本发明属于环境污染治理与修复领域，涉及一种钝化剂及其制备方法，具体涉及一种建筑垃圾基钝化剂及其制备方法。
背景技术
随着经济的不断发展，我国城市化、都市化进程不断加速，城市建设过程中产生的建筑垃圾也与日俱增。建筑垃圾按照其来源可分为土地及道路开挖、旧建筑拆除、建筑施工和建材生产等五大类垃圾，其成分主要包括渣土、碎石块、废砂浆、砖瓦碎块、混凝土块、沥青块、废塑料、废金属料、废竹木等。目前，我国对建筑垃圾(尤其是渣土、废砂浆、砖瓦碎块、混泥土块等粘土矿物质的建筑垃圾)的处理基本是未经任何处理直接填埋。该处理方式虽然简单有效，但是不仅耗用大量土地及垃圾清运费，而且垃圾填埋会阻断土壤生物链，造成严重的环境污染，形成永久性危害。
在建筑垃圾的改良和再回收方面，普遍的做法是将建筑垃圾回收制成建筑原材料，如用作建筑基地换填材料、路基材料，制成砖块，用作广场、人行道、市政道路及小型景观建筑用砖等。目前，尚未有将建筑垃圾用于环境保护及污染治理和修复领域，特别是用作重金属土壤调理剂或钝化剂的报道。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种建筑垃圾基钝化剂及其制备方法，本发明的目的不仅在于提供一种建筑垃圾的处理途径，实现建筑垃圾资源化，还获得了一种土壤重金属钝化剂，用于钝化土壤中的重金属，降低重金属的活性，减少重金属的危害。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。
一种建筑垃圾基钝化剂，所述建筑垃圾基钝化剂主要以建筑垃圾和钾长石为原料经煅烧制备而成，所述建筑垃圾为红砖渣和/或水泥渣。
上述的建筑垃圾基钝化剂中，优选的，所述红砖渣、水泥渣和钾长石的质量配比为0～1∶0～1∶1～2，其中，红砖渣和水泥渣不能同时取0。
作为一个总的技术构思，本发明还提供一种建筑垃圾基钝化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)基材的预处理：将建筑垃圾和钾长石磨碎并过筛，建筑垃圾为红砖渣和/或水泥渣，得到建筑垃圾灰和钾长石灰；
(2)配料：将建筑垃圾灰和钾长石灰进行配料并混合，建筑垃圾灰即为红砖灰和/或水泥灰，得到混合物料；
(3)烧制：将混合物料升温至400℃～1000℃进行煅烧，经冷却后，磨碎并过筛，得到建筑垃圾基钝化剂。
上述的建筑垃圾基钝化剂的制备方法中，优选的，所述步骤(2)中，红砖灰、水泥灰和钾长石灰的质量配比为0～1∶0～1∶1～2，其中，红砖灰和水泥灰不能同时取0。
上述的建筑垃圾基钝化剂的制备方法中，优选的，所述步骤(3)中，所述煅烧的时间为20min～40min。
上述的建筑垃圾基钝化剂的制备方法中，优选的，所述步骤(1)中，所述过筛为过80目～100目筛。
上述的建筑垃圾基钝化剂的制备方法中，优选的，所述步骤(3)中，所述过筛为过80目～100目筛。
本发明中，配备原料时，可以选用三种方案：红砖渣和钾长石，水泥渣和钾长石，红砖渣、水泥渣和钾长石，三者质量配比0～1∶0～1∶1～2中，红砖渣和水泥渣不能同时质量为0。
本发明的建筑垃圾基钝化剂中，红砖渣、水泥渣来源于任意建筑拆除后废弃的红砖块和水泥块。选用红砖渣、水泥渣的目的在于：其一，使红砖渣、水泥渣这两种常见且产生量大的建筑垃圾得到资源化利用，减少对环境的危害；其二，制得的钝化剂能够高效钝化土壤重金属，实现环境污染治理与修复。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明首次将红砖渣、水泥渣两种建筑垃圾作为土壤重金属钝化剂原料，综合回收利用，变废为宝，既实现了环境保护效益，又具有重要经济效益。
(2)本发明与公知的工艺相比，煅烧温度低，煅烧时间短，有效节约了能源，且煅烧后熟料不经水淬降温，不用烘干处理，既节约水资源，又节约烘干所用能源。
(3)本发明的钝化剂产品不仅可钝化重金属，还含有多种养分，如红砖渣可提供硅、钙、镁、铝、铁等，水泥渣可提供硅、钙、镁、铝、铁、钾、钠等，肥效长、有效成分不挥发，不易流失，可缓慢长效供给作物吸收。
(4)本发明的制备方法原料来源广泛，简单易行，应用方便，易于推广，产品价格低廉，易于被接受并大量使用，具有显著的环境效益及广阔的市场前景。
具体实施方式
以下结合具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
以下实施例中所采用的材料和仪器均为市售。
实施例1：
一种本发明的建筑垃圾基钝化剂，主要以建筑垃圾红砖渣、水泥渣和钾长石为原料经煅烧制备而成。该建筑垃圾基钝化剂也称为建筑垃圾基土壤重金属钝化剂。
一种上述本实施例的建筑垃圾基钝化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)基材的预处理：将红砖渣、水泥渣和钾长石自然风干，用球磨机磨碎，过100目筛，得到红砖灰、水泥灰和钾长石灰。其中，钾长石购自河北省石家庄灵寿县燕西矿区。
(2)配料：将步骤(1)中红砖灰、水泥灰和钾长石灰按1∶1∶2的比例进行配料，混合后，得到混合物料。
(3)烧制：将混合物料置于马弗炉中以10℃/min的速度升温至500℃进行高温煅烧，煅烧时间为30分钟，然后将煅烧后物料自然冷却，磨碎，过100目筛，得到建筑垃圾基钝化剂。
实施例2：
一种本发明的建筑垃圾基钝化剂，主要以建筑垃圾红砖渣、水泥渣和钾长石为原料经煅烧制备而成。
一种上述本实施例的建筑垃圾基钝化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)基材的预处理：将红砖渣、水泥渣和钾长石自然风干，用球磨机磨碎，过100目筛，得到红砖灰、水泥灰和钾长石灰。其中，钾长石购自河北省石家庄灵寿县燕西矿区。
(2)配料：将步骤(1)中红砖灰、水泥灰和钾长石灰按1∶1∶2的比例进行配料，混合后，得到混合物料。
(3)烧制：将混合物料置于马弗炉中，以10℃/min的速度升温至900℃下进行高温煅烧，煅烧时间为30分钟，将煅烧后的物料自然冷却，磨碎，过100目筛，即得到建筑垃圾基钝化剂。
实施例3：
一种本发明的建筑垃圾基钝化剂，主要以建筑垃圾红砖渣和钾长石为原料经煅烧制备而成。
一种上述本实施例的建筑垃圾基钝化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)基材的预处理：将红砖渣和钾长石自然风干，用球磨机磨碎，过100目筛，得到红砖灰和钾长石灰。其中，钾长石购自河北省石家庄灵寿县燕西矿区。
(2)配料：将步骤(1)中红砖灰和钾长石灰按1∶2的比例进行配料，混合后，得到混合物料。
(3)烧制：将混合物料置于马弗炉中，以10℃/min的速度升温至900℃下进行高温煅烧，煅烧时间为30分钟，将煅烧后的物料自然冷却，磨碎，过100目筛，即得到建筑垃圾基钝化剂。
实施例4：
一种本发明的建筑垃圾基钝化剂，主要以建筑垃圾水泥渣和钾长石为原料经煅烧制备而成。
一种上述本实施例的建筑垃圾基钝化剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)基材的预处理：将红砖渣、水泥渣和钾长石自然风干，用球磨机磨碎，过100目筛，得到红砖灰、水泥灰和钾长石灰。其中，钾长石购自河北省石家庄灵寿县燕西矿区。
(2)配料：将步骤(1)中水泥灰和钾长石灰按1∶2的比例进行配料，混合后，得到混合物料；
(3)烧制：将上述混合物料置于马弗炉中，以10℃/min的速度升温至900℃下进行高温煅烧，煅烧时间为30分钟，将煅烧后的物料自然冷却，磨碎，过100目筛，即得到建筑垃圾基钝化剂。
效果测试：
取4个塑料杯烧杯，各加入80g含镉污染土壤，其中1个为对照，往另外三个烧杯中分别加入0.8g(1％)三种不同的建筑垃圾基钝化剂。三种钝化剂原料分别为：红砖灰∶钾长石＝1∶2(实施例3)，水泥灰∶钾长石＝1∶2(实施例4)，红砖灰∶水泥灰∶钾长石＝1∶1∶2(实施例2)。将含镉土壤与钝化剂混匀，再往杯中加入一定量水，使烧杯中的土壤为淹水状态，淹水深度为10mm，静止1h后取土壤，随后在钝化的第10、30、40、60天分别取土壤。将土壤风干、研磨，过100目筛，采用tessier五步提取法提取重金属镉，测定其各形态镉的含量。每次取样后，立即进入后续的分析测定程序，测定其各形态镉的含量，土壤中有效态镉含量变化如表1所示，红砖灰、水泥灰和钾长石灰分别简写为红、水、钾。
表1不同配比建筑垃圾基钝化剂在不同钝化时间的钝化效果
由表1可知，空白组土壤有效态镉含量几乎不变，在红砖渣和钾长石、水泥渣和钾长石、红砖渣、水泥渣和钾长石分别作为钝化剂原材料时，添加钝化剂的土壤中的有效态镉含量均显著降低，由此可见，本发明的建筑垃圾基钝化剂能显著降低土壤中有效态镉含量。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。