污泥和凹凸棒石共热解制备土壤重金属钝化材料的方法技术

本发明专利技术属土壤改良技术领域，具体涉及污泥和凹凸棒石共热解制备土壤重金属钝化材料的方法。所述重金属钝化材料包含甘肃凹凸棒石10％‑35％和生市政污泥65％‑90％。本发明专利技术是以市政污泥为主体，它具有很大的比表面积，很强的吸附性、钝化性和分散性，具有改良土壤，钝化重金属的能力。其技术方案的要点是，将凹凸棒石和污泥进行共热解后制备重金属钝化材料，该方法制得的污泥和凹凸棒石共热解生物炭这种重金属钝化材料对土壤中重金属的钝化有明显的效果。

Preparation of soil heavy metal passivation materials by CO pyrolysis of sludge and attapulgite

【技术实现步骤摘要】
污泥和凹凸棒石共热解制备土壤重金属钝化材料的方法
本专利技术属土壤改良
，具体涉及污泥和凹凸棒石共热解制备土壤重金属钝化材料的方法。
技术介绍
随着工农业的迅猛增长，土壤重金属污染的问题越来越严重，我国面临的土壤重金属污染问题日益突出。据国家环保总局和国土资源部报道，全国土壤环境状况总体不容乐观，部分地区土壤污染严重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出，全国土壤总的超标率为16.1％，以无机型为主，无机污染物超标点位数占全部超标点位的82.8％。我国污灌区面积约140万hm2，受Cd、As、Cr、Pb、Hg、Cu、Ni、Zn等重金属污染的土地面积占污染总面积的64.8％，其中又以Hg和Cd的污染面积最大。凹凸棒石是一种廉价易得的无机矿物材料，为含水的层链状镁质硅酸盐矿物。其理论化学成分为：SiO256.96％；(Mg,Al,Fe)O23.83％；H2O19.21％。成份中常有Al、Fe混入，Al2O3替代部分MgO。其基本结构单元为2：1层型，即2层硅氧四面体夹1层镁氧八面体组成单元层。由于四面体的Si4+被Al3+替代置换，出现剩余负电荷。凹凸棒石晶体呈毛发状或纤维状，在电子显微镜下呈长柱状或针状，白、灰、浅绿或浅褐色，在原子力学显微镜下呈纤维状；凹凸棒石内部有很多孔道，孔道截面大约0.38nm×0.63nm。凹凸棒石的比表面积较大，具有较强的吸附、钝化能力，在土壤重金属钝化方面的利用中引起愈来愈多的重视，污泥和凹凸棒石共热解被用作土壤重金属钝化材料可以更好的进行土壤的改良。<br>
技术实现思路
本专利技术的目的是提供污泥和凹凸棒石共热解制备土壤重金属钝化材料的方法，已解决现有技术中土壤污染严重治理成本较高的问题。污泥和凹凸棒石共热解制备土壤重金属钝化材料的方法，包括以下步骤：1、破碎、研磨：将凹凸棒石原矿粉碎成200目粉末状。2、混合：将粉末状凹凸棒石与市政污泥按1﹕1比例混合。3、烘干、粉碎：将混合物进行烘干、粉碎为1.7mm粒径的颗粒；4、包装入库：将最后的颗粒包装为污泥和凹凸棒石共热解重金属钝化材料。所述重金属钝化材料由甘肃凹凸棒石和市政污泥组成。进一步地，所述重金属钝化材料按重量百分比计，其包含甘肃凹凸棒石10％-35％和市政污泥65％-90％。所述污泥和凹凸棒石共热解的制备方法如下：(1)将来自甘肃省临泽县板桥镇凹凸棒石，经破碎、粉碎、研磨后制成200目粉末状；(2)将粉末状凹凸棒石与市政污泥按1﹕1混合，在真空管式炉中以25℃/min的加热速度热解150min。(3)将步骤(2)得到的物质进行烘干，得到固体产物；(4)将固体产物制备成粒径为1.7mm的颗粒。所述凹凸棒石与市政污泥的重量比为1:9-7:13，所述凹凸棒石与市政污泥的重量比为1:9-7:13，市政污泥含量选择在10％-90％。本专利技术的有益效果是：本专利技术所述制备方法制备的污泥和凹凸棒石共热解重金属钝化材料，使凹凸棒石的钝化性和吸附性能都得到了较大的提高，可钝化有机污染物及有毒有害重金属，降低土壤污染物的生物毒性及迁移性，减少重金属的生物可利用性。土壤中的重金属一部分是以阳离子形式存在，这部分重金属的迁移性大，生物可利用性高，危害最大，施用凹凸棒石可提高土壤pH值，土壤颗粒表面的负电荷增加，促使土壤中部分重金属形成氢氧化物沉淀，并且有助于重金属的稳定性，同时增强了凹凸棒石对重金属的吸附性。具体实施方式：污泥和凹凸棒石共热解制备土壤重金属钝化材料的方法，包括以下步骤：(1)破碎、研磨：将凹凸棒石原矿粉碎成200目粉末状。(2)混合：将粉末状凹凸棒石与市政污泥按1﹕1比例混合。(3)烘干、粉碎：将混合物进行烘干、粉碎为1.7mm粒径的颗粒；(4)包装入库：将最后的颗粒包装为污泥和凹凸棒石共热解重金属钝化材料。所述重金属钝化材料包含甘肃凹凸棒石和市政污泥；优选地，所述重金属钝化材料由甘肃凹凸棒石和市政污泥组成。所述的重金属钝化材料，按重量百分比计，所述重金属钝化材料包含甘肃凹凸棒石10％-35％和市政污泥65％-90％。所述污泥和凹凸棒石共热解生物炭制备方法为：(1)将来自甘肃省临泽县板桥镇凹凸棒石，经破碎、粉碎、研磨后制成200目粉末状；(2)将粉末状凹凸棒石与市政污泥按1﹕1比例混合，在真空管式炉中以25℃/min的加热速度热解150min。(3)将步骤(2)得到的物质进行烘干，得到固体产物；(4)将固体产物制备成粒径为1.7mm的颗粒。其中，所述凹凸棒石与市政污泥的重量比为1:9-7:13。在一定范围内，此种钝化材料的钝化效果会随市政污泥含量的增加而增加，但如果市政污泥含量过高，会使土壤的pH值随之升高，影响植物的正常生长，并且研究表明，市政污泥质量分数过高，部分重金属的有效态含量反而会增加，也就是说市政污泥施用量过多，还会导致土壤板结、碱化，致使土壤中重金属活化，故而市政污泥含量选择在10％-90％为宜。实施例1将制备好的钝化剂按4％投加量加入重金属污染土壤钝化30天后，对土壤有明显的修复效果，具体如下：1、添加污泥和凹凸棒石共热解制备的钝化材料后，相应幅度的提高土壤的pH值，研究表明，土壤每提高一个单位的pH值，不但显著降低污染土壤中重金属的活性，减少作物对重金属的吸收，而且还可抑制重金属向植物地上部分的迁移。2、添加污泥和凹凸棒石共热解制备的钝化材料后，土壤重金属的生物有效性和生态风险明显下降，在添加钝化剂处理下有效态Cd、Ni、Cr、Pb(0.005mol/LDTPA)分别下降1％、2.2％、0.89％、1.8％；重金属的赋存形态也发生了较大改变，交换态Cd、Ni、Cr、Pb分别下降9.9％、8.7％、9.5％、10.5％；残渣态Cd、Ni、Cr、Pb分别升高7.1％、5.3％、6.8％、8.2％；3、在钝化后的土壤种植玉米后，跟对照相比，玉米生物量有所增加，钝化剂的加入降低了玉米地上部分Cd、Ni、Cr、Pb的含量。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.污泥和凹凸棒石共热解制备土壤重金属钝化材料的方法，包括以下步骤：/n(1)、破碎、研磨：将凹凸棒石原矿粉碎成200目粉末状。/n(2)、混合：将粉末状凹凸棒石与市政污泥按1﹕1比例混合。/n(3)、烘干、粉碎：将混合物进行烘干、粉碎为1.7mm粒径的颗粒；/n(4)、包装入库：将最后的颗粒包装为污泥和凹凸棒石共热解重金属钝化材料。/n

【技术特征摘要】
1.污泥和凹凸棒石共热解制备土壤重金属钝化材料的方法，包括以下步骤：
(1)、破碎、研磨：将凹凸棒石原矿粉碎成200目粉末状。
(2)、混合：将粉末状凹凸棒石与市政污泥按1﹕1比例混合。
(3)、烘干、粉碎：将混合物进行烘干、粉碎为1.7mm粒径的颗粒；
(4)、包装入库：将最后的颗粒包装为污泥和凹凸棒石共热解重金属钝化材料。


2.根据权利要求1所述的污泥和凹凸棒石共热解制备土壤重金属钝化材料的方法，其特征在于：所述重金属钝化材料按重量百分比计，其包含甘肃凹凸棒石10％-35％和市政污泥65％-90％。


3.根据权利要求1所述的污泥和凹凸棒石共热解制备土壤重...

【专利技术属性】
技术研发人员：任珺，陶玲，管天成，
申请(专利权)人：甘肃瀚兴环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：甘肃;62