本發(fā)明公開了一種用于修復(fù)重金屬污染土壤固化劑的制備方法，屬于土壤固化劑制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

土壤固化劑是一種由多種無機(jī)、有機(jī)材料合成的用于固化各類土壤的新型節(jié)能環(huán)保工程材料。它與土壤混合后通過一系列物理化學(xué)反應(yīng)來改變土壤的工程性質(zhì)，能將土壤中大量的自由水以結(jié)晶水的形式固定下來，使得土壤膠團(tuán)表面電流降低，膠團(tuán)所吸附的雙電層減薄，電解質(zhì)濃度增強(qiáng)，顆粒趨于凝聚，體積膨脹而進(jìn)一步填充土壤孔隙，在壓實功的作用下，使固化土易于壓實和穩(wěn)定， 從而形成整體結(jié)構(gòu)，并達(dá)到常規(guī)所不能達(dá)到的壓密度。經(jīng)過土壤固化劑處理過的土壤，其強(qiáng)度、密實度、回彈模量、彎沉值、CBR、剪切強(qiáng)度等性能都得到了很大的提高，從而延長了道路的使用壽命，節(jié)省了工程維修成本，經(jīng)濟(jì)環(huán)境效益俱佳。

土壤重金屬污染是指由于人類活動，土壤中的微量金屬元素在土壤中的含量超過背景值，過量沉積而引起的含量過高，統(tǒng)稱為土壤重金屬污染。土壤重金屬是指由于人類活動將金屬加入到土壤中，致使土壤中重金屬明顯高于原生含量、并造成生態(tài)環(huán)境質(zhì)量惡化的現(xiàn)象。目前，處理重金屬污染土壤的方法主要包括挖掘、穩(wěn)定化/固化、化學(xué)淋洗、氣提、熱處理、生物修復(fù)等。

但是，由于現(xiàn)有的土壤固化劑產(chǎn)品門類較少，且功能單一，僅具有固化土壤的功效，導(dǎo)致土壤固化劑的應(yīng)用范圍比較狹窄，限制了其的推廣使用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題：針對現(xiàn)有的土壤固化劑產(chǎn)品門類較少，且功能單一，僅具有固化土壤的功效，導(dǎo)致土壤固化劑的應(yīng)用范圍較窄的問題，提供一種用于修復(fù)重金屬污染土壤固化劑的制備方法，該方法將海泡石經(jīng)粉碎、過篩處理后與鹽酸混合浸泡，而后用去離子水沖洗濾渣直至洗滌液為中性，將濾渣放入烘箱干燥制得酸改性海泡石，隨后將香蕉皮制成顆粒狀后用氫氧化鈉溶液浸泡，將浸泡后得到的濾渣沖洗后用烘箱干燥，而后用馬弗爐焙燒，制得香蕉皮活性炭，再將酸改性海泡石、香蕉皮活性炭，紅泥、羥基磷灰石、三氧化二鋁粉末和牛糞，攪拌混合均勻后制成混合物，最后將混合物、珍珠巖粉末、碳酸鈉、沸石、海藻酸鈉、甲基硅醇鈉、羥基苯磺酸、十二烷基苯磺酸鈉，放入分散釜中混合，即可得到土壤固化劑，本發(fā)明制得的修復(fù)重金屬污染土壤固化劑，對土壤中的重金屬有較強(qiáng)吸附能力，且對土壤起到修復(fù)和固化作用，具有廣闊的市場前景。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

（1）稱取120～150g海泡石，粉碎、過篩后得20～30目顆粒，將海泡石顆粒按固液比1:5與質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%鹽酸混合，在室溫下浸泡5～7h后過濾得濾渣，并用去離子水沖洗濾渣直至洗滌液為中性，將沖洗后濾渣放入烘箱中，在80～95℃溫度干燥6～8h得酸改性海泡石，備用；

（2）稱取150～200g新鮮的香蕉皮，表面清洗干凈后放入真空干燥箱中，在70～80℃條件下10～12h，將干燥后香蕉皮粉碎、過篩得30～40目顆粒，將香蕉皮顆粒按固液比1：5浸泡在質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%氫氧化鈉溶液中，浸泡50～60min后抽濾得濾渣，將濾渣用去離子水沖洗至洗滌液為中性，沖洗后放入烘箱中，在95～105℃干燥6～8h，將干燥后的香蕉皮顆粒放入馬弗爐中，在480～520℃焙燒60～90min，焙燒后冷卻至室溫，并粉碎、過篩得50～60目粉末，即可得到香蕉皮活性炭；

（3）按重量份數(shù)計，分別選取50～55份步驟（1）備用的酸改性海泡石、20～25份上述香蕉皮活性炭，5～15份紅泥、15～20份羥基磷灰石、1～3份三氧化二鋁粉末和5～7份牛糞，攪拌混合均勻后得混合物；

（4）按重量份數(shù)計，分別選取60～65份上述混合物、12～20份60～80目珍珠巖粉末、5～10份碳酸鈉、2～4份沸石、8～10份海藻酸鈉、3～5份甲基硅醇鈉、2～4份羥基苯磺酸、0.1～0.3份十二烷基苯磺酸鈉，放入分散釜中，在100～150r/min轉(zhuǎn)速混合1～2h，即可得到土壤固化劑。

本發(fā)明的應(yīng)用方法是：利用挖掘機(jī)對需要修復(fù)的重金屬污染土壤進(jìn)行挖掘，并剔除其中雜物，然后將本發(fā)明制得的土壤固化劑添加到挖掘出的重金屬污染土壤中，并充分混合均勻，土壤固化劑添加量為土壤質(zhì)量的8～15%，再將混合均勻后的土壤利用壓路機(jī)碾平，而后養(yǎng)護(hù)20～25天，隨后在土壤上移栽適量植物，經(jīng)檢測，原重金屬污染的土壤中的Hg的含量為60.5mg/kg、Cd的含量為1.20mg/kg、Cr的含量為86.3mg/kg，種植后土壤中重金屬Hg、Cd、Cr的濃度分別下降50.2～55.8%，56.5～60.2%和42.5～50.5%，經(jīng)過6～12個月，植物長勢良好，無植株萎蔫或死亡現(xiàn)象。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）本發(fā)明的土壤固化劑中高吸附性粘土成分對受污染土壤中的重金屬成分有較強(qiáng)吸附作用，同時固化劑也可對受污染的土壤起到固化作用；

（2）本發(fā)明的土壤固化劑可以增加固化系統(tǒng)內(nèi)的有機(jī)物，使土壤有利于植物根系的呼吸，促進(jìn)植物生長和減少水土流失。

具體實施方式

首先稱取120～150g海泡石，粉碎、過篩后得20～30目顆粒，將海泡石顆粒按固液比1:5與質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%鹽酸混合，在室溫下浸泡5～7h后過濾得濾渣，并用去離子水沖洗濾渣直至洗滌液為中性，將沖洗后濾渣放入烘箱中，在80～95℃溫度干燥6～8h得酸改性海泡石，備用；隨后稱取150～200g新鮮的香蕉皮，表面清洗干凈后放入真空干燥箱中，在70～80℃條件下10～12h，將干燥后香蕉皮粉碎、過篩得30～40目顆粒，將香蕉皮顆粒按固液比1：5浸泡在質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%氫氧化鈉溶液中，浸泡50～60min后抽濾得濾渣，將濾渣用去離子水沖洗至洗滌液為中性，沖洗后放入烘箱中，在95～105℃干燥6～8h，將干燥后的香蕉皮顆粒放入馬弗爐中，在480～520℃焙燒60～90min，焙燒后冷卻至室溫，并粉碎、過篩得50～60目粉末，即可得到香蕉皮活性炭；再按重量份數(shù)計，分別選取50～55份備用的酸改性海泡石、20～25份香蕉皮活性炭，5～15份紅泥、15～20份羥基磷灰石、1～3份三氧化二鋁粉末和5～7份牛糞，攪拌混合均勻后得混合物；

最后按重量份數(shù)計，分別選取60～65份上述混合物、12～20份60～80目珍珠巖粉末、5～10份碳酸鈉、2～4份沸石、8～10份海藻酸鈉、3～5份甲基硅醇鈉、2～4份羥基苯磺酸、0.1～0.3份十二烷基苯磺酸鈉，放入分散釜中，在100～150r/min轉(zhuǎn)速混合1～2h，即可得到土壤固化劑。

實例1

首先稱取120g海泡石，粉碎、過篩后得20目顆粒，將海泡石顆粒按固液比1:5與質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%鹽酸混合，在室溫下浸泡5h后過濾得濾渣，并用去離子水沖洗濾渣直至洗滌液為中性，將沖洗后濾渣放入烘箱中，在80℃溫度干燥6h得酸改性海泡石，備用；隨后稱取150g新鮮的香蕉皮，表面清洗干凈后放入真空干燥箱中，在70℃條件下10h，將干燥后香蕉皮粉碎、過篩得30目顆粒，將香蕉皮顆粒按固液比1：5浸泡在質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%氫氧化鈉溶液中，浸泡50min后抽濾得濾渣，將濾渣用去離子水沖洗至洗滌液為中性，沖洗后放入烘箱中，在95℃干燥6h，將干燥后的香蕉皮顆粒放入馬弗爐中，在480℃焙燒60min，焙燒后冷卻至室溫，并粉碎、過篩得50目粉末，即可得到香蕉皮活性炭；再按重量份數(shù)計，分別選取50份備用的酸改性海泡石、20份香蕉皮活性炭，5份紅泥、15份羥基磷灰石、1份三氧化二鋁粉末和5份牛糞，攪拌混合均勻后得混合物；最后按重量份數(shù)計，分別選取60份上述混合物、12份60目珍珠巖粉末、5份碳酸鈉、2份沸石、8份海藻酸鈉、3份甲基硅醇鈉、2份羥基苯磺酸、0.1份十二烷基苯磺酸鈉，放入分散釜中，在100r/min轉(zhuǎn)速混合1h，即可得到土壤固化劑。

本實例操作簡便，使用時，利用挖掘機(jī)對要修復(fù)的重金屬污染土壤進(jìn)行挖掘，并剔除其中雜物，然后將本發(fā)明制得的土壤固化劑添加到挖掘出的重金屬污染土壤中，并充分混合均勻，土壤固化劑添加量為土壤質(zhì)量的8%，再將混合均勻后的土壤利用壓路機(jī)碾平，而后養(yǎng)護(hù)20天，隨后在土壤上移栽適量植物，經(jīng)檢測，原重金屬污染的土壤中的Hg的含量為60.5mg/kg、Cd的含量為1.20mg/kg、Cr的含量為86.3mg/kg，種植后土壤中重金屬Hg、Cd、Cr的濃度分別下降50.2%，56.5%和42.5%，經(jīng)過6個月，植物長勢良好，無植株萎蔫或死亡現(xiàn)象。

實例2

首先稱取135g海泡石，粉碎、過篩后得25目顆粒，將海泡石顆粒按固液比1:5與質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%鹽酸混合，在室溫下浸泡6h后過濾得濾渣，并用去離子水沖洗濾渣直至洗滌液為中性，將沖洗后濾渣放入烘箱中，在88℃溫度干燥7h得酸改性海泡石，備用；隨后稱取175g新鮮的香蕉皮，表面清洗干凈后放入真空干燥箱中，在75℃條件下11h，將干燥后香蕉皮粉碎、過篩得35目顆粒，將香蕉皮顆粒按固液比1：5浸泡在質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%氫氧化鈉溶液中，浸泡55min后抽濾得濾渣，將濾渣用去離子水沖洗至洗滌液為中性，沖洗后放入烘箱中，在100℃干燥7h，將干燥后的香蕉皮顆粒放入馬弗爐中，在500℃焙燒75min，焙燒后冷卻至室溫，并粉碎、過篩得55目粉末，即可得到香蕉皮活性炭；再按重量份數(shù)計，分別選取53份備用的酸改性海泡石、23份香蕉皮活性炭，10份紅泥、18份羥基磷灰石、2份三氧化二鋁粉末和6份牛糞，攪拌混合均勻后得混合物；最后按重量份數(shù)計，分別選取63份上述混合物、16份70目珍珠巖粉末、8份碳酸鈉、3份沸石、9份海藻酸鈉、4份甲基硅醇鈉、3份羥基苯磺酸、0.2份十二烷基苯磺酸鈉，放入分散釜中，在125r/min轉(zhuǎn)速混合1.5h，即可得到土壤固化劑。

本實例操作簡便，使用時，利用挖掘機(jī)對要修復(fù)的重金屬污染土壤進(jìn)行挖掘，并剔除其中雜物，然后將本發(fā)明制得的土壤固化劑添加到挖掘出的重金屬污染土壤中，并充分混合均勻，土壤固化劑添加量為土壤質(zhì)量的12%，再將混合均勻后的土壤利用壓路機(jī)碾平，而后養(yǎng)護(hù)23天，隨后在土壤上移栽適量植物，經(jīng)檢測，原重金屬污染的土壤中的Hg的含量為60.5mg/kg、Cd的含量為1.20mg/kg、Cr的含量為86.3mg/kg，種植后土壤中重金屬Hg、Cd、Cr的濃度分別下降53.5%，58.5%和45.6%，經(jīng)過8個月，植物長勢良好，無植株萎蔫或死亡現(xiàn)象。

實例3

首先稱取150g海泡石，粉碎、過篩后得30目顆粒，將海泡石顆粒按固液比1:5與質(zhì)量分?jǐn)?shù)25%鹽酸混合，在室溫下浸泡7h后過濾得濾渣，并用去離子水沖洗濾渣直至洗滌液為中性，將沖洗后濾渣放入烘箱中，在95℃溫度干燥8h得酸改性海泡石，備用；隨后稱取200g新鮮的香蕉皮，表面清洗干凈后放入真空干燥箱中，在80℃條件下12h，將干燥后香蕉皮粉碎、過篩得40目顆粒，將香蕉皮顆粒按固液比1：5浸泡在質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%氫氧化鈉溶液中，浸泡60min后抽濾得濾渣，將濾渣用去離子水沖洗至洗滌液為中性，沖洗后放入烘箱中，在105℃干燥8h，將干燥后的香蕉皮顆粒放入馬弗爐中，在520℃焙燒90min，焙燒后冷卻至室溫，并粉碎、過篩得60目粉末，即可得到香蕉皮活性炭；再按重量份數(shù)計，分別選取55份備用的酸改性海泡石、25份香蕉皮活性炭，15份紅泥、20份羥基磷灰石、3份三氧化二鋁粉末和7份牛糞，攪拌混合均勻后得混合物；最后按重量份數(shù)計，分別選取65份上述混合物、20份80目珍珠巖粉末、10份碳酸鈉、4份沸石、10份海藻酸鈉、5份甲基硅醇鈉、4份羥基苯磺酸、0.3份十二烷基苯磺酸鈉，放入分散釜中，在150r/min轉(zhuǎn)速混合2h，即可得到土壤固化劑。

本實例操作簡便，使用時，利用挖掘機(jī)對要修復(fù)的重金屬污染土壤進(jìn)行挖掘，并剔除其中雜物，然后將本發(fā)明制得的土壤固化劑添加到挖掘出的重金屬污染土壤中，并充分混合均勻，土壤固化劑添加量為土壤質(zhì)量的15%，再將混合均勻后的土壤利用壓路機(jī)碾平，而后養(yǎng)護(hù)25天，隨后在土壤上移栽適量植物，經(jīng)檢測，原重金屬污染的土壤中的Hg的含量為60.5mg/kg、Cd的含量為1.20mg/kg、Cr的含量為86.3mg/kg，種植后土壤中重金屬Hg、Cd、Cr的濃度分別下降55.8%，60.2%和50.5%，經(jīng)過12個月，植物長勢良好，無植株萎蔫或死亡現(xiàn)象。