一种农田重金属污染土壤修复矿化剂的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种农田重金属污染土壤修复矿化剂的制备方法,按一定比例，将氯化钙、铝酸钙、氧化铝、氢氧化钙和水分别同时加入液‑液两相共沉淀反应的全返混液膜反应器中，经液体分布器分散后，在转子与定子之间的缝隙处充分混合，经出料口排出到晶化釜晶化，制得颗粒尺寸在20nm～5μm之间的纯度达99.9％以上的矿化剂粉体。本发明专利技术的优点在于：本发明专利技术制备的矿化剂能吸附农田土壤中的重金属离子，将重金属离子稳定固化在矿化剂中，使其失去活性，同时，本发明专利技术选用的原料为氯化钙、铝酸钙、氧化铝和氢氧化钙，均为常见的原料，因而原料易得，进而大大降低了矿化剂的制备成本。

A preparation method of soil heavy metal contaminated soil remediation mineralizer

The invention relates to a farmland heavy metal contaminated soil remediation mineralization agent preparation method, according to a certain proportion, the calcium chloride, calcium aluminate, alumina, calcium hydroxide and water were added at the same time liquid liquid phase coprecipitation full back mixing liquid membrane reactor, the liquid distributor and dispersed, fully mixed in the crevice between the rotor and the stator, the discharge port to the crystallization kettle crystallization, the purity of particle size in 20nm ~ 5 m as mineralizer powder more than 99.9%. The invention has the advantages that the mineralizing agent prepared by the invention can adsorb heavy metal ions in the soil, the heavy metal ions in the stability of mineralizer, which lost its activity, at the same time, the selection of raw materials for calcium chloride, calcium aluminate, calcium hydroxide and alumina, are common raw materials and raw materials easy to get, and greatly reduce the cost of preparation of mineralizer.

【技术实现步骤摘要】
一种农田重金属污染土壤修复矿化剂的制备方法
本专利技术属于环保
，涉及土壤污染治理
，特别涉及一种农田重金属污染土壤修复矿化剂的制备方法。
技术介绍
土壤是一种非常重要的自然资源，也是一个国家农业发展的基础。土壤作为农业的根本，是人类赖以生存的基本原料的来源。重金属污染土壤的修复是现今的一大难题，而其中的重金属主要指的是Cd、Pb、Cr、Zn、Hg和类金属As等几种生物毒性显著的元素，以及Mn、Ni、Cu等常见元素。由于重金属污染具有普遍性、隐蔽性或潜伏性、不可逆性、间接危害性与表聚性的特点，它可以通过食物链不断在生物体内富集，最终到达食物链顶端，在人体内蓄积从而危害人类的健康，因此土壤重金属污染日益引起人们的关注。据统计，我国遭受不同程度重金属污染的耕地面积已接近2×105km2，约占耕地总面积的15％，每年因重金属污染导致的粮食减产超过1.0×107t，被重金属污染的粮食多达1.2×107t，合计经济损失至少200亿元。据了解，当今面积最广、危害最大的环境问题之一是重金属污染。土壤重金属污染给农业种植、土壤肥力和作物的产量与品质带来了诸多不利影响的同时，生态环境以及人类的生命健康也受到了巨大的威胁，如由有机汞引起的日本的水俣病就是典型的例证。由于生物效应和重金属污染毒性机理的复杂特性，重金属污染一直是当前研究的热点。因此，为了环境质量能够得到更大的改善，人类能够更好的生存，我们需要顺应环境可持续发展的趋势，对重金属污染的土壤进行大规模治理和生态修复。现有处理方法主要有：客土/换土法：客土法和换土法有需要损耗大量的财力与人力的缺点，所以，其只适用于重污染区的小面积土壤的治理。矿物吸附法：其工程量较大、投资费用高，且破坏土壤结构，使土壤肥力随之下降，并且还要处理换出的污土。洗淋法：洗淋法能够方便的进行回收处理，但是对被重金属污染土壤进行浸提后，土壤中钾、钙、镁、铁、锰等几种营养元素的含量将减少，其中部分营养元素的有效性也随之降低，并且工程量大。生物修复法：生物修复的效果较好，且容易操作，但其修复周期较长，且植物对重金属的吸收由于环境浓度的差异较大而存在被动吸收。所以该技术目前还处于试验和示范阶段。重金属离子矿化法：将产品直接喷洒到受污染的土地表面，药剂自然渗透和重金属离子反应，生产不溶于水、酸碱的稳定化合物，起到矿化作用，使得重金属离子不迁移。经检索，专利CN104962292A公开了开一种用于处理土壤重金属离子的矿化剂及其合成方法，矿化剂的重量份数配比为5-15份甲基乙烯基醚，10-20份马来酸酐，20-30份乙酸乙酯，5-8份过硫酸钠，0.05-0.1份过氧化十二酰，5-8份磷酸二氢铵，5-8份硫代硫酸钠，10-20份碳酸钠，10-30份水。本专利技术研制的重金属离子矿化剂，针对重金属离子具有很好矿化能力，可广泛应用于被重金属离子污染的农田、工业场地、戈壁、沙漠等地，还可用于含有重金属离子的生活污泥、工业污泥以及油田中的钻井废液和含油污泥等的治理和修复，是一种绿色环保的药剂；但该专利技术用于处理土壤重金属离子的矿化剂，其制备的原料成分相对较多，且一些原料成本相对较高，使得制备成本相对较高。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种农田重金属污染土壤修复矿化剂的制备方法，通过该制备方法制备出的矿化剂对重金属离子具有很好矿化能力，且该制备方法制备成本低。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：一种农田重金属污染土壤修复矿化剂的制备方法,其创新点在于：包括如下步骤：（1）选用液-液两相共沉淀反应的全返混液膜反应器，其由一封闭的机壳作为定子，定子内有一可旋转的锥体状转子，转子的外表面和定子的内表面分别带有凹槽，转子横截面积小的一端带有液体分布器，定子上设有原料进液口和出料口，进液口位于转子横截面积小的一端，出料口位于转子横截面积大的一端，且定子内表面与转子外表面之间留有一个可调节大小的缝隙，缝隙尺寸可通过转子与定子相对位置的变化在1～20µm之间调变；（2）按一定比例，将氯化钙、铝酸钙、氧化铝、氢氧化钙和水分别同时加入步骤（1）的反应器中，经液体分布器分散后，在转子与定子之间的缝隙处充分混合，经出料口排出到晶化釜晶化，制得颗粒尺寸在20nm～5μm之间的纯度达99.9％以上的矿化剂粉体；控制转子的转速为4000～10000rpm，出料口的流量为200～1200kg/h，晶化釜中的混合浆液在80～150℃下进行搅拌，晶化8～20h。进一步地，所述氯化钙、铝酸钙、氧化铝、氢氧化钙和水的摩尔比为1.12:1.45:1.1:1:1。本专利技术的优点在于：（1）本专利技术农田重金属污染土壤修复矿化剂的制备方法，从共沉淀法制备阴离子层状材料的基本工艺出发，利用晶体化学原理，用全返混液膜反应器，采用强制微观混合技术，两种液体反应物在反应器转子与定子之间的缝隙处迅速充分混合接触，反应后物质迅速脱离反应器，实现粒子的同时成核、同步生长，从而使材料具有粒子尺寸小和分布均匀的特性，进而通过本专利技术制备方法制备的矿化剂能吸附农田土壤中的重金属离子，将重金属离子稳定固化在矿化剂中，使其失去活性，同时，本专利技术选用的原料为氯化钙、铝酸钙、氧化铝和氢氧化钙，均为常见的原料，因而原料易得，进而大大降低了矿化剂的制备成本；（2）本专利技术农田重金属污染土壤修复矿化剂的制备方法，其中，氯化钙、铝酸钙、氧化铝、氢氧化钙和水的摩尔比为1.12:1.45:1.1:1:1，严格控制各物料的摩尔比，进而使得制备出的矿化剂对重金属离子具有很好矿化能力。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1为本专利技术农田重金属污染土壤修复矿化剂的制备方法中采用液-液两相共沉淀反应的全返混液膜反应器的结构示意图。具体实施方式下面的实施例可以使本专业的技术人员更全面地理解本专利技术，但并不因此将本专利技术限制在所述的实施例范围之中。实施例本实施例农田重金属污染土壤修复矿化剂的制备方法,包括如下步骤：（1）选用液-液两相共沉淀反应的全返混液膜反应器，如图1所示，其由一封闭的机壳作为定子3，定子3内有一安装在电机轴7上可旋转的锥体状转子4，转子4的外表面和定子的内表面分别带有凹槽，转子4横截面积小的一端带有液体分布器2，定子3上设有原料进液口1和出料口6，进液口1位于转子4横截面积小的一端，出料口6位于转子4横截面积大的一端，且定子3内表面与转子4外表面之间留有一个通过螺纹5调节大小的缝隙，缝隙尺寸可通过转子与定子相对位置的变化在1～20µm之间调变；（2）按摩尔比为1.12:1.45:1.1:1:1的氯化钙、铝酸钙、氧化铝、氢氧化钙和水分别同时加入步骤（1）的反应器中，经液体分布器分散后，在转子与定子之间的缝隙处充分混合，经出料口排出到晶化釜晶化，制得颗粒尺寸在20nm～5μm之间的纯度达99.9％以上的矿化剂粉体；控制转子的转速为4000～10000rpm，出料口的流量为200～1200kg/h，晶化釜中的混合浆液在80～150℃下进行搅拌，晶化8～20h。本产品去除重金属离子能力实验效果(根据GB15618-2008《土壤环境质量标准》进行对比)见表1。用本专利技术农田重金属污染土壤修复矿化剂修复农田重金属污染土壤，是将其以质量百分比为0.5%的浓度，通过翻本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种农田重金属污染土壤修复矿化剂的制备方法,其特征在于：包括如下步骤：选用液‑液两相共沉淀反应的全返混液膜反应器，其由一封闭的机壳作为定子，定子内有一可旋转的锥体状转子，转子的外表面和定子的内表面分别带有凹槽，转子横截面积小的一端带有液体分布器，定子上设有原料进液口和出料口，进液口位于转子横截面积小的一端，出料口位于转子横截面积大的一端，且定子内表面与转子外表面之间留有一个可调节大小的缝隙，缝隙尺寸可通过转子与定子相对位置的变化在1～20µm之间调变；按一定比例，将氯化钙、铝酸钙、氧化铝、氢氧化钙和水分别同时加入步骤（1）的反应器中，经液体分布器分散后，在转子与定子之间的缝隙处充分混合，经出料口排出到晶化釜晶化，制得颗粒尺寸在20nm～5μm之间的纯度达99.9％以上的矿化剂粉体；控制转子的转速为4000～10000rpm，出料口的流量为200～1200kg/h，晶化釜中的混合浆液在80～150℃下进行搅拌，晶化8～20h。

【技术特征摘要】
1.一种农田重金属污染土壤修复矿化剂的制备方法,其特征在于：包括如下步骤：选用液-液两相共沉淀反应的全返混液膜反应器，其由一封闭的机壳作为定子，定子内有一可旋转的锥体状转子，转子的外表面和定子的内表面分别带有凹槽，转子横截面积小的一端带有液体分布器，定子上设有原料进液口和出料口，进液口位于转子横截面积小的一端，出料口位于转子横截面积大的一端，且定子内表面与转子外表面之间留有一个可调节大小的缝隙，缝隙尺寸可通过转子与定子相对位置的变化在1～20µm之间调变；按一定比例，将氯化钙、铝酸钙、氧化铝、氢...

【专利技术属性】
技术研发人员：张剑宇，马小培，
申请(专利权)人：江苏隆昌化工有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32