CN111286336A - 一种基于矿物质的污染土壤修复材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于矿物质的污染土壤修复材料及其制备方法，包括矿物质材料、钝化材料、黏土材料、铁盐和铝盐，所述矿物质材料包括沸石、石英、滑石、重晶石、云母石和磷灰石，其中沸石占比设为15‑35份，所述石英占比设为6‑20份，所述滑石占比设为3‑18，所述重晶石占比设为5‑15份，所述云母石占比设为10‑26份。本发明通过以沸石、石英、滑石等多种矿物质为主，并添加了多种不同种类的钝化材料，结合了其多种优点，可以对酸性土壤的重金属成分进行吸附和修复，石灰等钝化材料可以快速提高土壤的pH，促使Cd、Pb、Cu和Zn等重金属被土壤吸附或形成氢氧化物沉淀，同时石灰等钝化材料具有较高的水溶性，容易渗入到土壤的空隙中。
Description
技术领域
本发明涉及土壤修复技术领域，尤其是一种基于矿物质的污染土壤修复材料及其制备方法。
背景技术
土壤污染物大致可分为无机污染物和有机污染物两大类，无机污染物主要包括酸、碱、重金属，盐类、放射性元素铯、锶的化合物、含砷、硒、氟的化合物等。有机污染物主要包括有机农药、酚类、氰化物、石油、合成洗涤剂、3,4-苯并芘以及由城市污水、污泥及厩肥带来的有害微生物等，当土壤中含有害物质过多，超过土壤的自净能力，就会引起土壤的组成、结构和功能发生变化，微生物活动受到抑制，有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累通过“土壤→植物→人体”，或通过“土壤→水→人体”间接被人体吸收，达到危害人体健康的程度，就是土壤污染。
现市面上的土壤修复大致可分为物理、化学和生物三种方法，其修复材料整体结构较为单一，在修复性能上不强，在使用的过程中其水溶性不高，无法快速的渗透到土壤的空隙中，功能性较差，无法为受污染的土壤起到足够的吸附、过滤等效果，使用时存在一定的局限性。
发明内容
本发明针对背景技术中的不足，提供了一种基于矿物质的污染土壤修复材料及其制备方法。
本发明为解决上述现象，采用以下技术方案，一种基于矿物质的污染土壤修复材料，包括矿物质材料、钝化材料、黏土材料、铁盐和铝盐，所述矿物质材料包括沸石、石英、滑石、重晶石、云母石和磷灰石，其中沸石占比设为15-35份，所述石英占比设为6-20份，所述滑石占比设为3-18，所述重晶石占比设为5-15份，所述云母石占比设为10-26份，所述磷灰石占比设为8-19份，所述钝化材料包括石灰、磷矿石、羟基磷灰石和水溶性磷，其中石灰占比设为5-15 份，所述磷矿石占比设为6-18份，所述羟基磷灰石占比设为9-13份，所述水溶性磷占比设为3-9份，所述黏土材料包括海泡石、膨润土和硅藻土，其中海泡石占比设为3-15份，所述膨润土占比设为9-19份，所述硅藻土占比设为6-13份，所述铁盐和铝盐的混合比例为1:1。
作为本发明的进一步优选方式，包括矿物质材料、钝化材料、黏土材料、铁盐和铝盐，所述矿物质材料包括沸石、石英、滑石、重晶石、云母石和磷灰石，其中沸石占比设为25份，所述石英占比设为 13份，所述滑石占比设为9，所述重晶石占比设为10份，所述云母石占比设为18份，所述磷灰石占比设为11份，所述钝化材料包括石灰、磷矿石、羟基磷灰石和水溶性磷，其中石灰占比设为11份，所述磷矿石占比设为12份，所述羟基磷灰石占比设为10份，所述水溶性磷占比设为8份，所述黏土材料包括海泡石、膨润土和硅藻土，其中海泡石占比设为9份，所述膨润土占比设为15份，所述硅藻土占比设为12份，所述铁盐和铝盐的混合比例为1:1。
作为本发明的进一步优选方式，包括矿物质材料、钝化材料、黏土材料、铁盐和铝盐，所述矿物质材料包括沸石、石英、滑石、重晶石、云母石和磷灰石，其中沸石占比设为33份，所述石英占比设为 19份，所述滑石占比设为6，所述重晶石占比设为15份，所述云母石占比设为20份，所述磷灰石占比设为13份，所述钝化材料包括石灰、磷矿石、羟基磷灰石和水溶性磷，其中石灰占比设为13份，所述磷矿石占比设为15份，所述羟基磷灰石占比设为6份，所述水溶性磷占比设为6份，所述黏土材料包括海泡石、膨润土和硅藻土，其中海泡石占比设为13份，所述膨润土占比设为10份，所述硅藻土占比设为11份，所述铁盐和铝盐的混合比例为1:1。
制作方法包括如下：
S1，清洗风干：将所有的矿物质材料和钝化材料进行清洗，取出其外部杂质，并放置密封容器内部暂时储存；
S2，粉碎过滤：将清洗风干好的矿物质材料和钝化材料投入在粉碎机的内部进行粉碎，待充分粉碎后使用过滤网筛进行过滤，去除内部的较大颗粒，并将过滤好的原材料分别储存；
S3，高温煅烧：将粉碎后的矿物质材料和钝化材料同时进行高温煅烧加工，并维持温度1000℃-1800℃，煅烧时间持续1-2h；
S4，搅拌混合：最后将煅烧过后的矿物质材料和钝化材料投入到搅拌机的内部，并加入黏土材料、铁盐和铝盐，进行充分的搅拌，最后等待静置自然风干后即可得到土壤修复材料。
作为本发明的进一步优选方式，步骤S1中，将所有的矿物质材料和钝化材料依次放置在漏网当中，然后使用冲洗枪进行较高水压的冲洗，冲洗器表面的附着物，并等待其自然风干，风干时间控制2-3h，风干后分别储存在密封的容器内部。
作为本发明的进一步优选方式，步骤S2中，将多种矿物质材料和钝化材料依次的置入在粉碎机的内部，并控制粉碎时间为 18min-20min，然后将粉碎后的原料中的大颗粒剔除掉。
作为本发明的进一步优选方式，步骤S3中，将粉碎后的矿物质材料和钝化材料统一放置在马沸炉的内部，调整温度为1200温度，煅烧持续1.5n。
作为本发明的进一步优选方式，步骤S4中，在搅拌时同时加入多种的矿物质材料和钝化材料，然后单独加入海泡石、膨润土、硅藻土等黏土材料，持续搅拌后继续加入铁盐和铝盐，最后进行搅拌后使其充分混合在一起，取出混合体后等待6-8h自然风干即可得到土壤修复材料。
本发明通过以沸石、石英、滑石等多种矿物质为主，并添加了多种不同种类的钝化材料，结合了其多种优点，可以对酸性土壤的重金属成分进行吸附和修复，石灰等钝化材料可以快速提高土壤的pH，促使Cd、Pb、Cu和Zn等重金属被土壤吸附或形成氢氧化物沉淀，同时石灰等钝化材料具有较高的水溶性，容易渗入到土壤的空隙中；而黏土则具有较强的表面活性、吸附性、过滤作用、离子交换作用等方面的性能，且结构单元层之间空隙较大，层间域具有净负电荷结构性能，易与重金属离子发生交换吸附，具有较好的修复效果，实用性较强。
附图说明
图1为本发明的制作步骤示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
本发明提供一种技术方案：一种基于矿物质的污染土壤修复材料及其制备方法，包括矿物质材料、钝化材料、黏土材料、铁盐和铝盐，所述矿物质材料包括沸石、石英、滑石、重晶石、云母石和磷灰石，其中沸石占比设为15-35份，所述石英占比设为6-20份，所述滑石占比设为3-18，所述重晶石占比设为5-15份，所述云母石占比设为10-26份，所述磷灰石占比设为8-19份，所述钝化材料包括石灰、磷矿石、羟基磷灰石和水溶性磷，其中石灰占比设为5-15份，所述磷矿石占比设为6-18份，所述羟基磷灰石占比设为9-13份，所述水溶性磷占比设为3-9份，所述黏土材料包括海泡石、膨润土和硅藻土，其中海泡石占比设为3-15份，所述膨润土占比设为9-19份，所述硅藻土占比设为6-13份，所述铁盐和铝盐的混合比例为1:1。
制作方法包括如下：
S1，清洗风干：将所有的矿物质材料和钝化材料进行清洗，取出其外部杂质，并放置密封容器内部暂时储存；
S2，粉碎过滤：将清洗风干好的矿物质材料和钝化材料投入在粉碎机的内部进行粉碎，待充分粉碎后使用过滤网筛进行过滤，去除内部的较大颗粒，并将过滤好的原材料分别储存；
S3，高温煅烧：将粉碎后的矿物质材料和钝化材料同时进行高温煅烧加工，并维持温度1000℃-1800℃，煅烧时间持续1-2h；
S4，搅拌混合：最后将煅烧过后的矿物质材料和钝化材料投入到搅拌机的内部，并加入黏土材料、铁盐和铝盐，进行充分的搅拌，最后等待静置自然风干后即可得到土壤修复材料。
步骤S1中，将所有的矿物质材料和钝化材料依次放置在漏网当中，然后使用冲洗枪进行较高水压的冲洗，冲洗器表面的附着物，并等待其自然风干，风干时间控制2-3h，风干后分别储存在密封的容器内部。
步骤S2中，将多种矿物质材料和钝化材料依次的置入在粉碎机的内部，并控制粉碎时间为18min-20min，然后将粉碎后的原料中的大颗粒剔除掉。
步骤S3中，将粉碎后的矿物质材料和钝化材料统一放置在马沸炉的内部，调整温度为1200温度，煅烧持续1.5n。
步骤S4中，在搅拌时同时加入多种的矿物质材料和钝化材料，然后单独加入海泡石、膨润土、硅藻土等黏土材料，持续搅拌后继续加入铁盐和铝盐，最后进行搅拌后使其充分混合在一起，取出混合体后等待6-8h自然风干即可得到土壤修复材料。
实例一
本发明提供一种技术方案：一种基于矿物质的污染土壤修复材料及其制备方法，包括矿物质材料、钝化材料、黏土材料、铁盐和铝盐，所述矿物质材料包括沸石、石英、滑石、重晶石、云母石和磷灰石，其中沸石占比设为25份，所述石英占比设为13份，所述滑石占比设为9，所述重晶石占比设为10份，所述云母石占比设为18份，所述磷灰石占比设为11份，所述钝化材料包括石灰、磷矿石、羟基磷灰石和水溶性磷，其中石灰占比设为11份，所述磷矿石占比设为12 份，所述羟基磷灰石占比设为10份，所述水溶性磷占比设为8份，所述黏土材料包括海泡石、膨润土和硅藻土，其中海泡石占比设为9 份，所述膨润土占比设为15份，所述硅藻土占比设为12份，所述铁盐和铝盐的混合比例为1:1。
制作方法包括如下：
S1，清洗风干：将所有的矿物质材料和钝化材料进行清洗，取出其外部杂质，并放置密封容器内部暂时储存；
S2，粉碎过滤：将清洗风干好的矿物质材料和钝化材料投入在粉碎机的内部进行粉碎，待充分粉碎后使用过滤网筛进行过滤，去除内部的较大颗粒，并将过滤好的原材料分别储存；
S3，高温煅烧：将粉碎后的矿物质材料和钝化材料同时进行高温煅烧加工，并维持温度1000℃-1800℃，煅烧时间持续1-2h；
S4，搅拌混合：最后将煅烧过后的矿物质材料和钝化材料投入到搅拌机的内部，并加入黏土材料、铁盐和铝盐，进行充分的搅拌，最后等待静置自然风干后即可得到土壤修复材料。
步骤S1中，将所有的矿物质材料和钝化材料依次放置在漏网当中，然后使用冲洗枪进行较高水压的冲洗，冲洗器表面的附着物，并等待其自然风干，风干时间控制2-3h，风干后分别储存在密封的容器内部。
步骤S2中，将多种矿物质材料和钝化材料依次的置入在粉碎机的内部，并控制粉碎时间为18min-20min，然后将粉碎后的原料中的大颗粒剔除掉。
步骤S3中，将粉碎后的矿物质材料和钝化材料统一放置在马沸炉的内部，调整温度为1200温度，煅烧持续1.5n。
步骤S4中，在搅拌时同时加入多种的矿物质材料和钝化材料，然后单独加入海泡石、膨润土、硅藻土等黏土材料，持续搅拌后继续加入铁盐和铝盐，最后进行搅拌后使其充分混合在一起，取出混合体后等待6-8h自然风干即可得到土壤修复材料。
通过以沸石、石英、滑石等多种矿物质为主，并添加了多种不同种类的钝化材料，结合了其多种优点，可以对酸性土壤的重金属成分进行吸附和修复，石灰等钝化材料可以快速提高土壤的pH，促使Cd、 Pb、Cu和Zn等重金属被土壤吸附或形成氢氧化物沉淀，同时石灰等钝化材料具有较高的水溶性，容易渗入到土壤的空隙中，提升了处理的效果。
实例二
本发明提供一种技术方案：一种基于矿物质的污染土壤修复材料及其制备方法，包括矿物质材料、钝化材料、黏土材料、铁盐和铝盐，所述矿物质材料包括沸石、石英、滑石、重晶石、云母石和磷灰石，其中沸石占比设为33份，所述石英占比设为19份，所述滑石占比设为6，所述重晶石占比设为15份，所述云母石占比设为20份，所述磷灰石占比设为13份，所述钝化材料包括石灰、磷矿石、羟基磷灰石和水溶性磷，其中石灰占比设为13份，所述磷矿石占比设为15 份，所述羟基磷灰石占比设为6份，所述水溶性磷占比设为6份，所述黏土材料包括海泡石、膨润土和硅藻土，其中海泡石占比设为13 份，所述膨润土占比设为10份，所述硅藻土占比设为11份，所述铁盐和铝盐的混合比例为1:1。
制作方法包括如下：
S1，清洗风干：将所有的矿物质材料和钝化材料进行清洗，取出其外部杂质，并放置密封容器内部暂时储存；
S2，粉碎过滤：将清洗风干好的矿物质材料和钝化材料投入在粉碎机的内部进行粉碎，待充分粉碎后使用过滤网筛进行过滤，去除内部的较大颗粒，并将过滤好的原材料分别储存；
S3，高温煅烧：将粉碎后的矿物质材料和钝化材料同时进行高温煅烧加工，并维持温度1000℃-1800℃，煅烧时间持续1-2h；
S4，搅拌混合：最后将煅烧过后的矿物质材料和钝化材料投入到搅拌机的内部，并加入黏土材料、铁盐和铝盐，进行充分的搅拌，最后等待静置自然风干后即可得到土壤修复材料。
步骤S1中，将所有的矿物质材料和钝化材料依次放置在漏网当中，然后使用冲洗枪进行较高水压的冲洗，冲洗器表面的附着物，并等待其自然风干，风干时间控制2-3h，风干后分别储存在密封的容器内部。
步骤S2中，将多种矿物质材料和钝化材料依次的置入在粉碎机的内部，并控制粉碎时间为18min-20min，然后将粉碎后的原料中的大颗粒剔除掉。
步骤S3中，将粉碎后的矿物质材料和钝化材料统一放置在马沸炉的内部，调整温度为1200温度，煅烧持续1.5n。
步骤S4中，在搅拌时同时加入多种的矿物质材料和钝化材料，然后单独加入海泡石、膨润土、硅藻土等黏土材料，持续搅拌后继续加入铁盐和铝盐，最后进行搅拌后使其充分混合在一起，取出混合体后等待6-8h自然风干即可得到土壤修复材料。
通过增设有较多分量的黏土，利用了其具有较强的表面活性、吸附性、过滤作用、离子交换作用等方面的优良性能，且结构单元层之间空隙较大，层间域具有净负电荷结构性能，易与重金属离子发生交换吸附，具有较好的修复效果，实用性较强。
本发明土壤修复材料参数表格如下表:
综上所述，本发明通过以沸石、石英、滑石等多种矿物质为主，并添加了多种不同种类的钝化材料，结合了其多种优点，可以对酸性土壤的重金属成分进行吸附和修复，石灰等钝化材料可以快速提高土壤的pH，促使Cd、Pb、Cu和Zn等重金属被土壤吸附或形成氢氧化物沉淀，同时石灰等钝化材料具有较高的水溶性，容易渗入到土壤的空隙中；而黏土则具有较强的表面活性、吸附性、过滤作用、离子交换作用等方面的性能，且结构单元层之间空隙较大，层间域具有净负电荷结构性能，易与重金属离子发生交换吸附，具有较好的修复效果，实用性较强。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (8)
1.一种基于矿物质的污染土壤修复材料，其特征在于，包括矿物质材料、钝化材料、黏土材料、铁盐和铝盐，所述矿物质材料包括沸石、石英、滑石、重晶石、云母石和磷灰石，其中沸石占比设为15-35份，所述石英占比设为6-20份，所述滑石占比设为3-18，所述重晶石占比设为5-15份，所述云母石占比设为10-26份，所述磷灰石占比设为8-19份，所述钝化材料包括石灰、磷矿石、羟基磷灰石和水溶性磷，其中石灰占比设为5-15份，所述磷矿石占比设为6-18份，所述羟基磷灰石占比设为9-13份，所述水溶性磷占比设为3-9份，所述黏土材料包括海泡石、膨润土和硅藻土，其中海泡石占比设为3-15份，所述膨润土占比设为9-19份，所述硅藻土占比设为6-13份，所述铁盐和铝盐的混合比例为1:1。
2.根据权利要求1所述的一种基于矿物质的污染土壤修复材料，其特征在于，包括矿物质材料、钝化材料、黏土材料、铁盐和铝盐，所述矿物质材料包括沸石、石英、滑石、重晶石、云母石和磷灰石，其中沸石占比设为25份，所述石英占比设为13份，所述滑石占比设为9，所述重晶石占比设为10份，所述云母石占比设为18份，所述磷灰石占比设为11份，所述钝化材料包括石灰、磷矿石、羟基磷灰石和水溶性磷，其中石灰占比设为11份，所述磷矿石占比设为12份，所述羟基磷灰石占比设为10份，所述水溶性磷占比设为8份，所述黏土材料包括海泡石、膨润土和硅藻土，其中海泡石占比设为9份，所述膨润土占比设为15份，所述硅藻土占比设为12份，所述铁盐和铝盐的混合比例为1:1。
3.根据权利要求1所述的一种基于矿物质的污染土壤修复材料，其特征在于，包括矿物质材料、钝化材料、黏土材料、铁盐和铝盐，所述矿物质材料包括沸石、石英、滑石、重晶石、云母石和磷灰石，其中沸石占比设为33份，所述石英占比设为19份，所述滑石占比设为6，所述重晶石占比设为15份，所述云母石占比设为20份，所述磷灰石占比设为13份，所述钝化材料包括石灰、磷矿石、羟基磷灰石和水溶性磷，其中石灰占比设为13份，所述磷矿石占比设为15份，所述羟基磷灰石占比设为6份，所述水溶性磷占比设为6份，所述黏土材料包括海泡石、膨润土和硅藻土，其中海泡石占比设为13份，所述膨润土占比设为10份，所述硅藻土占比设为11份，所述铁盐和铝盐的混合比例为1:1。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种基于矿物质的污染土壤修复材料的制备方法，其特征在于，制作步骤包括如下：
S1，清洗风干：将所有的矿物质材料和钝化材料进行清洗，取出其外部杂质，并放置密封容器内部暂时储存；
S2，粉碎过滤：将清洗风干好的矿物质材料和钝化材料投入在粉碎机的内部进行粉碎，待充分粉碎后使用过滤网筛进行过滤，去除内部的较大颗粒，并将过滤好的原材料分别储存；
S3，高温煅烧：将粉碎后的矿物质材料和钝化材料同时进行高温煅烧加工，并维持温度1000℃-1800℃，煅烧时间持续1-2h；
S4，搅拌混合：最后将煅烧过后的矿物质材料和钝化材料投入到搅拌机的内部，并加入黏土材料、铁盐和铝盐，进行充分的搅拌，最后等待静置自然风干后即可得到土壤修复材料。
5.根据权利要求4所述的一种基于矿物质的污染土壤修复材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，将所有的矿物质材料和钝化材料依次放置在漏网当中，然后使用冲洗枪进行较高水压的冲洗，冲洗器表面的附着物，并等待其自然风干，风干时间控制2-3h，风干后分别储存在密封的容器内部。
6.根据权利要求4所述的一种基于矿物质的污染土壤修复材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，将多种矿物质材料和钝化材料依次的置入在粉碎机的内部，并控制粉碎时间为18min-20min，然后将粉碎后的原料中的大颗粒剔除掉。
7.根据权利要求4所述的一种基于矿物质的污染土壤修复材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中，将粉碎后的矿物质材料和钝化材料统一放置在马沸炉的内部，调整温度为1200温度，煅烧持续1.5n。
8.根据权利要求4所述的一种基于矿物质的污染土壤修复材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中，在搅拌时同时加入多种的矿物质材料和钝化材料，然后单独加入海泡石、膨润土、硅藻土等黏土材料，持续搅拌后继续加入铁盐和铝盐，最后进行搅拌后使其充分混合在一起，取出混合体后等待6-8h自然风干即可得到土壤修复材料。
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| CN112279739A (zh) * | 2020-10-16 | 2021-01-29 | 云南和瑾科技有限公司 | 一种母质型土壤修复剂及其制备方法 |
| CN115057645A (zh) * | 2022-06-09 | 2022-09-16 | 苏州中晟环境修复有限公司 | 一种复合型生态填料生产工艺及装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20200616 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |