[发明专利]一种重金属钝化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种重金属钝化剂，由按重量分数计的如下组分制作而成：硅酸盐土壤调理剂20‑75％、矿物质吸附剂20‑50％，其余为分散剂。本发明还公开了该重金属钝化剂的制备方法及应用。本发明的重金属钝化剂，具有稳定的修复重金属污染的功能，能显著降低农作物中的重金属含量。

技术领域

本发明涉及土壤修复剂，尤其涉及一种修复土壤重金属污染的钝化剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着工农业的高速发展，工业污染及大量化学肥料的使用，使土壤污染现象凸显，21世纪，各国从食品内在质量和食品安全角度出发，开始研究补充中、微量元素、修复污染型土壤调理剂。

我国幅员辽阔，土壤退化和污染情况差异较大，南方土壤酸化严重、西北土壤盐碱化严重、金属矿区及重工业加工区重金属污染严重。

目前我国40％以上土壤耕地已退化、1.5亿亩耕地被污染。因此,从上世纪80年代我国土壤调理剂产品开始起步，经过十几年的发展，修复污染型的土壤调理剂初步形成规模，目前最常用的方法是钝化法，传统的研究方法是向土壤中添加熟石灰、硅酸钙等化学物质，通过加入这些物质，会与重金属元素发生沉淀、吸附、离子交换、腐殖化以及氧化还原等一系列反应，进而改变重金属的赋存邢台，显著降低其生物有效性和可迁移性，明显减缓重金属污染对植物生长的毒害作用，大幅减少植物对重金属的吸收积累，但是，这些物质大多是无机物质，均影响土壤物理化学性质与肥力，对微生物生长环境造成不同程度的影响，也影响修复完成后土壤的可利用程度。随着土壤酸化，重金属离子活性又活跃，继而继续产生污染。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种重金属钝化剂，其具有稳定的修复重金属污染的功能，能显著降低农作物中的重金属含量。

本发明的另一目的在于提供该重金属钝化剂的制备方法和应用。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种重金属钝化剂，由按重量分数计的如下组分制作而成：硅酸盐土壤调理剂20-75％、矿物质吸附剂20-50％，其余为分散剂。

本方案中，所述硅酸盐土壤调理剂包括熟料和土壤分散剂；熟料是用钼尾矿、白云石、无烟煤为原料制备而成；熟料中各组分质量分数的总和为100％，配入无烟煤的质量分数A＝7.5-9％，钼尾矿与白云石的质量分数是通过控制原料中碱性氧化物与酸性氧化物摩尔比为n＝1-1.25，按照以下公式计算配入：

钼尾矿质量分数B＝1÷(1+α)×(100％-A)；

白云石的质量分数C＝100％-A-B；

其中，α＝n︱∑碱性1-∑酸性1︱÷︱∑碱性2-∑酸性2︱,∑碱性1为钼尾矿中碱性氧化物的摩尔数总和，∑酸性1为钼尾矿中酸性氧化物的摩尔数总和；∑碱性2为白云石中碱性氧化物的摩尔数总和，∑酸性2白云石中酸性氧化物的摩尔数总和；所述土壤分散剂的质量为熟料总质量的5-25％。

钼尾矿中的酸性氧化物二氧化硅以及碱性氧化物氧化钾与白云石中的碱性氧化物氧化钙、氧化镁(白云石中的碳酸钙、碳酸镁在煅烧到900℃左右时，分解逸出二氧化碳，之后与二氧化硅进行矿化反应的是氧化钙和氧化镁)煅烧熔融，化合成为新的硅酸盐矿物。新生矿物是复盐，含有钙、镁及一些表现碱性(金属性)的微量元素成为阳离子组分，硅、铁、铝及一些表现酸性(非金属性)的微量元素成为阴离子组分，因配比和温度不同，复盐的成分比例是不确定的,植物营养的微量元素铁、铜、锌、锰、也分别以阳离子、阴离子进入复盐。微量元素含量由原料含量决定，主要硅酸盐种类为硅酸一钙(镁)、硅酸二钙(镁)及钙镁硅铝的复合盐，配比中白云石比例提高则后几种盐的比例增加，中和土壤酸性的功能加强。

矿物质吸附剂的物理-化学吸附作用，使得本发明的重金属钝化剂具有较强的吸附交换能力，能与重金属离子发生吸附作用，把土壤中的重金属牢牢地钝化在土壤中。