、回转窑、室式窑、梭式窑、台车窑和微波窑的一种，且加热时，升温速度为3~30℃/min，保温温度：800~1300℃，保温时间1~4h。

6.根据权利要求1所述的一种利用煤矸石制备煤矸石基生物纳米重金属土壤修复剂的方法，其特征在于：所述S7步骤中，淬冷后的多余废水进行回收，并将该废水用作S5步骤中的成型工艺用水。

7.根据权利要求1所述的一种利用煤矸石制备煤矸石基生物纳米重金属土壤修复剂的方法，其特征在于：所述S8中的烘干温度为50~110摄氏度。

8.根据权利要求1所述的一种利用煤矸石制备煤矸石基生物纳米重金属土壤修复剂的方法，其特征在于：在固定化池内的陈化时间为24h~72h。

9.根据权利要求1所述的一种利用煤矸石制备煤矸石基生物纳米重金属土壤修复剂的方法，其特征在于：所述固定化菌肥二次烘干的温度为25~40摄氏度。

10.根据权利要求1所述的一种利用煤矸石制备煤矸石基生物纳米重金属土壤修复剂的方法，其特征在于：所述复合菌剂为硫酸盐还原菌复合菌剂。