[发明专利]一种改良盐渍化土壤用赤泥基改性土壤修复剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于土壤重金属污染治理技术领域，更具体地涉及一种改良盐渍化土壤用赤泥基改性土壤修复剂及其制备方法。

背景技术

土壤重金属污染是指由于人类活动，土壤中的微量金属元素在土壤中的含量超过背景值，过量沉积而引起的含量过高，统称为土壤重金属污染。而农田土壤重金属污染有巨大的危害性，土壤中重金属污染不但会导致农作物减产和品质下降，还会通过土壤-植物系统，经食物链进入人体，危害人体健康和生命安全。

赤泥是氧化铝生产过程中产生的残渣，含有丰富的铁、铝和钙的氧化物，能减少金属的溶度和生物利用度，通过释放 OH 离子对土壤中重金属起到持续稳定固化作用，可作为重金属污染土壤的稳定固化剂。但是，目前赤泥应用于污染治理和生态修复时基本还是直接利用赤泥粉，由于其游离碱释放过快，导致土壤 pH 上升速度很快，对植被和土壤微生物造成严重的危害。

罗惠莉、黄圣生等人在其《赤泥改性颗粒修复材料及其对铅锌污染土壤的原位稳定化研究》一文中，利用氧化铝工业废渣-赤泥的潜在胶凝性，常温下转鼓造粒制备赤泥-磷复合颗粒，并应用于铅锌污染土壤的原位稳定化修复，虽然该方法制备的赤泥-磷复合土壤修复剂可以中和部分赤泥的OH^-，但是易于造成土壤中磷的积累，造成地表水中磷富集问题。

腐殖质含有多种功能基团，如羧基、醇羟基、酚羟基、羰基和甲氧基等，具有很高的反应活性，其本身是一种亲水胶体，是带有负电荷的高分子混合物，具有弱酸性。腐殖质通过共价结合、微孔吸附、疏水吸附、氢键、离子键、电子给予-接受等吸附机制，能与土壤中有毒污染物及其降解产物等发生相互作用。

因此，本发明将沸石与磁性氧化铁颗粒结合，制备了具有吸附特性的磁性沸石复合体，避免了常规处理时因重金属元素仍保留在土壤中而产生的二次污染问题，之后与赤泥颗粒包覆造粒处理，达到控制缓释OH^-离子的效果，降低了赤泥游离碱释放速度，有利于实现土壤中重金属离子的有效稳定固化。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种改良盐渍化土壤用赤泥基改性土壤修复剂及其制备方法。

一种改良盐渍化土壤用赤泥基改性土壤修复剂，由以下重量份的原料组成：赤泥53-74份，沸石16-23份，蒸馏水适量，腐殖质20-30份，石膏粉2-5份，1.0mol/L NaCl溶液适量，氯化铁4-7份，硫酸亚铁2-5份，浓氨水适量，无水硫酸钠2-4份，螯合锌0.5-2份，过磷酸钙0.5-1份。

具体步骤如下：

（1）磁性沸石的制备：

①、配制浓度为1.0mol/L NaCl溶液，按沸石与NaCl溶液为1:10的质量比，向其中加入沸石，之后将其置于20-40℃的恒温水浴锅中，机械搅拌2-3小时， 然后用蒸馏水洗涤，过滤、烘干、研磨即得钠型沸石；

②、将上述钠型沸石加入到3-5倍的蒸馏水中，搅拌形成悬浮液，加入氯化铁、硫酸亚铁搅拌混合，置于60-80℃的恒温水浴锅中搅拌2-3小时，在搅拌的同时将浓氨水快速滴加到悬浮体系中，使溶液的 pH 值达到11-12后再搅拌10-25分钟，之后将反应体系在60-80℃的恒温水浴锅中陈化1-3小时，用蒸馏水洗涤黑色沉淀物，过滤，于70-90℃的真空干燥至恒重，研磨即得磁性沸石；

（2）磁性沸石/腐殖质复合胶体的制备：

将腐殖质用3-5倍蒸馏水溶解配制成溶液，在40-60℃水浴中加热20-40分钟，加入步骤（1）磁性沸石，在水浴条件下机械搅拌1-3小时，冷却至室温后，置于70-90℃条件下烘干，形成深褐色晶体，研磨成粉末，过50-80 目筛，即得磁性沸石/腐殖质复合胶体；

（3）赤泥基改性颗粒：

①、将赤泥置于煅烧炉中，在 200-300℃下煅烧 20-30 分钟后冷却取出，粉碎后过50-100 目筛，得赤泥颗粒备用，另外将螯合锌、过磷酸钙溶于蒸馏水中，备用；

②、将上述赤泥颗粒、步骤（2）磁性沸石/腐殖质复合胶体、石膏粉、无水硫酸钠混合，搅拌 2-4小时，使所有粉料混合均匀，置混合粉料于圆盘造粒机中，控制造粒转速 20-40r/min，按 0.4-0.6:1 的水灰比喷入含有螯合锌、过磷酸钙的水溶液，置于造粒机中造粒成球 ；

（4）将步骤（3）所得颗粒自然风干30-40小时，之后将风干后的生球于40-50℃烘干5-7小时，自然冷却，得到赤泥基改性土壤修复剂。

其中，所述的赤泥基改性土壤修复剂为颗粒状，其形状为粒径2- 3mm 的球状。