一种磺化腐殖酸吸附钝化修复剂制造技术

本发明专利技术涉及一种重金属污染土壤吸附剂，具体涉及一种磺化腐殖酸吸附钝化修复剂。所述的磺化腐殖酸吸附钝化修复剂的主要原料包括褐煤、浓硫酸、氧化剂、蒸馏水、硫酸铵、氨水和碳酸氢铵。本产品主要类型为铵型，清洗流程中用氨水(碳酸氢铵溶液)洗涤、中和，转型同步完成，比原工艺用水洗，纯碱转型不仅简化工艺，而且回收硫酸铵产品，进一步降低主产品的制造成本，使吨产品直接成本控制在500元左右(硫酸与褐煤距离合计不超过100km)。

A sulfonated humic acid adsorption passivating agent

The present invention relates to a heavy metal contaminated soil adsorbent, in particular to a sulfonated humic acid adsorption passivating agent. The main raw materials of the sulfonated humic acid adsorption passivating agent include lignite, concentrated sulfuric acid, oxidizing agent, distilled water, ammonium sulfate, ammonia and ammonium bicarbonate. This product is the main type of ammonium type, cleaning process with ammonia (ammonium bicarbonate solution) washing, neutralization, transformation and synchronization is complete, than the original process by washing, soda transformation not only simplify the process, and the recovery of ammonium sulfate products, further reducing the manufacturing cost of main products, the direct cost per ton of product control in 500 yuan (sulfuric acid and a total of not more than 100km) from lignite.

【技术实现步骤摘要】
一种磺化腐殖酸吸附钝化修复剂
本专利技术涉及一种重金属污染土壤吸附剂，具体涉及一种磺化腐殖酸吸附钝化修复剂及其生产工艺。
技术介绍
1、现有重金属污染土壤吸附技术可以分为两大类：清除和钝化。清除土壤重金属有机械物理法(换土或称客土)、化学法(化学药剂清洗)和生物法(种植经济作物或超能吸收植物不使重金属进入食物链)，因为成本和周期(长期休耕也是成本)等问题，清除技术在我国大面积(1-2亿亩)重金属污染耕地土壤修复中无法应用。所以我国重金属污染耕地只能采用钝化，即将土壤重金属变成不能被植物吸收的惰性状态，保证作物正常生长发育和粮食安全，虽属迫不得已却是唯一可行。目前见于试验与修复工程的钝化修复技术亦可分为两类—结合固定和离子吸附，又因所用固化剂和吸附剂的不同分成众多具体方法，但是尚无能够有效、可靠并在较长时期持久保持钝化效果即保证农产品重金属达标的报告。1.1、为了方便阐明各种方法的局限性，将土壤重金属形态与植物吸收有效性相关知识简述一下。1.1.1、ssie等(1979)提出的五步提取法来划分土壤重金属形态(经典法)，将土壤重金属分为可交换离子态，碳酸盐结合态，铁锰氧化物结合态，硫化物及有机结合态和残渣态：(1)交换态金属是指交换吸附在土壤粘土矿物及其它具有阳离子吸附功能组分上面的离子，较易为植物吸收利用，是对植物产生污染的主要形态；(2)碳酸盐结合态是指金属离子与碳酸盐结合沉淀，当pH值降低时，离子态重金属可重新释放而被作物所吸收；(3)铁锰氧化物结合态是重金属与Fe、Mn氧化物结合，产生氢氧化物沉淀，其离子键结合态，较稳定，但土壤环境条件变化后，也可使部分离子重新释放，具有潜在危害性；(4)有机物及硫化物结合态是指以重金属离子为中心离子，以有机质活性基团为配位体发生鳌合作用而形成鳌合态，或硫离子与重金属生成难溶于水的化合物，因而有机结合态重金属较为稳定，不易被作物吸收利用，但当土壤氧化还原电位发生变化时，有机质因氧化作用而分解，可导致部分有机结合态重金属释放，重新被作物吸收；(5)残渣态是重金属最主要的结合形式，以结晶矿物形式存在于原生和次生矿物晶格中，主要为硅酸盐矿物，因而残渣态重金属一般被认为是惰性的，缺乏活性。(袁园：《理化性质对土壤-农作物系统重金属有效性影响研究进展》汉斯出版社2012[]中数字为原文文献索引号)1.1.2、专利技术人根据农业生产实践和土壤修复试验的，补充如下：(1)认为土壤溶液中还含有数量(比例)不等的游离态重金属离子和不同强度的吸附态且吸附态重金属，因为吸附强度的差异，其植物吸收有效性可能从易吸收(游离态)到不能吸收(禁锢态)都有存在，应该作为经典法的平行的形态系统加以分类：(1)游离态重金属即土壤溶液中的自由离子；(2)弱吸附态(传统划分中的交换态)重金属；(3)束缚态中等吸附态重金属；(4)禁锢态强吸附离子。专利技术人意见是形态间应按照能够保持吸附不被解吸的临界值界定：弱吸附(交换态)——5中等吸附(束缚态)——3强吸附(禁锢态)——2(2)残渣态重金属在无污染耕作土壤中占土壤重金属的最大比例，而在重金属污染土壤中只占很小的比例；(3)结合态重金属皆为离子化合物(无机盐)是由矿物到离子的过渡形态，在一定条件下逐渐离子化成为有效态，虽不能直接吸收危害却是后备军。1.1.3、根据植物生理学和植物营养学原理，植物根系只能从土壤中吸收溶解于水并且电离成为离子的矿质营养，重金属亦然，无机盐在一定条件下溶解并电离成为离子才能被吸收。土壤重金属形态与植物吸收有效性归纳如下表：形态与植物吸收有效性的对应关系1.2、常见钝化方法的原理与局限性所谓钝化就是将植物能够有效吸收的重金属游离态或交换态离子转化成为各种结合态化合物或者束缚态、禁锢态离子成为相对无效态，达到阻止吸收保证作物正常生长发育及农产品安全的目的。钝化是针对离子的，结合态重金属只有解离成为离子、束缚态离子只有解吸为游离态才能参加钝化反应。常见的钝化修复方法有结合和吸附两类。1.2.1、第一类是结合法，是将离子转化为各种结合态分子，例如弱酸盐(碳酸盐、硅酸盐)沉淀法，氢氧化物沉淀法，硫化物沉淀法及有机沉淀法等。(1)弱酸盐沉淀法是用可溶性弱酸盐与土壤重金属反应，生成难溶的重金属弱酸盐沉淀，如Pb2++CO3-＝PbCO3↓Cd2++SiO32-＝CdSiO3↓弱酸盐沉淀法的局限性在于(a)只能在一定的比较窄的pH值范围内发生，pH值高出范围弱酸盐不能成为离子反应不能发生，低于范围碳酸根分解为二氧化碳析出，硅酸则成为凝胶固化；(b)土壤酸化到一定范围，弱酸盐分解，重金属仍然会活化为有效态的离子，因此由于酸雨地区土壤酸性很难保证在弱酸(pH＞5.5)状态，土壤弱酸盐钝化是不可靠的；(c)植物根系以柠檬酸为主的酸性分泌物可能使根际局部土壤pH值处于中等酸性(pH≤5.5)，根系发达、酸性分泌物较多、对枸溶性养分吸收能力强的作物，根际土壤中的重金属弱酸盐是有效的。一些金属离子沉淀的pH值(2)硫化物沉淀法是用硫化剂(含有或可产生硫化氢的物质)或者硫化细菌使土壤重金属离子化合成为硫化物使其沉淀钝化。氢硫酸(H2S)虽为二元弱酸，但与某些重金属合成的硫化物具有极性共价化合物的性质，一般很难与酸碱盐发生化学反应，自然界许多金属矿物便是以硫化物长期稳定存在，例如铜辉矿、方铅矿、闪锌矿、辰砂、黄铜矿、斑铜矿等。比较其他结合态重金属，硫化物是相对最为稳定的重金属化合物，因此硫化沉淀法也是试验研究最多的钝化修复方法之一。硫化沉淀法的局限性在于(a)在耕作土壤环境中易氧化。硫化物一般是强还原剂，可能与氧化剂发生氧化还原反应，生成相应的硫酸盐，容易电离成为硫酸根离子和重金属离子。耕作土壤较原始土壤氧化气氛要强，南方红壤中的氧化性3价铁含量丰富，硫化反应系离子反应生成物没有形成较大晶体的条件，反应活性远远大于天然矿物中的硫化物，所以硫化钝化虽然比弱酸盐钝化和氢氧化物钝化相对，可靠性和持久性仍然难以达到重金属污染土壤治理的要求；(b)个别硫化物仍能溶解和电离，如比较活泼的重金属元素镉，其金属活动性大于锌接近钙镁，硫化镉可以水、酸，微溶于氨水。由于镉的高强毒性，现有标准中的限制则极低，硫化镉的溶解度已经不能容忍。(c)硫化物稳定依赖并强化土壤还原性，虽然水田淹水情况下土壤还原性较强，但是还原性条件对植物生长发育不利，造成水稻根系锰(Mu2+)、铁(Fe2+),症状为表皮黑化坏死、根毛减少、吸收功能丧失甚至造成倒伏。正常耕作不能允许硫化物稳定条件的长期存在。(3)有机化合物沉淀法，除了一些弱有机酸的重金属盐符合弱酸盐特性，中等强度的有机酸一般会与重金属离子合成难溶有机化合物，包括螯合物等。大量施用有机肥(不是腐熟的、大量有机质转化为速效养分的)特别是一些有机化学工业的下脚料，生成重金属的有机化合物或者吸附重金属离子，确有减轻重金属危害的效果，也是重金属污染修复最多的尝试之一。此法的最大局限性是有机质自身的分解。土壤有机质的分解有两个方向，即矿质化和腐殖化，矿质化的产物是矿质元素(提供矿质营养)和二氧化碳，腐殖化的产物是腐殖质，腐殖质具有保水保肥、形成团粒结构、缓冲土壤酸碱度，平衡土壤微生物等与土壤综合肥力有关的重要功能，减轻重金属危害亦是其中的重要内容本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磺化腐殖酸吸附钝化修复剂，其特征在于：所述的磺化腐殖酸吸附钝化修复剂的主要原料包括褐煤、浓硫酸、氧化剂、蒸馏水、硫酸铵、氨水和碳酸氢铵。

【技术特征摘要】
1.一种磺化腐殖酸吸附钝化修复剂，其特征在于：所述的磺化腐殖酸吸附钝化修复剂的主要原料包括褐煤、浓硫酸、氧化剂、蒸馏水、硫酸铵、氨水和碳酸氢铵。2.根据权利要求1所述的一种磺化腐殖酸吸附钝化修复剂，其特征在于：各原料的消耗量(质量份数)为：3.根据权利要求1所述的一种磺化腐殖酸吸附钝化修复剂，其特征在于：各原料的消耗量(质量份数)为：4.根据权利要求1所述的一种磺化腐殖酸吸附钝化修复剂，其特征在于：所述的氧化剂为过氧化氢或二氧化锰。5.权利要求1-4所述的一种磺化腐殖酸吸...

【专利技术属性】
技术研发人员：董坚，
申请(专利权)人：广东万山土壤修复技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44