CN110016349A - 一种利用煤矸石制备重金属土壤修复材料的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用煤矸石制备重金属土壤修复材料的方法，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：氨基酸固定化，S11：二次烘干。本发明的重金属土壤修复材料，通过热活化，粉料的活性高，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，可以用作氨基酸或胍基乙酸生产母液的载体，在土壤中施加该修复材料后，氨基酸与重金属离子螯合，从而形成氨基酸螯合物，并附着在粉体的表面，从而去除了土壤中的重金属离子。
Description
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重金属土壤修复材料的方法。
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，在重金属土壤中，含有镍、铬等重金属，而镍、铬能够与氨基酸螯合，从而形成氨基酸螯合物，但是对于重金属污染土壤，通常是成片的，因此通过直接布施氨基酸，从而导致氨基酸消耗量大，而且氨基酸也很难布施均匀，从而导致土壤修复不均匀；
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重金属土壤修复材料的方法。
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重金属土壤修复材料的方法，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：氨基酸固定化；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份的氨基酸或重量份为15~20份的胍基乙酸生产母液加入到熟料粉料中，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。
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S3步骤中的助剂为碱金属盐或碱金属氧化物。
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~36h。
优选的，所述固定化菌肥二次烘干的温度为25~40摄氏度。
本发明具有以下优点：
1、本发明的重金属土壤修复材料，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材料的生产成本，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，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材料本身具有吸附性能，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钝化，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施入土壤缓慢转成铝离子、硅酸根离子、钙离子、镁离子和铁离子等，煤矸石经热活化，其中的锌、锆、镧、铜等微量元素也活化成易于植物吸收的物质，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，可以用作氨基酸或胍基乙酸生产母液的载体，在土壤中施加该修复材料后，氨基酸与重金属离子螯合，从而形成氨基酸螯合物，并附着在粉体的表面，从而去除了土壤中的重金属离子；
7、本发明的重金属土壤修复材料为混合均匀的粉料，通过布施粉状的修复材料，便于氨基酸布施均匀，且氨基酸附着在粉体表面以及粉体介孔和微孔内，从而使得氨基酸不会因为水淋而大量流失，从而提高氨基酸的利用率，降低修复成本，同时氨基酸也是一种高含氮物质，也可以补充土壤中的氮，氨基酸的降解，促进金属离子向粉体内孔径移动而固定下来。
具体实施方式
实施例一：
一种利用煤矸石制备重金属土壤修复材料的方法，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，优选的，助剂为碱金属盐或碱金属氧化物，碱金属氧化物为氧化镁、氧化钙、氧化钠、氧化钾的一种的或多种，而碱金属盐则为碳酸镁、碳酸钙、碳酸钠、碳酸钾的一种或多种；
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提高二氧化硅活化率，而且添加到土壤中后，粉料中的活性AL2O3、SiO2、CaO、MgO、Fe2O3和硅酸盐等能够缓慢转化成铝离子、硅酸根离子、钙离子、镁离子和铁离子等，而煤矸石经热活化，其中的锌、锆、镧、铜等微量元素也活化成易于植物吸收的物质，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：氨基酸固定化；选取重量份为20份的S9中的熟料粉料，然后将重量份为5份的氨基酸或重量份为15份的胍基乙酸生产母液加入到熟料粉料中，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，从而便于氨基酸的固化，而胍基乙酸生产母液中，其主要成分也是氨基酸，而氨基酸中的巯基与重金属离子螯合，从而形成氨基酸螯合物，并附着在粉体的表面，从而去除了土壤中的重金属离子，同时氨基酸也是一种高含氮物质，也可以补充土壤中的氮，氨基酸的降解，促进金属离子向粉体内孔径移动而固定下来；
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。
本发明的金属土壤修复材料，本身还具有吸附能力，因此形成的氨基酸螯合物能够吸附在粉体表面，同时，少量的重金属离子也能吸附在粉体表面，而且该修复材料，通过热活化后，修复材料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材料，其活性强，其成分表面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重金属土壤修复材料的方法，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，优选的，助剂为碱金属盐或碱金属氧化物，碱金属氧化物为氧化镁、氧化钙、氧化钠、氧化钾的一种的或多种，而碱金属盐则为碳酸镁、碳酸钙、碳酸钠、碳酸钾的一种或多种；
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和硅酸盐等能够缓慢转化成铝离子、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，从而提高了土壤修复材料保水性，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：氨基酸固定化，选取重量份为20份的S9中的熟料粉料，然后将重量份为10份的氨基酸或重量份为20份的胍基乙酸生产母液加入到熟料粉料中，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，从而便于氨基酸的固化，而胍基乙酸生产母液中，其主要成分也是氨基酸，而氨基酸与重金属离子螯合，从而形成氨基酸螯合物，并附着在粉体的表面，从而去除了土壤中的重金属离子，同时氨基酸也是一种高含氮物质，也可以补充土壤中的氮，氨氨基酸的降解，促进金属离子向粉体内孔径移动而固定下来。
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。
本发明的金属土壤修复材料，本身还具有吸附能力，因此形成的氨基酸螯合物能够吸附在粉体表面，同时，少量的重金属离子也能吸附在粉体表面，而且该修复材料，通过热活化后，修复材料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材料，其活性强，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重金属土壤修复材料的方法，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；优选的，助剂为碱金属盐或碱金属氧化物，碱金属氧化物为氧化镁、氧化钙、氧化钠、氧化钾的一种的或多种，而碱金属盐则为碳酸镁、碳酸钙、碳酸钠、碳酸钾的一种或多种；
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和硅酸盐等能够缓慢转化成铝离子、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，从而提高了该材料的保水性，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：氨基酸固定化；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份的氨基酸或重量份为17.5份的胍基乙酸生产母液加入到熟料粉料中，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，从而便于氨基酸的固化，而胍基乙酸生产母液中，其主要成分也是氨基酸，而氨基酸中的巯基与重金属离子螯合，从而形成氨基酸螯合物，并附着在粉体的表面，从而去除了土壤中的重金属离子，同时氨基酸也是一种高含氮物质，也可以补充土壤中的氮，氨基酸的降解，促进金属离子向粉体内孔径移动而固定下来；
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。
本发明的金属土壤修复材料，本身还具有吸附能力，因此形成的氨基酸螯合物能够吸附在粉体表面，同时，少量的重金属离子也能吸附在粉体表面，而且该修复材料，通过热活化后，修复材料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材料，其活性强，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重金属土壤修复材料的方法，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：氨基酸固定化；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份的氨基酸或重量份为15~20份的胍基乙酸生产母液加入到熟料粉料中，并混合均匀在固定化池内固定而后陈化；
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。
2.根据权利要求1所述的一种利用煤矸石制备重金属土壤修复材料的方法，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。
3.根据权利要求2所述的一种利用煤矸石制备重金属土壤修复材料的方法，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重金属土壤修复材料的方法，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重金属土壤修复材料的方法，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。
6.根据权利要求1所述的一种利用煤矸石制备重金属土壤修复材料的方法，其特征在于：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。
7.根据权利要求1所述的一种利用煤矸石制备重金属土壤修复材料的方法，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。
8.根据权利要求1所述的一种利用煤矸石制备重金属土壤修复材料的方法，其特征在于：所述S8中的烘干温度为50~110摄氏度。
9.根据权利要求1所述的一种利用煤矸石制备重金属土壤修复材料的方法，其特征在于：陈化时间为24h~36h。
10.根据权利要求1所述的一种利用煤矸石制备重金属土壤修复材料的方法，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。
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