[发明专利]一种环保土壤及其制备方法

说明书

本发明公开了一种环保土壤中的制备方法，属于废弃土壤的环保利用领域。本发明的主要步骤包括：按照比例将助燃剂与废弃土壤进行混合后制球，接着在通风状态下，在电炉中煅烧，在较低温度下实现自蔓燃燃烧，随炉降温后获得环保土壤。该制备方法创新性地采用助燃剂在较低的温度下，通过助燃剂的自蔓延燃烧获得较高温度，实现造孔和热脱除方法。所制备的环保土壤对重金属离子有明显下降，其中镉离子达到60％左右的去除率。所获得环保土壤的比表面积最高可达26m²/g，具有高的孔隙率，可应用于农作物污染土壤的修复等领域。

技术领域

本发明涉及一种利用废弃土壤的回收再利用技术，具体为一种制备环保土壤的方法。

背景技术

土壤是植物、农作物生长发育的基础，在其生长、发育的过程中需要从土壤中吸收大量水分和营养物质来满足其自身的需求，对土壤有土质疏松、肥沃、排水、透气性能良好、保水保肥能力强等特殊要求。很多自然土壤不能兼具上述条件，而且随着经济的发展，很多土壤被严重污染，已经不适于植物、农作物的种植，所以需要人工添加一定量的营养土、环保土壤等添加物以满足植物、农作物的种植需要。目前常用的营养土有天然泥炭土或腐殖土等，但它们取材成本较高，而且会对环境造成一定影响。

专利申请CN105777430A主要公开了添加含磷物与钢渣等物质得到环保土壤改良剂；专利申请CN105950185A公开了通过添加有机菌液，实现土壤部分修复的方法。这类方面发明主要集中在土壤中追加添加剂的形式，形成具有改良型的环保土壤，需要在废弃或者污染土壤中添加其他物质，实现环保改良，但可能会对土壤其他效能造成一定的影响。另外，专利申请CN104084420A公开了通过焙烧去除土壤中重金属离子得到环保土壤的方法，是通过焙烧使得重金属离子玻璃化实现重金属离子去除，其玻璃化温度难以掌控，且土壤中的腐败材质容易碳化。因此，对于环保土壤而言，其多孔性、透气性性质也是一项重要的参考指标，而现有文献中并未对高吸附性、透气性、低重金属离子的环保土壤并未给出充分的说明。

发明内容

本发明针对现有环保土壤需要追加添加剂而增加成本和无法估量其他效能、通过简单煅烧使得重金属离子玻璃化而实现去除的工艺可控性差的技术缺陷，创新性提出利用自蔓燃方式制备环保土壤。在助燃剂的协同作用下，在较低的温度下，通过助燃剂的瞬时燃烧的释放出的能量，提高废弃土壤的真实接触温度，实现重金属离子的热脱去除；同时助燃剂的主要组成部分有机物质以及废弃土壤中的腐殖质，在燃烧过程中溢出土壤，使得环保土壤的孔隙率和透气性得到显著的提高。

本发明提供了一种环保土壤的制备方法，其包括如下步骤：

(a)将废弃土壤、占废弃土壤重量5-10％的助燃剂，2-5％的蓖麻油在粉碎机中粉碎，过筛，混合均匀，得到混合物；

(b)将混合物在滚球机上制成混合球；

(c)将混合球放入电炉中，在通风风速为4-10m³/h，以5-10℃/min的升温速度升温至450-600℃，保持1-1.5h后，停止加热，继续保持通风，待炉温降至室温，获得环保土前驱体；

(d)将环保土前驱体在粉碎机中碎粉，过筛，得到环保土壤。

在本发明中，

步骤(a)中过筛为过20目筛，得到的混合物为混合均匀、颗粒度小的混合物；

步骤(b)中得到的混合球的直径在5±2cm左右；

步骤(d)中过筛为过10目筛，得到的环保土壤为颗粒分布均匀、超细化的环保土壤；

步骤(a)所述的助燃剂优选为植物秸秆，如棉花秸秆、玉米秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆、甘蔗秸秆等中的一种或多种；更优选地所述助燃剂是将植物秸秆经过粉碎机粉碎，过18-20目筛得到的细化的秸秆粉。

所述废弃土壤可以为农作物过度污染土壤、工厂废弃土壤等。