一种固沙剂及其制备方法技术

本发明专利技术是一种固沙剂及其制备方法，她包括固定剂和吸水剂，其特征在于固定剂选用红土，吸水剂选用硅酸钠和／或铝酸钠和／或羧甲基纤维素钠，其中红土占７０－９０％（重量百分含量），硅酸钠和／或铝酸钠和／或羧甲基纤维素钠占１０－３０％（重量百分含量）；它可在降水前后与沙子混合后撒在沙的表面，播撒厚度为１－５毫米，形成较大面积的覆盖层，既能快速吸收水分，也能延缓水分的蒸发，降水后使覆盖层形成一层微空薄壳，将草籽混合在本发明专利技术固沙剂播撒时效果更好，在沙漠地区的公路、铁路两边初期绿化地带使用，效果更明显，同时还能起到保护地下水的作用，对生态环境又不造成二次污染。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于沙的稳定材料，特别是涉及天然矿物质混合组成的固沙剂及其制备方法。
技术介绍
目前，在控制沙尘暴及土地沙化方面，一般采用种植植物形成植被防护林带的绿化方式及用化学固沙剂喷洒浇灌沙漠地的方法使沙子表面形成硬化层，以防止和控制沙丘的移动及土地的沙化过程；但对于自然条件恶劣，遭受流沙侵害严重而有需要局部迅速固沙的地方，植物固沙在短时期内难以起到作用，甚至被风沙吹蚀殆尽，化学固沙除固沙快，也对促进植物在沙漠的生长又有着不可比拟的优点。如有的利用沥青、原油、渣油、重油等石油产品作为固沙剂，也有用人工合成聚合物作固沙剂的，以达到控制沙漠表面随风流动以及起到保护地下水份的蒸发作用。而现公开的固沙剂如中国专利ZL91104881，公开90108191、97108194、00108062等虽然均有较好的固沙作用，但它们均存在着不足，如价格较高，难以大面积的在沙漠中利用，均为液体，在向沙漠纵深中喷洒时的运输不方便。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服以上不足而提供一种价格低廉，利于绿化的固体的固沙剂及其制备方法，它可在降水前后与沙子混合撒在沙的表面，形成较大面积的覆盖层，降水后使覆盖层形成一层微空薄壳。本专利技术的目的是采用以下技术方案实现的采用固定剂和吸水剂的混合物做为固沙剂，其中固定剂选用红土(laterite)，占本专利技术固沙剂的70-90％(重量百分含量)；吸水剂为硅酸钠(Na2SiO3)和/或铝酸钠(NaAlO2)和/或羧甲基纤维素钠(CH2OCH2COONa)，占本专利技术固沙剂的10-30％；其中硅酸钠、铝酸钠和羧甲基纤维素钠中的两种或以上同时使用时，硅酸钠∶羧甲基纤维素钠为1∶1.5-2.5，铝酸钠∶羧甲基纤维素钠为1∶1.5-2.5，硅酸钠和铝酸钠∶羧甲基纤维素钠也为1∶1.5-2.5。本专利技术固沙剂在使用时需与沙土混合，其比例为1比10-30，即一份本专利技术固沙剂需与10-30份的沙土混合均匀，然后均撒在雨后或下雪前后的沙漠表面，其厚度可在1-5毫米，可形成一层板结层。其主要作用是防止和控制沙丘的移动及土地的沙化过程。用于防止沙尘暴的产生及土地的沙化和沙漠地区修建高速公路、铁路两边的固沙作用，若配以植物保护则效果更好。如能广泛使用本专利技术固沙剂来固沙，就能很好的控制沙丘的移动，又可使沙漠逐步的加以减少，从而使可用土地面积逐步得到扩大。由于本专利技术固沙剂能控制沙尘暴的发生或减少，从而对城乡的环境起到良好的保护作用，由于能控制或减缓土地的沙化过程，从而使生态环境得到良好的平衡作用。其原料加工处理过程简单，产品生产过程十分简单，并不产生污染物质，所以对环境没有再污染的危害。固沙剂产品的成本十分的低廉，经济和社会效益十分的明显。具体实施方案一、加工工艺(一)、原料来源1、固定剂红土取自自然界，占本专利技术固沙剂的70-95％(重量百分含量)，其主要矿物成分是铝土矿、褐铁矿、针铁矿，其次为高岭石、长石、石英，其比重2.4-3.2克/立方厘米。其化学成分中氧化铝(Al2O3)、氧化铁(Fe2O3)含量较高，氧化硅(SiO2)含量较低。粒度分析以粘粒级(＜0.05毫米)为主，根据产地的不同红土中小于0.05毫米的粘粒可占到45-75％，故使红土的可塑性较高。由于红土具有遇水不崩解的特性，特别适合作为固定剂。2、吸水剂硅酸钠(或铝酸钠)、羧甲基纤维素钠可购自试剂厂，均为工业纯或其以上的化学纯、食品用制剂。(二)、原料处理红土应为干燥易破碎，粉碎过100目筛，粗的粉碎后再过筛、混合。选用的硅酸钠、铝酸钠及羧甲基纤维素钠要求均小于100目。(三)、加工设备可选用建筑用的各种粉碎机型，卧式或立式搅拌机，离心机、烘干机、灌装机、口袋的封口机等，如原料符合粒度要求也可人工混合搅拌、装袋、封口。(四)加工技术条件1、原料使用前的要求(1)红土需含杂质较少，如湿度较大需烘干，烘干时温度不大于150℃。(2)吸水剂工业级或以上。2、操作程序首先按配方比例将吸水剂和固定剂调配好，然后进行充分混匀，使用时再将沙子按比例量到入，进行搅拌，使其充分混匀即可。3、时间第一步的混合(固沙剂混匀)的搅拌需5～20分钟，第二步的混合(固沙剂与沙子的混匀)搅拌需5～20分钟。二、本专利技术固沙剂的技术指标1、本专利技术固沙剂的理化指标(1)、pH值7～8。(2)、水分＜2％。2、本专利技术固沙剂中有害物质检测指标(土壤中有害物质容许浓度)砷；＜8mg/kg(12-15)；汞＜1.5mg/kg(2.0)；镉＜0.5mg/kg(1.0)。3、本专利技术固沙剂的毒理指标(1)、急性经口毒性属实际无毒物质。(2)、蓄积毒性无蓄积毒性。(3)、鼠伤寒沙门氏菌回复突变试验(Ames试验)阴性。(4)、体内哺乳动物骨髓细胞微核试验阴性。(5)、小鼠精子畸形试验阴性。(6)、小鼠睾丸染色体畸变试验阴性。4、固沙、吸水及重复使用的效果(1)、固沙效果①、常温条件下本产品平均损失量12.5g，损失率0.78％。对照样平均损失量135g，损失率84.37％。试验方法取沙土150g，固沙剂10g，充分混匀后，均匀的洒在铁盘内(铁盘体积为36×24×3cm)，沙层厚度在2～3mm。取自来水(水温在26～28℃)缓慢的洒在沙层上，加水量以吸水达到饱和且沙层表面不积水为准，然后放在室温为28～33℃、湿度为45～70％、风速为0.2～0.7m/s环境中自然蒸发凉干，待衡重后再进行风吹试验。风吹试验平均风速为14m/s(盘头16.4m/s；盘中15m/s；盘尾11.8m/s)。连续风吹20min，然后对盘中剩余沙土进行称重，计算损失量。按比例补充到160g，以相同方法重复试验9次。对照样，取160g沙土，放入铁盘中，加水量与上述相同。衡重后进行风吹试验，计算损失量，然后再补充到160g沙土，再重复上述试验。风速来源于高压气泵，8kg/cm2。风向朝下倾斜40°左右吹盘子的前半部分。用天津产的轻便三杯风速仪来测定风速。风吹时室内环境条件温度28～33℃，湿度45～70％。②、高温条件下本产品平均损失量为13g，损失率8.12％。对照样平均损失量为139g，损失率86.70％。试验方法其试验方法与室温条件下的试验方法基本相同，不同处在于由自然蒸发凉干过程，变为人工烘干过程，即加水后将铁盘放入烤箱中，在110℃条件下烘干，衡重后，在进行风吹试验。然后再加水，再进入烤箱中烘干，重复9次的结果。③、低温条件下本产品平均损失量9g，损失率0.56％。对照样平均损失量143g，损失率为89.37％。试验方法其试验方法与室温条件下的试验方法基本相同，不同处在于加水时的水温在4～8℃(冰溶水)，在加水后，将铁盘放入冰箱中冷冻室内，待结冰后再取出，放在自然环境中凉干(室内)，衡重后再进行风吹试验，然后再加冰水，经冷冻结冰后取出。重复6次的结果。(2)、吸水效果①、常温条件下本产品每百克吸水量为57.95ml。对照样每百克吸水量为38.97ml。其吸水率高于对照样48.70％。试验方法取沙土1500g，固沙剂100g，充分混匀后均匀的洒在铁盘内，取自来水缓慢的洒在沙层表面，以不积水为止，计算水量，放于室内凉干。衡重后，进行计算，然后再加水。衡重，计算连续重复9次的结果。环境条件同上。②、高温条件下本产品每百克吸水量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固沙剂，包括固定剂和吸水剂，其特征在于固定剂选用红土，吸水剂选用硅酸钠和／或铝酸钠和／或羧甲基纤维素钠，其中红土占７０－９０％（重量百分含量），硅酸钠和／或铝酸钠和／或羧甲基纤维素钠占１０－３０％（重量百分含量）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张东新，曲保恩，王凤鸣，谢玮，张天亮，
申请(专利权)人：张东新，
类型：发明
国别省市：88[中国|济南]