[发明专利]一种纳米活性矿物土壤重金属固化修复液

说明书

本发明公开了一种纳米活性矿物土壤重金属固化修复液，其由以下重量份的原料组成：30～80份天然活性矿物、10～50份吸附固化材料和5～20份酸碱调节剂，原料依次经复配、微米级球磨和纳米级砂磨得到纳米级颗粒后和水按照重量比1～100：1000均匀分散得到；针对铅、锌、铬、镉、铜、汞、镍、砷等不同重金属的复合污染，本发明的产品以每亩2～40L的使用量直接喷洒在受污染土壤上，通过与重金属发生吸附、沉淀、络合等一系列物理化学作用实现对广谱重金属的固化稳定化，迅速降低土壤重金属的浸出浓度，进而降低其迁移性和生物有效性。

技术领域

本发明涉及农田和场地土壤重金属污染修复领域，尤其涉及一种纳米活性矿物土壤重金属固化修复液。

背景技术

我国现有耕地中，有相当数量耕地受到中度、重度污染，土壤点位超标率接近20％，大多不宜耕种，农药化肥等使用不科学、不规范，土壤有机质含量降低、部分重金属超标，土传病害加重等问题突出。其中，土壤重金属污染修复的技术路径包括：一是消减土壤中重金属总量，二是消减有效态重金属的含量，主要包括物理、化学和生物三种修复方法，其中通过矿物材料固化稳定化在实际应用中占比超过70％。

目前，市场上有各类重金属土壤修复材料，包括：环境材料固化剂调节土壤pH值、或产生阴离子与重金属以沉淀和协调沉淀方式产生沉淀作用；沸石等材料的物理吸附、Fe²⁺等化学吸附；有机功能材料等配位、络合作用；氧化还原剂改变金属价态从而改变其生物有效性等方法中一种或多种复合。但是，上述重金属土壤修复材料通常以粉体或颗粒材料为主，通过与土壤拌合后浇水养护方式固化重金属，每亩地使用量为300～1000kg，或土壤干基重量的0.1wt％～0.25wt％，使用量较大，效果较为缓慢，目前还未见通过纳米分散液直接喷洒的方式将修复材料纳米化用于农田和场地土壤重金属污染修复的相关报道。

发明内容

针对现有重金属土壤修复材料用于农田和场地土壤重金属污染修复时存在使用量较大和效果较为缓慢的问题，本发明的目的在于提供一种纳米活性矿物土壤重金属固化修复液，其由天然活性矿物、吸附固化材料和酸碱调节剂复配后经过湿法高速研磨至纳米级分散于水中得到，通过直接喷洒方式将修复材料纳米化大幅提升其活性和比表面积，用于农田和场地土壤重金属污染修复时可以大幅减少使用量，修复见效快。

本发明解决其技术问题采用如下技术方案：

本发明的纳米活性矿物土壤重金属固化修复液，由以下重量份的原料组成：30～80份天然活性矿物、10～50份吸附固化材料和5～20份酸碱调节剂，所述原料依次经复配、微米级球磨和纳米级砂磨得到纳米级颗粒后和水按照重量比1～100：1000均匀分散得到；其中，

所述天然活性矿物的红外发射率为0.88～0.98，且平均粒径小于100目；

所述吸附固化材料具有微孔或层状结构；

所述纳米级颗粒的平均粒径为50～200nm。

进一步，所述天然活性矿物选自麦饭石、电气石、角闪石、赭石、贵阳石中的一种或两种以上的混合物。

进一步，所述吸附固化材料选自蛭石、沸石、蒙脱土、凹凸棒土、海泡石中的一种或两种以上的混合物。

进一步，所述酸碱调节剂选自氧化钙、氧化镁、氧化铝中的一种或两种以上的混合物。

上述纳米活性矿物土壤重金属固化修复液的生产工艺，包括以下步骤：

(1)将粗的天然活性矿物加入到矿石粉碎机，高速破碎研磨0.5～5h得到平均粒径小于100目的天然活性矿物；

(2)将步骤(1)研磨后的天然活性矿物、吸附固化材料和酸碱调节剂复配加入到球磨机，加入2～5mm氧化锆珠和占原料总质量0.1％～1％的助磨剂后，湿法或干法高速研磨2～5h，得到平均粒径为20～50μm的微米级颗粒；