[发明专利]一种磷酸盐改性凹凸棒磁性钝化剂及其使用方法

说明书

一种磷酸盐改性凹凸棒磁性钝化剂及其使用方法，属于中轻度污染农田修复技术领域。采用以下方法制备：1）磷酸盐改性凹凸棒的制备；2）材料磁化；3）磁化检验。上述一种磷酸盐改性凹凸棒磁性钝化剂及其使用方法，通过改性方法，在钝化剂原有的吸附、络合、沉淀、离子交换的基础上，赋予钝化剂磁性，制备出磁性钝化剂，最后通过磁选方式将重金属从土壤中彻底去除，农田土壤中铅、镉总量显著降低，达到修复要求，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于中轻度污染农田修复技术领域，具体为一种磷酸盐改性凹凸棒磁性钝化剂及其使用方法。

背景技术

由于重金属性质稳定，难以被微生物降解，容易在土壤中累积而造成土壤重金属污染。农用地土壤重金属污染与人类生活密切相关，土壤中的重金属可通过食物链的传递作用进入人体，对人体健康存在极大的威胁。2014年全国土壤污染调查公报显示，我国农用地土壤重金属污染严重，耕地、林地、草地土壤点位超标率分别高达19.4%、10.0%、10.4%，土壤污染亟待修复。

农田土壤修复方法包括淋洗法、植物修复、钝化修复等多种方法，但最常用的仍是钝化修复法。钝化修复的核心是钝化剂的制备，虽然目前市场上钝化剂种类多样，也取得了一定的修复效果，但目前大多数钝化剂仅能暂时将重金属钝化在土壤中，且存在一定程度的效果不稳定、时效短、二次污染问题，能够将钝化产物从土壤中去除的钝化剂较少。

如磷酸盐材料、黏土矿物、生物炭等是最常用的钝化材料，研究表明，磷酸盐类钝化剂对铅镉污染具有较好的钝化效果，但磷酸盐矿本身含有重金属，投加一定量后可能会加重土壤重金属污染，且存在水体富营养化风险。凹凸棒、膨润土等黏土矿物具有较大的比表面积及交换性阳离子，可通过吸附及离子交换作用固定重金属，但天然的黏土矿物吸附量一般较低，而且长期大量施用于农田可能改变土壤的渗透性等理化性质，需要对黏土矿物进行改性，提高吸附能力。殷志刚等（发明专利201910554538.X）提出了一种多孔磁性材料及其制备方法，利用磁性钝化剂彻底去除重金属，但该过程较为繁琐；王洋洋等（发明专利201910226818 .8）也提出了一种高磁性改性生物炭及其制备方法和在治理土壤重金属污染中的应用，该方法利用生物炭载体改性方法，同样制备出磁性钝化剂，但该方法在磁化过程中引入了二甲基二硫代氨基甲酸钠溶液，可能会存在二次污染问题。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于设计提供一种磷酸盐改性凹凸棒磁性钝化剂及其使用方法的技术方案，其通过改性方法，在钝化剂原有的吸附、络合、沉淀、离子交换的基础上，赋予钝化剂磁性，制备出磁性钝化剂，最后通过磁选方式将重金属从土壤中彻底去除，农田土壤中铅、镉总量显著降低，达到修复要求，具有广阔的应用前景。

所述的一种磷酸盐改性凹凸棒磁性钝化剂，其特征在于采用以下方法制备：

1）磷酸盐改性凹凸棒的制备：

称取3-5重量份磷酸三钠于容器中，加入适量去离子水，搅拌25-35分钟，加入7-13重量份凹凸棒，加入去离子水使水土重量比为18-22:0.5-1.5，超声震荡8-12h，静置25-35min，抽滤，所得滤渣反复用去离子水冲洗，烘干，研磨过80-120目筛，得到磷酸盐改性凹凸棒粉末；

2）材料磁化：

a.在容器中加入去离子水，随即加入0.7-1.3重量份磷酸盐改性凹凸棒、5-7重量份 FeCl₃▪6H₂O和2-4重量份FeSO₄▪7H₂O，磷酸盐改性凹凸棒：去离子水的重量体积比为170-230ml：0.7-1.3g，在65-75℃条件下于氮气环境中加热；