[发明专利]一种天然土壤重金属修复改良剂及其制备方法与制备的设备

说明书

本发明公开了一种天然土壤重金属修复改良剂及其制备方法与制备的设备。该方法包括：将钾长石或伊利石、硅酸盐矿物、碳酸盐矿物混合，然后进行第一次球磨处理，得到球磨产物；将球磨产物升温进行煅烧处理，得到热活化产物；进行第二次球磨处理，得到土壤重金属修复改良剂。本发明可使用天然矿物为原料，经过球磨和中高温热活化的多级处理工艺生产复合型弱碱性矿物质钝化剂作为土壤重金属修复改良剂。本发明提供的生产工艺可增加天然土壤修复改良剂的有效成分含量，同时实现批量生产、提升自动化水平。

技术领域

本发明属于土壤重金属修复领域，具体涉及一种天然土壤重金属修复改良剂及其制备方法与制备的设备。

背景技术

全国部分地区的土壤污染严重，污染类型多样，污染原因复杂，控制难度大，局部地区的土壤质量已经出现下降明显，其中就包括土壤重金属污染。环境中的重金属主要包括铅、汞、镉、砷、铬、铊、镍、锌等等，土壤受重金属污染后，常常会通过农作物和水体进入人体，造成重金属中毒或毒害。在国内，有关重金属污染的钝化已成为土壤修复行业的研究热点。土壤重金属污染钝化与其他传统的工程修复措施(填埋，客土覆盖，化学淋滤等)相比较而言更为经济有效。钝化作用是使重金属在土壤中沉淀或被吸附固定，改变土壤重金属赋存形态，“钝化”其生物有效性，从而达到减小重金属吸收和毒性的效果。

目前国内外研究使用的重金属钝化剂多为初级原材料，生产加工过程简单粗糙，有效成分含量不高且波动性大，有的还存在碱性太强的问题，还可能会引起土壤板结，或存在二次污染。本发明涉及的钝化剂生产工艺使用天然矿物为原料，经过球磨和中高温热活化的多级处理工艺生产复合型弱碱性矿物质钝化剂作为土壤重金属修复改良剂，以提高有效成分含量并控制碱性，将其应用于农田可系统补充华南地区红壤长期淋失的钾、钠、钙、镁、硅等矿质养分，抑制土壤酸化，提高粘土矿物的含量，从而增加土壤的持水性、疏松度、团粒结构和养分储存能力，旨在从根本上改善红壤，恢复其原生态本质，增强其对重金属的吸持净化能力，降低重金属的活性和生物可给性。

目前，应用于土壤重金属污染修复钝化剂尚无专业系统的生产装置或装备。CN111974335A公开了一种重金属钝化剂生产装置，主体为一个反应釜，可实现高粘度物料和高固量物料的均匀混合。CN211913638U公开了一种生物质炭基土壤重金属钝化剂生产装置，以罐体形式实现钝化剂的吸料、混合和出料。CN206199102U也公开了一种生物质炭基土壤重金属钝化剂生产装置，能够实现原料精确配比、均匀搅拌、定量下料。但上述装置均只能实现物料的配送、搅拌和出料，无法满足需要研磨、热活化过程的钝化剂的制备。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供了一种天然土壤重金属修复改良剂及其制备方法与制备的设备。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。

本发明提供的土壤重金属修复改良剂的制备工艺包括以下流程：①利用螺旋上料机或粉体输送泵将原料送入料斗混合；②原料在料斗混合后直接进入球磨机球磨；③球磨产物排入缓存仓收集，通过粉体输送泵送入煅烧炉；④煅烧炉热活化产物排入缓存仓，通过粉体输送泵送入球磨机；⑤热活化产物经球磨得到最终产物，通过缓存仓和粉体输送泵送入暂存仓储存待用。

本发明提供的土壤重金属修复改良剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)将钾长石或伊利石、硅酸盐矿物、碳酸盐矿物混合，然后进行第一次球磨处理，得到球磨产物；

(2)将步骤(1)所述球磨产物升温进行煅烧处理，得到热活化产物；

(3)将步骤(2)所述热活化产物进行第二次球磨处理，得到所述土壤重金属修复改良剂。

进一步地，步骤(1)所述硅酸盐矿物为硅酸钙、硅酸钠中的一种以上；步骤(1)所述碳酸盐矿物为碳酸钙、碳酸钠中的一种以上。