[发明专利]一种利用煤矸石制备煤矸石基生物纳米重金属土壤修复剂的方法

说明书

本发明公开了一种利用煤矸石制备煤矸石基生物纳米重金属土壤修复剂的方法，包括以下步骤，S1：原料测试；S2：原料破碎；S3：配料；S4：混合；S5：成型；S6：热活化；S7：淬冷；S8：烘干；S9：粉碎，S10：复合菌剂固定化，S11：二次烘干。本发明的重金属土壤修复剂，通过热活化，粉料的活性高，其成分表面的氰基能与重金属离子置换，去除土壤中的重金属离子；活性的硅酸盐能够与土壤中的重金属离子发生反应，从而将重金属离子与硅酸根结合后沉淀；热活化产生的介孔和微孔，可以用作复合菌剂的载体以及反应容器，硫酸盐还原菌将硫酸根还原成硫离子，硫离子与重金属离子结合形成硫化物固体而钝化，从而去除了土壤中活性重金属离子。

技术领域

本发明涉及重金属土壤修复技术领域，特别是一种利用煤矸石制备煤矸石基生物纳米重金属土壤修复剂的方法。

背景技术

煤矸石是在煤炭开采和加工过程中产生的固体工业废弃物，包含多种矿物成分。其中，高岭土和石英的含量约占50％以上，还可能含有伊利石、绿泥石、白云母、长石、黄铁矿、菱铁矿、赤铁矿、方解石等其它晶相矿物。其中高岭石、伊利石、绿泥石、白云母、长石等同属于铝质黏土类矿物，均体现良好的吸附性能。煤矸石的主要化学成分包括AL2O3、SiO2、CaO、MgO、Fe2O3、K2O和Na2O等。煤层地质年代和地区不同，这些化学成分含量有很大波动。

然而，在我国，煤炭企业堆存的煤矸石已达 50 亿t，排放量以不少于每年 3 亿 t的速度递增。预计到 2020 年前，我国煤矸石每年的排放量将不少于 7 亿 t。常年堆存的煤矸石不但浪费了大量宝贵的土地资源，还会破坏矿区的生态环境，影响矿区的地下水质，破坏景观等。攀煤集团、芙蓉集团等矸石已经无地可堆的地步。煤矸石的传统处理方法都是用来制砖、发电或者修路，而某些地区的的煤矸石热值比较低，不适宜于发电，如：四川，因此，煤矸石的问题已经严重影响到煤矿的正常运营。

而随着国家工业化的发展，难免出现了重金属排放，从而导致土壤重金属污染，而微生物修复重金属土壤主要以硫酸盐还原菌为主要代表之一，硫酸盐还原菌生物还原钝化具有可处理的重金属种类多、处理潜力大、处理彻底、工艺稳定、处理费用低等优点，目前主要应用于矿山酸性废水等含重金属硫酸盐废水处理，被认为是一种很有发展前景的绿色技术。

但是现有的硫酸盐还原菌进行重金属土壤修复时，单独使用不利于分散于土壤，与其他载体诸如活性炭和沸石等成本较高，不利于大面积的土壤修复。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种利用煤矸石制备煤矸石基生物纳米重金属土壤修复剂的方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种利用煤矸石制备煤矸石基生物纳米重金属土壤修复剂的方法，它包括以下步骤：

S1：原料测试，对煤矸石原料、石灰石或磷石膏原料进行化学成分和物相分析，得到煤矸石、石灰石或磷石膏化学成分及其含量；

S2：原料破碎，将原料通过破碎机破碎，得到粉料；

S3：配料，根据S1步骤中的煤矸石进行配料，其中，煤矸石的重量份为20份，石灰石或磷石膏15~20份，助剂1~2份；

S4：混合，将S3步骤中配好的料放入搅拌装置中，得到混合料；

S5：成型，将混合料通过成型机压制成型；

S6：热活化，对S5中成型的混合料进行加热，并使其活化；

S7：淬冷，将S6中活化完成的混合料通过水雾淬冷的方式进行淬冷；

S8：烘干，将S7中淬冷后的混合料进行烘干，得到干燥的混合料；

S9：粉碎，将S8中烘干的混合料进行破碎，得到孰料粉料；