CN111112323A - 一种砷镉污染用缓释型土壤修复剂及其制备 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种砷镉污染用缓释型土壤修复剂及其制备，该土壤修复剂包括质量比1.5‑2：0.4‑1.0：0.5‑1.5:2‑5的修复基、营养基、溶胶基和水组成，其中，修复基包括以下组份：预制载体、氮化镁、乙二胺四乙酸二钠镁，其中预制载体为质量比1:1‑2的铁尾矿、机制炭复合物；营养基包括以下组份：甘蔗渣、发酵饼肥、葡聚烯糖；溶胶基包括氨基粘土、偏硅酸钠，本发明通过合理的预制和复配，对原料进行精选配比、协同作用，有效提高了土壤修复剂对多种重金属的吸附效率，且有效成分缓释性强，吸附作用有效周期延长了3倍以上，同时还具有优异的土壤结构和营养改良性，多管齐下，显著提高了土壤成分的综合质量，种植效益明显提高。

Description

一种砷镉污染用缓释型土壤修复剂及其制备

技术领域

本发明涉及土壤修复剂技术领域，具体涉及一种砷镉污染用缓释型土壤修复剂及其制备。

背景技术

中国人口众多，粮食战略安全一直是头号国策。同时伴随着的是耕地面积有限，种植效率低下，很难实现轮作。为了保证水稻增产，不得不逐年增加化肥用量。但现有化肥容易导致土壤板结、在土壤内的有效性很低，长期使用化肥导致水稻田内的土壤板结，土壤透气性下降，有机质匮乏，肥力衰退，土壤次生盐渍化及酸化。营养元素失衡造成农作物生育受阻，生育状况变差，产量降低，品质变劣，从此恶性循环。再加之近年来工业化进程的不断加快，矿产资源的不合理开采及其冶炼排放、长期对土壤进行污水灌溉和污泥施用等，某些地区重金属严重超标，使得土壤与地下水资源质量不断下降。而且在酸性条件下，土壤中重金属的溶解度增大，有效性提高，对农产品与水资源产生污染，使得作物产量和品质大大降低，甚至在某些地区发生了大米镉超标事件。

另外，我国土壤砷污染也是日益严重，砷是一种原生质毒物类非金属元素，土壤中的砷主要通过土壤-植物系统迁移，并最终经食物链进入人体而危害健康。砷不像有机污染物那样可被自然降解，也就难以通过自然净化的方式去除。因此对于砷污染的土壤，必须进行人工治理与修复。目前常采用的方法包括物理方法、化学方法和生物学方法，以达到固定、隔离、降低毒性和提取砷的目的。其中，固定稳定化技术属于最常用的砷污染土壤治理技术，通过施加固化剂以改变砷在土壤或废弃物中的存在形态，通过吸附或沉淀作用使其固定在土壤中，降低砷的活性，减少在土壤中的迁移性和生物可利用性。工程实践中常用的固化剂属于凝硬态材料，如水泥、石灰、飞灰，铁氧化物材料、钢渣或是泥浆状聚合物。工艺中还需要使用添加剂或者预处理工艺，其中包括pH值调节剂、硫酸铁、过硫酸盐等试剂的添加，或是采用燃烧化学氧化预处理技术，以使砷化合物转化为更稳定难溶的形态。该工艺常用于原位砷污染土壤修复，能大大降低成本，将化学沉淀剂、pH值调节剂和化学氧化剂以溶液的形式注入土壤，工程实例中就采用过Fe(II)、石灰石、高锰酸钾的组合溶液进行砷污染土壤的修复。但是固化方法需要大量的固化剂，容易对土壤造成破坏，一般用于砷污染严重的小面积土壤修复。

当下，土壤重金属污染的问题，已然是研究的热点也是急需改善的重点问题，但现下土壤修复剂仍存在有效修复周期短、残留率大、对土壤营养流失率大等问题，极大的限制了土壤修复剂的应用，综合效果仍不能满足需求，需要进一步的完善和提高。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提出了一种砷镉污染用缓释型土壤修复剂及其制备，通过合理的预制和复配，对原料进行精选配比、协同作用，有效提高了土壤修复剂对多种重金属的吸附效率，且有效成分缓释性强，吸附作用有效周期延长了3倍以上，同时还具有优异的土壤结构和营养改良性，多管齐下，显著提高了土壤成分的综合质量，种植效益明显提高。

为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：

一种砷镉污染用缓释型土壤修复剂，包括质量比1.5-2：0.4-1.0：0.5-1.5:2-5的修复基、营养基、溶胶基和水组成，其中，修复基包括以下组份：预制载体、氮化镁、乙二胺四乙酸二钠镁，其中预制载体为质量比1:1-2的铁尾矿、机制炭复合物；营养基包括以下组份：甘蔗渣、发酵饼肥、葡聚烯糖；溶胶基包括氨基粘土、偏硅酸钠。

优选的，所述铁尾矿选用高硅型铁尾矿，其中硅含量为65-68wt％，铁含量为8-10wt％；所述机制炭选用木屑或作物秸秆碎料高温压制炭化，其比表面积为400-420m²/g。

优选的，所述预制载体制备方法为：按质量比取料，将铁尾矿、机制炭先粉碎过200-250目筛，然后将铁尾矿置于5wt％聚乙二醇水溶液中，机械1000-1500rpm高速混合20-60min,过滤，60℃热风干燥；将干燥后的铁尾矿与机制炭在N₂/O₂混合气氛下二次研磨至过300目筛，然后置于惰性气氛中加压保温处理1-3h，即得。

优选的，N₂/O₂混合气氛中N₂：O₂体积比为5:1；惰性气氛中加压保温具体为N₂或N₂/Ar混合气氛围，压力0.28-0.3MPa，温度250-400℃。

优选的，所述营养基内还包括水草浆、精氨酸，所述溶胶基内还包括金云母、海藻酸。

优选的，所述修复剂中各原料重量份数为：预制载体15-20份、氮化镁3-5份、乙二胺四乙酸二钠镁2-6份；所述营养基中各原料重量份数为：甘蔗渣10-15份、发酵饼肥8-10份、葡聚烯糖2-7份、水草浆0-5份、精氨酸0-0.1份；所述溶胶基中各原料重量份数为：氨基粘土10-15份、偏硅酸钠2-3份、金云母0-4份、海藻酸0-2份。

优选的，所述修复基制备方法为按重量份取料，将乙二胺四乙酸二钠镁、氮化镁在搅拌条件下依次加入预制载体中，45-60℃保温至少60min即可；所述营养基制备方法为按重量份取料，将发酵饼肥与甘蔗渣共混，在30℃、75％湿度条件下堆放24-30h，然后将剩余物料混合均匀后加入其中，整体搅拌混匀，继续在30℃、75％湿度条件下堆放1-2d，即可；所述溶胶基制备方法为按重量份取料，在常温下均匀共混即可。

优选的，砷镉污染用缓释型土壤修复剂，制备方法如下：

1)按质量比取料，将溶胶基至少分2次加入水中，70-75℃搅拌混合30-60min，得混料一备用；

2)将修复基与营养基等分递进式混合，然后送入反应釜内，保温加压处理60-90min，取出后真空冷冻干燥，破碎得混料二；

3)将混料二至少分2次在搅拌条件下加入混料一中，然后向其中通入N₂/NH₃混合气，45-50℃搅拌处理2-6h，取出超临界干燥，破碎成粉料即可。

优选的，步骤2)中等分递进式混合具体为将修复基、营养基对应均分至少3份，然后相应等份共混，最后整体共混；保温加压具体为0.5-0.6MPa、70℃。

优选的，步骤3)中N₂/NH₃混合气中N₂、NH₃两者通入量分别为0.8L/h、0.2L/h；所得粉料粒径为微米级。

由于采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：本发明通过合理的预制和复配，对原料进行精选配比、协同作用，有效提高了土壤修复剂对多种重金属的吸附效率，且有效成分缓释性强，吸附作用有效周期延长了3倍以上，同时还具有优异的土壤结构和营养改良性，多管齐下，显著提高了土壤成分的综合质量，种植效益明显提高。

相较于传统的重金属吸附，本发明将吸附材料与营养成分复合制备，在对重金属进行固化的同时释放营养元素，对土壤改良效果更佳。修复剂采用铁尾矿和机制炭为载体基体，原料来源广、成本低，符合持续发展的理念，且在载体制备过程中先进行机械活化辅以试剂改性，然后以氮、氧、氩气进行热处理，大大提高了载体原料的吸附能力，且对空间孔隙具有良好的结构稳固和强化效果，整体抗压强度提高、比表面积增大，部分氧分子的残留与后期溶胶基中硅酸基的结合，显著提高了三维稳定性、包覆均匀性和吸附效果，对土壤的保水、疏松也具有良好的促进作用，有利于土壤中重金属和有效成分的交替更换。添加的氮化镁在未与溶胶基、水共混前，负载掺混于预制载体内外，先与营养基相触混合，其中的甘蔗渣、水草浆等纤维结构在提供连接桥梁作用的同时，也提供了一定的负载空间，两者间可反应效率高，原料分散性强，在最后包覆的过程中，氮化镁反应沉淀、释放氨气，除了提高碱化活性外，还具有一定的pH影响，对其中的氢氧化镁也有反向促进作用，同时与已发酵的饼肥共同作用，不仅促进发酵，改善土壤酸性，而且有利于矿物元素的游离释放，营养补强性好。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种砷镉污染用缓释型土壤修复剂，包括质量比1.5-2：0.4-1.0：0.5-1.5:2-5的修复基、营养基、溶胶基和水组成，其中，修复基包括以下组份：预制载体、氮化镁、乙二胺四乙酸二钠镁，其中预制载体为质量比1:1-2的铁尾矿、机制炭复合物；营养基包括以下组份：甘蔗渣、发酵饼肥、葡聚烯糖；溶胶基包括氨基粘土、偏硅酸钠。

且，所述营养基内还包括水草浆、精氨酸，所述溶胶基内还包括金云母、海藻酸。

实施例1：

一种砷镉污染用缓释型土壤修复剂，包括质量比1.5：0.6：1:3的修复基、营养基、溶胶基和水组成，其中，修复剂中各原料重量份数为：预制载体20份、氮化镁5份、乙二胺四乙酸二钠镁4份；所述营养基中各原料重量份数为：甘蔗渣12份、发酵饼肥10份、葡聚烯糖4份、水草浆2份、精氨酸0.05份；所述溶胶基中各原料重量份数为：氨基粘土15份、偏硅酸钠3份、金云母1份、海藻酸2份。

预制载体制备方法为：按质量比1:1取料，将铁尾矿、机制炭先粉碎过200-250目筛，然后将铁尾矿置于5wt％聚乙二醇水溶液中，机械1500rpm高速混合30min,过滤，60℃热风干燥；将干燥后的铁尾矿与机制炭在N₂/O₂混合气氛下二次研磨至过300目筛，然后置于惰性气氛中加压保温处理2h，即得。

其中：所述铁尾矿选用高硅型铁尾矿，其中硅含量为65-68wt％，铁含量为8-10wt％；所述机制炭选用木屑或作物秸秆碎料高温压制炭化，其比表面积为400-420m²/g；N₂/O₂混合气氛中N₂：O₂体积比为5:1；惰性气氛中加压保温具体为N₂或N₂/Ar混合气氛围，压力0.28MPa，温度300℃。

修复基制备方法为按重量份取料，将乙二胺四乙酸二钠镁、氮化镁在搅拌条件下依次加入预制载体中，60℃保温60min即可；所述营养基制备方法为按重量份取料，将发酵饼肥与甘蔗渣共混，在30℃、75％湿度条件下堆放24h，然后将剩余物料混合均匀后加入其中，整体搅拌混匀，继续在30℃、75％湿度条件下堆放2d，即可；所述溶胶基制备方法为按重量份取料，在常温下均匀共混即可。

砷镉污染用缓释型土壤修复剂，制备方法如下：

1)按质量比取料，将溶胶基分2次加入水中，75℃搅拌混合60min，得混料一备用；

2)将修复基与营养基等分递进式混合，然后送入反应釜内，保温加压处理60min，取出后真空冷冻干燥，破碎得混料二；

3)将混料二分2次在搅拌条件下加入混料一中，然后向其中通入N₂/NH₃混合气，50℃搅拌处理4h，取出超临界干燥，破碎成粉料即可。

其中，步骤2)中等分递进式混合具体为将修复基、营养基对应均分3份，然后相应等份共混，最后整体共混；保温加压具体为0.55MPa、70℃；步骤3)中N₂/NH₃混合气中N₂、NH₃两者通入量分别为0.8L/h、0.2L/h；所得粉料粒径为微米级。

实施例2：

一种砷镉污染用缓释型土壤修复剂，包括质量比1.5：0.4：1.5:5的修复基、营养基、溶胶基和水组成，其中，修复剂中各原料重量份数为：预制载体20份、氮化镁3份、乙二胺四乙酸二钠镁5份；所述营养基中各原料重量份数为：甘蔗渣10份、发酵饼肥8份、葡聚烯糖5份、水草浆5份、精氨酸0.1份；所述溶胶基中各原料重量份数为：氨基粘土10份、偏硅酸钠2份、金云母4份、海藻酸1份。

预制载体制备方法为：按质量比1:1取料，将铁尾矿、机制炭先粉碎过200-250目筛，然后将铁尾矿置于5wt％聚乙二醇水溶液中，机械1500rpm高速混合20min,过滤，60℃热风干燥；将干燥后的铁尾矿与机制炭在N₂/O₂混合气氛下二次研磨至过300目筛，然后置于惰性气氛中加压保温处理3h，即得。

其中：所述铁尾矿选用高硅型铁尾矿，其中硅含量为65-68wt％，铁含量为8-10wt％；所述机制炭选用木屑或作物秸秆碎料高温压制炭化，其比表面积为400-420m²/g；N₂/O₂混合气氛中N₂：O₂体积比为5:1；惰性气氛中加压保温具体为N₂或N₂/Ar混合气氛围，压力0.28MPa，温度400℃。

修复基制备方法为按重量份取料，将乙二胺四乙酸二钠镁、氮化镁在搅拌条件下依次加入预制载体中，50℃保温60min即可；所述营养基制备方法为按重量份取料，将发酵饼肥与甘蔗渣共混，在30℃、75％湿度条件下堆放24h，然后将剩余物料混合均匀后加入其中，整体搅拌混匀，继续在30℃、75％湿度条件下堆放2d，即可；所述溶胶基制备方法为按重量份取料，在常温下均匀共混即可。

砷镉污染用缓释型土壤修复剂，制备方法如下：

1)按质量比取料，将溶胶基分2次加入水中，70℃搅拌混合60min，得混料一备用；

2)将修复基与营养基等分递进式混合，然后送入反应釜内，保温加压处理60min，取出后真空冷冻干燥，破碎得混料二；

3)将混料二分2次在搅拌条件下加入混料一中，然后向其中通入N₂/NH₃混合气，45℃搅拌处理6h，取出超临界干燥，破碎成粉料即可。

其中，步骤2)中等分递进式混合具体为将修复基、营养基对应均分3份，然后相应等份共混，最后整体共混；保温加压具体为0.5MPa、70℃；步骤3)中N₂/NH₃混合气中N₂、NH₃两者通入量分别为0.8L/h、0.2L/h；所得粉料粒径为微米级。

实施例3：

一种砷镉污染用缓释型土壤修复剂，包括质量比2：1.0：1.0:4的修复基、营养基、溶胶基和水组成，其中，修复剂中各原料重量份数为：预制载体20份、氮化镁4份、乙二胺四乙酸二钠镁2份；所述营养基中各原料重量份数为：甘蔗渣15份、发酵饼肥10份、葡聚烯糖7份、水草浆3份、精氨酸0.1份；所述溶胶基中各原料重量份数为：氨基粘土10份、偏硅酸钠3份、金云母1份、海藻酸2份。

预制载体制备方法为：按质量比1:2取料，将铁尾矿、机制炭先粉碎过200-250目筛，然后将铁尾矿置于5wt％聚乙二醇水溶液中，机械1000rpm高速混合60min,过滤，60℃热风干燥；将干燥后的铁尾矿与机制炭在N₂/O₂混合气氛下二次研磨至过300目筛，然后置于惰性气氛中加压保温处理3h，即得。

其中：所述铁尾矿选用高硅型铁尾矿，其中硅含量为65-68wt％，铁含量为8-10wt％；所述机制炭选用木屑或作物秸秆碎料高温压制炭化，其比表面积为400-420m²/g；N₂/O₂混合气氛中N₂：O₂体积比为5:1；惰性气氛中加压保温具体为N₂或N₂/Ar混合气氛围，压力0.28MPa，温度400℃。

修复基制备方法为按重量份取料，将乙二胺四乙酸二钠镁、氮化镁在搅拌条件下依次加入预制载体中，50℃保温60min即可；所述营养基制备方法为按重量份取料，将发酵饼肥与甘蔗渣共混，在30℃、75％湿度条件下堆放30h，然后将剩余物料混合均匀后加入其中，整体搅拌混匀，继续在30℃、75％湿度条件下堆放2d，即可；所述溶胶基制备方法为按重量份取料，在常温下均匀共混即可。

砷镉污染用缓释型土壤修复剂，制备方法如下：

1)按质量比取料，将溶胶基分2次加入水中，75℃搅拌混合30min，得混料一备用；

2)将修复基与营养基等分递进式混合，然后送入反应釜内，保温加压处理90min，取出后真空冷冻干燥，破碎得混料二；

3)将混料二分2次在搅拌条件下加入混料一中，然后向其中通入N₂/NH₃混合气，50℃搅拌处理6h，取出超临界干燥，破碎成粉料即可。

其中，步骤2)中等分递进式混合具体为将修复基、营养基对应均分3份，然后相应等份共混，最后整体共混；保温加压具体为0.6MPa、70℃；步骤3)中N₂/NH₃混合气中N₂、NH₃两者通入量分别为0.8L/h、0.2L/h；所得粉料粒径为微米级。

实施例4：

一种砷镉污染用缓释型土壤修复剂，包括质量比2：0.5：1.5:4的修复基、营养基、溶胶基和水组成，其中，修复剂中各原料重量份数为：预制载体15份、氮化镁3份、乙二胺四乙酸二钠镁2份；所述营养基中各原料重量份数为：甘蔗渣10份、发酵饼肥10份、葡聚烯糖2份、水草浆2份、精氨酸0.1份；所述溶胶基中各原料重量份数为：氨基粘土15份、偏硅酸钠3份、金云母4份、海藻酸2份。

预制载体制备方法为：按质量比1:2取料，将铁尾矿、机制炭先粉碎过200-250目筛，然后将铁尾矿置于5wt％聚乙二醇水溶液中，机械1200rpm高速混合60min,过滤，60℃热风干燥；将干燥后的铁尾矿与机制炭在N₂/O₂混合气氛下二次研磨至过300目筛，然后置于惰性气氛中加压保温处理2h，即得。

其中：所述铁尾矿选用高硅型铁尾矿，其中硅含量为65-68wt％，铁含量为8-10wt％；所述机制炭选用木屑或作物秸秆碎料高温压制炭化，其比表面积为400-420m²/g；N₂/O₂混合气氛中N₂：O₂体积比为5:1；惰性气氛中加压保温具体为N₂或N₂/Ar混合气氛围，压力0.3MPa，温度250℃。

修复基制备方法为按重量份取料，将乙二胺四乙酸二钠镁、氮化镁在搅拌条件下依次加入预制载体中，60℃保温60min即可；所述营养基制备方法为按重量份取料，将发酵饼肥与甘蔗渣共混，在30℃、75％湿度条件下堆放30h，然后将剩余物料混合均匀后加入其中，整体搅拌混匀，继续在30℃、75％湿度条件下堆放2d，即可；所述溶胶基制备方法为按重量份取料，在常温下均匀共混即可。

砷镉污染用缓释型土壤修复剂，制备方法如下：

1)按质量比取料，将溶胶基分2次加入水中，70℃搅拌混合40min，得混料一备用；

2)将修复基与营养基等分递进式混合，然后送入反应釜内，保温加压处理60min，取出后真空冷冻干燥，破碎得混料二；

3)将混料二分2次在搅拌条件下加入混料一中，然后向其中通入N₂/NH₃混合气，45℃搅拌处理5h，取出超临界干燥，破碎成粉料即可。

其中，步骤2)中等分递进式混合具体为将修复基、营养基对应均分3份，然后相应等份共混，最后整体共混；保温加压具体为0.55MPa、70℃；步骤3)中N₂/NH₃混合气中N₂、NH₃两者通入量分别为0.8L/h、0.2L/h；所得粉料粒径为微米级。

实施例5：

一种砷镉污染用缓释型土壤修复剂，包括质量比1.5：0.5：0.5:3的修复基、营养基、溶胶基和水组成，其中，修复剂中各原料重量份数为：预制载体15份、氮化镁3份、乙二胺四乙酸二钠镁4份；所述营养基中各原料重量份数为：甘蔗渣15份、发酵饼肥8份、葡聚烯糖4份、水草浆3份、精氨酸0.1份；所述溶胶基中各原料重量份数为：氨基粘土15份、偏硅酸钠2份、海藻酸2份。

预制载体制备方法为：按质量比1:1取料，将铁尾矿、机制炭先粉碎过200-250目筛，然后将铁尾矿置于5wt％聚乙二醇水溶液中，机械1500rpm高速混合60min,过滤，60℃热风干燥；将干燥后的铁尾矿与机制炭在N₂/O₂混合气氛下二次研磨至过300目筛，然后置于惰性气氛中加压保温处理1h，即得。

其中：所述铁尾矿选用高硅型铁尾矿，其中硅含量为65-68wt％，铁含量为8-10wt％；所述机制炭选用木屑或作物秸秆碎料高温压制炭化，其比表面积为400-420m²/g；N₂/O₂混合气氛中N₂：O₂体积比为5:1；惰性气氛中加压保温具体为N₂或N₂/Ar混合气氛围，压力0.28MPa，温度250℃。

修复基制备方法为按重量份取料，将乙二胺四乙酸二钠镁、氮化镁在搅拌条件下依次加入预制载体中，45℃保温60min即可；所述营养基制备方法为按重量份取料，将发酵饼肥与甘蔗渣共混，在30℃、75％湿度条件下堆放24h，然后将剩余物料混合均匀后加入其中，整体搅拌混匀，继续在30℃、75％湿度条件下堆放2d，即可；所述溶胶基制备方法为按重量份取料，在常温下均匀共混即可。

砷镉污染用缓释型土壤修复剂，制备方法如下：

1)按质量比取料，将溶胶基分2次加入水中，75℃搅拌混合30min，得混料一备用；

2)将修复基与营养基等分递进式混合，然后送入反应釜内，保温加压处理80min，取出后真空冷冻干燥，破碎得混料二；

3)将混料二分2次在搅拌条件下加入混料一中，然后向其中通入N₂/NH₃混合气，45℃搅拌处理3h，取出超临界干燥，破碎成粉料即可。

其中，步骤2)中等分递进式混合具体为将修复基、营养基对应均分3份，然后相应等份共混，最后整体共混；保温加压具体为0.6MPa、70℃；步骤3)中N₂/NH₃混合气中N₂、NH₃两者通入量分别为0.8L/h、0.2L/h；所得粉料粒径为微米级。

实施例6：

一种砷镉污染用缓释型土壤修复剂，包括质量比1.5：0.4：1.0:2的修复基、营养基、溶胶基和水组成，其中，修复剂中各原料重量份数为：预制载体15份、氮化镁4份、乙二胺四乙酸二钠镁6份；所述营养基中各原料重量份数为：甘蔗渣10份、发酵饼肥8份、葡聚烯糖2份、水草浆3份、精氨酸0.05份；所述溶胶基中各原料重量份数为：氨基粘土15份、偏硅酸钠2份、金云母2份、海藻酸2份。

预制载体制备方法为：按质量比1:1取料，将铁尾矿、机制炭先粉碎过200-250目筛，然后将铁尾矿置于5wt％聚乙二醇水溶液中，机械1300rpm高速混合30min,过滤，60℃热风干燥；将干燥后的铁尾矿与机制炭在N₂/O₂混合气氛下二次研磨至过300目筛，然后置于惰性气氛中加压保温处理2h，即得。

其中：所述铁尾矿选用高硅型铁尾矿，其中硅含量为65-68wt％，铁含量为8-10wt％；所述机制炭选用木屑或作物秸秆碎料高温压制炭化，其比表面积为400-420m²/g；N₂/O₂混合气氛中N₂：O₂体积比为5:1；惰性气氛中加压保温具体为N₂或N₂/Ar混合气氛围，压力0.3MPa，温度250℃。

修复基制备方法为按重量份取料，将乙二胺四乙酸二钠镁、氮化镁在搅拌条件下依次加入预制载体中，60℃保温60min即可；所述营养基制备方法为按重量份取料，将发酵饼肥与甘蔗渣共混，在30℃、75％湿度条件下堆放30h，然后将剩余物料混合均匀后加入其中，整体搅拌混匀，继续在30℃、75％湿度条件下堆放1d，即可；所述溶胶基制备方法为按重量份取料，在常温下均匀共混即可。

砷镉污染用缓释型土壤修复剂，制备方法如下：

1)按质量比取料，将溶胶基分2次加入水中，70℃搅拌混合50min，得混料一备用；

2)将修复基与营养基等分递进式混合，然后送入反应釜内，保温加压处理90min，取出后真空冷冻干燥，破碎得混料二；

3)将混料二分2次在搅拌条件下加入混料一中，然后向其中通入N₂/NH₃混合气，50℃搅拌处理4h，取出超临界干燥，破碎成粉料即可。

其中，步骤2)中等分递进式混合具体为将修复基、营养基对应均分3份，然后相应等份共混，最后整体共混；保温加压具体为0.6MPa、70℃；步骤3)中N₂/NH₃混合气中N₂、NH₃两者通入量分别为0.8L/h、0.2L/h；所得粉料粒径为微米级。

取安徽安庆某处污染土壤为样本，将本发明实施例制得的土壤修复剂按亩施量30kg撒施或与水按质量比1:3配制后喷施修复，然后在其上种植水稻/油菜/白菜，观测3茬后土壤和作物内重金属含量数据，记录如下表：

表1为土壤样本数据(pH6.2±0.2，添加土壤修复剂后，pH变化值为1.2-1.5)，表2为水稻数据，表3为油菜数据，表4为白菜数据；

表1：

	As	Gd	Cr	Pb	Hg	Cu
							含量，mg/kg	43.5	0.85	216.4	84.3	0.66	46.3

表2：

表3：

表4：

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种砷镉污染用缓释型土壤修复剂，其特征在于：包括质量比1.5-2：0.4-1.0：0.5-1.5:2-5的修复基、营养基、溶胶基和水组成，其中，修复基包括以下组份：预制载体、氮化镁、乙二胺四乙酸二钠镁，其中预制载体为质量比1:1-2的铁尾矿、机制炭复合物；营养基包括以下组份：甘蔗渣、发酵饼肥、葡聚烯糖；溶胶基包括氨基粘土、偏硅酸钠。

2.根据权利要求1所述的砷镉污染用缓释型土壤修复剂，其特征在于：所述铁尾矿选用高硅型铁尾矿，其中硅含量为65-68wt％，铁含量为8-10wt％；所述机制炭选用木屑或作物秸秆碎料高温压制炭化，其比表面积为400-420m²/g。

3.根据权利要求2所述的砷镉污染用缓释型土壤修复剂，其特征在于，所述预制载体制备方法为：按质量比取料，将铁尾矿、机制炭先粉碎过200-250目筛，然后将铁尾矿置于5wt％聚乙二醇水溶液中，机械1000-1500rpm高速混合20-60min,过滤，60℃热风干燥；将干燥后的铁尾矿与机制炭在N₂/O₂混合气氛下二次研磨至过300目筛，然后置于惰性气氛中加压保温处理1-3h，即得。

4.根据权利要求3所述的砷镉污染用缓释型土壤修复剂，其特征在于：N₂/O₂混合气氛中N₂：O₂体积比为5:1；惰性气氛中加压保温具体为N₂或N₂/Ar混合气氛围，压力0.28-0.3MPa，温度250-400℃。

5.根据权利要求1所述的砷镉污染用缓释型土壤修复剂，其特征在于：所述营养基内还包括水草浆、精氨酸，所述溶胶基内还包括金云母、海藻酸。

6.根据权利要求5所述的砷镉污染用缓释型土壤修复剂，其特征在于，所述修复剂中各原料重量份数为：预制载体15-20份、氮化镁3-5份、乙二胺四乙酸二钠镁2-6份；所述营养基中各原料重量份数为：甘蔗渣10-15份、发酵饼肥8-10份、葡聚烯糖2-7份、水草浆0-5份、精氨酸0-0.1份；所述溶胶基中各原料重量份数为：氨基粘土10-15份、偏硅酸钠2-3份、金云母0-4份、海藻酸0-2份。

7.根据权利要求1所述的砷镉污染用缓释型土壤修复剂，其特征在于：所述修复基制备方法为按重量份取料，将乙二胺四乙酸二钠镁、氮化镁在搅拌条件下依次加入预制载体中，45-60℃保温至少60min即可；所述营养基制备方法为按重量份取料，将发酵饼肥与甘蔗渣共混，在30℃、75％湿度条件下堆放24-30h，然后将剩余物料混合均匀后加入其中，整体搅拌混匀，继续在30℃、75％湿度条件下堆放1-2d，即可；所述溶胶基制备方法为按重量份取料，在常温下均匀共混即可。

8.根据权利要求1-7任一项所述的砷镉污染用缓释型土壤修复剂，其特征在于，制备方法如下：

1)按质量比取料，将溶胶基至少分2次加入水中，70-75℃搅拌混合30-60min，得混料一备用；

2)将修复基与营养基等分递进式混合，然后送入反应釜内，保温加压处理60-90min，取出后真空冷冻干燥，破碎得混料二；

3)将混料二至少分2次在搅拌条件下加入混料一中，然后向其中通入N₂/NH₃混合气，45-50℃搅拌处理2-6h，取出超临界干燥，破碎成粉料即可。

9.根据权利要求8所述的砷镉污染用缓释型土壤修复剂，其特征在于：步骤2)中等分递进式混合具体为将修复基、营养基对应均分至少3份，然后相应等份共混，最后整体共混；保温加压具体为0.5-0.6MPa、70℃。

10.根据权利要求8所述的砷镉污染用缓释型土壤修复剂，其特征在于：步骤3)中N₂/NH₃混合气中N₂、NH₃两者通入量分别为0.8L/h、0.2L/h；所得粉料粒径为微米级。