一种重金属土壤修复剂制造技术

本发明专利技术涉及一种重金属污染土壤修复剂，所述修复剂含有改性蒙脱土，改性蒙脱土采用天然蒙脱土，经无机盐与有机物改性后，与其他组分复合，得到本发明专利技术的土壤修复剂。本发明专利技术的土壤修复剂具有原料易得、成本低廉、吸附重金属效果良好的特点，特别适用于经工业污水浸渍后土壤的修复，对土壤中铬、铜、锌、镉、铅等常见重金属离子均有良好的吸附去除效果。本发明专利技术的土壤修复剂，制备方法简单，可重复性高，适于大规模生产。

A heavy metal soil restorant

The present invention relates to a heavy metal contaminated soil remediation agent, which contains modified montmorillonite, modified montmorillonite with natural montmorillonite, and after modification of inorganic salts and organic compounds, and combined with other components, the soil remediation agent of the invention is obtained. The soil restorant has the characteristics of easily available raw materials, low cost and good adsorption of heavy metals, and is especially suitable for the remediation of soil after impregnating industrial sewage. It has good adsorption and removal effect on the common heavy metal ions such as chromium, copper, zinc, cadmium and lead in the soil. The soil repairing agent of the invention has simple preparation method and high repeatability, and is suitable for large-scale production.

【技术实现步骤摘要】
一种重金属土壤修复剂
本专利技术涉及一种重金属土壤修复剂，具体涉及改性蒙脱土的制备以及土壤修复剂的制备。
技术介绍
随着社会的进步和现代化工农业的发展，人类对自然环境的影响愈来愈深远。从农业的化肥，农药，转基因生物，到工业的“三废”，以及日常生活中的污水、垃圾，再到国防、宇航业的太空垃圾，它们无不影响着大自然，导致了各种环境问题，这其中比较突出的是重金属污染问题。土壤的重金属污染是指由于人类的活动而引入土壤中重金属，使得土壤中重金属含量远远高于土壤中重金属的背景值，最终导致土壤系统的破坏和生态环境的恶化。这里的重金属主要是指Cd、Pb、Zn、Ni、Cu、Cr、Hg及准金属As、Se。进入土壤的重金属在日后的走向主要有以下几个方面：吸附在土壤中；被植物或其他生物吸收；进入水体；因挥发进入大气等。这些进入生态系统的重金属，不仅影响着植物的生长，而且也影响着大气与水资源，直接危害着人类的生存。近年来，我国土壤重金属污染加剧，血铅超标、尿镉超标等层出不穷，江森“铅污染”事件，广西柳江上游龙江河段镉污染，“毒胶囊”事件中铜键铬模具的污染，“洋巧克力”的铜污染等事件不胜枚举。这些，都显示着我国土壤重金属污染已进入一个集中多发期并且由于土壤重金属污染具有隐蔽性、长期性、不可逆性等特点，因此，对土壤重金属污染行为和修复的研究具有十分重要的环境现实意义。近年来，我国在重金属污染土壤防治和污水净化方面虽然取得了积极进展，但我国的农田重金属污染形势依然十分严峻，长期积累的农田污染土壤修复尚未解决，而新的污染问题还在不断出现，这也导致了当前我国与环境污染有关的重大环境问题频繁发生，土壤和饮用水重金属污染已严重威胁居民的健康，造成了恶劣社会影响。为了降低植物对重金属的吸收、累积，人们使用了不同的重金属污染土壤改良剂、絮凝剂等进行污染土壤和水的原位修复，常见的包括石灰、各种磷酸盐类化合物、生物有机肥及工业副产品(如赤泥、针铁矿等)，上述不同的修复剂对降低植物对重金属的吸收、转化都起到了一定的作用。上述不同的修复剂主要通过促进土壤中金属离子的吸附、沉淀反应，直接或间接改变污染土壤中重金属离子的生物有效性从而达到降低植物吸收的目的。现有技术中，人们使用的诸多治理修复技术大致可概括为三类：(1)采用物理、化学或生物的方法将重金属污染物从污染土壤中直接去除。该法可直接降低土壤中重金属总量，无疑是最为理想的，但其成本也高；(2)隔离法，其利用各种防渗材料将污染土壤与未污染土壤或水体分开，以减少或阻止污染物扩散造成二次污染。该方法对防渗材料要求较为严格，工程技术要求也高；(3)土壤原位固定化修复法，即向被污染土壤中施用各类固定化试剂，通过对重金属的吸附、沉淀(共沉淀)及络合等作用将重金属固定在土壤中，降低其在环境中的迁移性和生物可利用性，从而降低重金属污染的环境风险。相比于前述两种修复方法，原位化学固定技术投入较低、操作简便、环境友好，对大面积中、低浓度重金属污染土壤修复有明显的优势。具体而言，原位化学固定技术主要目标是降低土壤中重金属的生物有效性，而重金属的生物有效性与其在土壤中的形态相关，原位化学固定化修复技术关键在于选择合适的固定剂。我们一方面要求试剂本身不含重金属或者重金属含量很低，施用到土壤中之后不会带来二次污染；另一方面是高性价比，即固定剂的施用成本合理并且具有较高与重金属的结合力，固定效果显著且产物稳定。目前常用的固定剂主要有：石灰、粉煤灰等碱性材料；磷灰石、羟基磷灰石、磷酸二氢钙等磷酸盐类物质；天然的以及人工合成的沸石、膨润土、海泡石等黏土矿物质类材料；金属氧化物类材料；生物污泥、秸秆、农家肥、生物炭等有机类材料以及复合类固定剂。我国黏土矿物资源品种丰富、分布广泛、储量巨大、价格也较为低廉，包括膨润土矿、凹凸棒石、海泡石、沸石等。其颗粒细小，具有较大的比表面积和较高的孔隙率，对重金属离子的吸附能力较强。此外，黏土矿物多为层状结构，一般由硅氧四面体和铝(镁、铁)氧八面体按照不同规律彼此连结组成网络结构层。其层间包含可交换的无机阳离子，有一部分氧原子电子暴露在晶体表面。这种特殊分子结构及不规则性的晶体缺陷，使其对污染物具有良好的吸附性能，可通过离子交换、专性吸附及共沉淀等作用将土壤中具有活性的有毒重金属元素固定下来，阻碍其转移到植物中去，从而间接达到土壤修复的目的。同时，黏土矿物施用到土壤中，其特殊的结构有助于形成土壤团粒结构，增加土壤的保肥持水能力。这不仅为土壤重金属污染治理提供一条有效的途径，也有利于黏土矿物资源的综合利用。但天然黏土矿物往往含有杂质，贸然施用于土壤易造成重金属离子的二次污染。生物炭是生物质在完全或部分缺氧、低温或相对低温的条件下（<700℃）热分解所产生的一种高碳固体残渣，许多研究表明，生物炭不仅能够通过提高土壤的pH值来降低重金属生物有效性，还可以通过阳离子吸附作用降低土壤重金属迁移率，同时生物炭会通过改善和提高土壤肥力降低重金属对于植物的毒害。生物炭通常具有大的比表面积、高孔隙度、呈碱性、可以吸附溶解性有机质等特点，生物炭所具有的物理化学性质使它可以作为污染土壤的一种化学钝化剂，通过吸附、沉淀、络合、离子交换等一系列反应，使污染物向稳定化形态转化，以降低污染物的可迁移性和生物可利用性，从而达到污染土壤原位修复的目的。但生物炭受限于土壤类型，适用范围有限。其他常用的土壤修复剂还包括石灰和磷酸盐等，但就其使用都存在一定的局限性。蒙脱土是土壤中由二层硅氧四面体片和一层铝氧八面体片组成的重要的黏土矿物，其对土壤中的离子吸附、交换起到非常重要的作用。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术存在的至少一种缺陷，提供一种一种重金属污染土壤修复剂，该重金属污染土壤修复剂能够在土壤中把重金属稳定化，降低其迁移性和生物活性，所使用的原料均简单易得，对环境无污染，不会造成二次污染，是一种可深层修复多种重金属且环境友好，对土壤生物性质无破坏性的快速方法，适用于商业化生产。为解决上述技术问题，本专利技术采用基于蒙脱土的重金属土壤修复剂。本专利技术所采用的蒙脱土为经改性的蒙脱土，所述改性方法包括如下步骤：(1)选择天然蒙脱石粉，加水配成悬浊液，在室温条件下置于阴凉处，物理搅拌24小时溶胀；(2)将步骤(1)的悬浊液升温到50-70℃，向其中加入一定量具有极性基团的有机聚合物和钠盐，继续搅拌1-2天；(3)将步骤(2)得到的悬浊液脱水干燥，即得到改性蒙脱土。进一步的，步骤(2)中，所用的具有极性基团的有机聚合物包括硬脂酸和聚乙烯醇，用量为100g/10L悬浊液，所述具有极性基团的有机聚合物在经高温熔融后加入悬浊液。更进一步的，步骤(3)中，采用离心的方法分离悬浊液中的水，弃掉上清液，于常温下干燥即得改性蒙脱土。本专利技术的蒙脱土首先配制成悬浊液进行溶胀，溶胀时间可以是24小时，或是2天甚至更长时间，不超过5天，选择合适的溶胀时间可以控制蒙脱土，既扩大了层间距，又不至于各层之间完全剥离。用于改性蒙脱土的有机聚合物优选具有-OH、-COOH等极性集团的有机物，有机聚合物经搅拌机的机械作用进入蒙脱土层间后，通过极性集团与蒙脱土的矿物层间表面发生作用，经分子间作用力吸附在矿物层内，用于支撑矿物层的高度，避免蒙脱土层脱水后层间距的回缩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改性蒙脱土的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1) 选择天然蒙脱石粉，加水配成悬浊液，在室温条件下置于阴凉处，物理搅拌24小时溶胀；(2) 向步骤(1)的悬浊液中加入一定量具有极性基团的有机聚合物和钠盐，继续搅拌1‑2天；(3) 将步骤(2)得到的悬浊液脱水干燥，即得到改性蒙脱土。

【技术特征摘要】
1.一种改性蒙脱土的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)选择天然蒙脱石粉，加水配成悬浊液，在室温条件下置于阴凉处，物理搅拌24小时溶胀；(2)向步骤(1)的悬浊液中加入一定量具有极性基团的有机聚合物和钠盐，继续搅拌1-2天；(3)将步骤(2)得到的悬浊液脱水干燥，即得到改性蒙脱土。2.根据权利要求1所述的改性蒙脱土的方法，其特征在于，步骤(2)中，所用的具有极性基团的有机聚合物包括硬脂酸和聚乙烯醇，用量为100g/10L悬浊液，所述具有极性基团的有机聚合物在经高温熔融后加入悬浊液。3.根据权利要求1所述的改性蒙脱土的方法，其特征在于，步骤(3)中，采用离心的方法分离悬浊液中的水，弃掉上清液，于常温...

【专利技术属性】
技术研发人员：金建德，
申请(专利权)人：台州泰捷化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33