强化镉污染农田农产品固镉增硒土壤调理剂的制备方法与流程

本发明属于土壤调理剂制备，尤其涉及一种强化镉污染农田农产品固镉增硒土壤调理剂的制备方法。

背景技术：

1、根据世界卫生组织(who)报道，镉是迫切需要关注的重金属之一。镉在农作物中的累积会影响农作物对养分的吸收，抑制农作物的生长。与其他重金属相比，镉更容易被农作物吸收，通过食物链对人体健康造成危害，除此之外还会破坏细胞之间的连接，损害细胞的相关功能，导致骨骼疏松、软化，使人体产生过量的氧化自由基，减弱机体的抗氧化能力。因此，我国镉污染农田治理修复是长期持久的一项工程。实现镉污染农田农产品安全生产对粮食安全有着至关重要的作用，寻求边修复边生产的有效途径具有重要的意义。

2、大量研究表明，硒与镉等重金属存在拮抗作用，能够降低重金属活性，从而减少作物对重金属的积累，硒能降低植物体内过氧化氢含量，清除活性氧自由基，降低膜脂质过氧化程度，使过氧化物酶的活性保持相对稳定，使活性氧自由基的清除和生成处于相对的低水平平衡状态，从而提高幼苗的生理机能，增强抗镉胁迫能力，表现出一定的防护作用。因此，开发一种有效、环保、低成本的镉污染农田农产品固镉增硒土壤调理剂显得尤为必要和紧迫。然而，现有强化农产品固镉增硒土壤调理剂的制备方法采用的硫酸锌原料含有杂质，导致制备的土壤调理剂不能满足环境保护和清洁生产的要求；同时，采用的柠檬酸原料质量差，导致制备的土壤调理剂质量差。

3、通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

4、(1)现有强化农产品固镉增硒土壤调理剂的制备方法采用的硫酸锌原料含有杂质，导致制备的土壤调理剂不能满足环境保护和清洁生产的要求。

5、(2)采用的柠檬酸原料质量差，导致制备的土壤调理剂质量差。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种强化农产品固镉增硒土壤调理剂的制备方法。

2、本发明是这样实现的，一种强化农产品固镉增硒土壤调理剂的制备方法包括：

3、步骤一，按重量份数称取膨润土10份、大豆秸秆20份、麦麸12份、石灰25份、酢浆草26份、硫酸锌9份、柠檬酸8份、海藻渣11份、硒盐5份；

4、步骤二，通过粉碎机将膨润土、石灰进行粉碎，过250μm标准筛得到混合原料a；

5、步骤三，将大豆秸秆、麦麸、酢浆草、海藻渣烘干，经粉碎、过250μm标准筛得到混合原料b；

6、步骤四，将混合原料a、混合原料b、硫酸锌、柠檬酸、硒盐置于反应釜中搅拌3h得到土壤调理剂。

7、进一步，所述硫酸锌制备方法如下：

8、1)将氨水添加到硫酸锌水溶液中，所述所述氨水中的氨与硫酸锌的摩尔比为1.1∶1，在温度为96℃、ph值为7的条件下进行合成反应，反应完成后得到反应产物；

9、2)将反应产物水洗、压滤、干燥、粉碎后得硫酸锌成品。

10、进一步，所述硫酸锌水溶液是由以下步骤制备得到：

11、首先将次氧化锌溶于硫酸溶液中进行一次酸浸，一次酸浸完成后对反应产物进行过滤，滤液再经过一次板式压滤、氧化处理、二次板式压滤后，在滤液中添加活性锌粉，再经过三次板式压滤后得到硫酸锌水溶液；所述氧化处理是指向所述一次板式压滤后的滤液中持续充入富氧或空气，所述氧化处理时的温度为96℃、时间为9h、ph值为5.6。

12、进一步，所述对所述一次酸浸完成后过滤所得的滤渣进行二次酸浸处理，二次酸浸处理时的温度控制在常温到100℃的范围内，ph值控制在2～3，所述二次酸浸后的滤液与所述一次酸浸后的滤液合并后再进入到所述一次板式压滤步骤，进行后续的处理。

13、进一步，所述次氧化锌中所含的锌与所述硫酸的摩尔比为1∶1.4。

14、进一步，所述硫酸锌水溶液的质量浓度为10％～43％。

15、进一步，所述合成反应的时间为5h。

16、进一步，所述柠檬酸制备方法如下：

17、(1)将柠檬酸发酵清液与碳酸钙接触反应，接触反应的条件使发酵清液中的柠檬酸转化为柠檬酸氢钙，将得到的浆液进行固液分离，得到固相柠檬酸氢钙和第一液相，将柠檬酸发酵清液与碳酸钙接触反应的条件包括反应终点的ph值为3.6，反应温度为86℃；

18、(2)将得到的固相柠檬酸氢钙酸解得到柠檬酸；

19、(3)将得到的第一液相与碳酸钙接触反应，接触反应的条件使得第一液相中溶解的柠檬酸氢钙转化为柠檬酸钙，将得到的浆液进行固液分离，得到固相柠檬酸钙和第二液相，并将柠檬酸钙酸解得到柠檬酸。

20、进一步，所述将柠檬酸发酵清液与碳酸钙接触反应的条件还包括反应时间为8小时。

21、进一步，所述制备方法还包括在将得到的固相柠檬酸氢钙进行酸解之前，水洗柠檬酸氢钙以除去残留的柠檬酸发酵清液的步骤，并将得到的柠檬酸氢钙水洗液与得到的第一液相的混合物与碳酸钙接触反应，接触反应的条件使得该柠檬酸氢钙水洗液中溶解的柠檬酸氢钙、残留的柠檬酸发酵清液与第一液相中溶解的柠檬酸氢钙转化为柠檬酸钙。

22、结合上述的技术方案和解决的技术问题，请从以下几方面分析本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：

23、第一、针对上述现有技术存在的技术问题以及解决该问题的难度，紧密结合本发明的所要保护的技术方案以及研发过程中结果和数据等，详细、深刻地分析本发明技术方案如何解决的技术问题，解决问题之后带来的一些具备创造性的技术效果。具体描述如下：

24、本发明通过硫酸锌制备方法制备的硫酸锌用氨水在有反应水的情况下直接与硫酸锌进行反应，无需加入另外的反应促进剂，反应后的产物进行离心分离、干燥后即可得到硫酸锌成品，操作简单、方便，制备得到的硫酸锌质量稳定且有害杂质含量低，能够制备满足环境保护和清洁生产的要求的土壤调理剂；同时，通过柠檬酸制备方法制备的柠檬酸质量高，大大提高土壤调理剂质量，从而提高土壤镉污染治理效果。

25、第二，把技术方案看做一个整体或者从产品的角度，本发明所要保护的技术方案具备的技术效果和优点，具体描述如下：

26、本发明通过硫酸锌制备方法制备的硫酸锌用氨水在有反应水的情况下直接与硫酸锌进行反应，无需加入另外的反应促进剂，反应后的产物进行离心分离、干燥后即可得到硫酸锌成品，操作简单、方便，制备得到的硫酸锌质量稳定且有害杂质含量低，能够制备满足环境保护和清洁生产的要求的土壤调理剂；同时，通过柠檬酸制备方法制备的柠檬酸质量高，大大提高土壤调理剂质量，从而提高土壤镉污染治理效果。

技术特征：

1.一种强化镉污染农田农产品固镉增硒土壤调理剂的制备方法，其特征在于，所述强化镉污染农田农产品固镉增硒土壤调理剂的制备方法包括以下步骤：

2.如权利要求1所述强化镉污染农田农产品固镉增硒土壤调理剂的制备方法，其特征在于，所述硫酸锌制备方法如下：

3.如权利要求2所述强化镉污染农田农产品固镉增硒土壤调理剂的制备方法，其特征在于，所述硫酸锌水溶液是由以下步骤制备得到：

4.如权利要求3所述强化镉污染农田农产品固镉增硒土壤调理剂的制备方法，其特征在于，所述对所述一次酸浸完成后过滤所得的滤渣进行二次酸浸处理，二次酸浸处理时的温度控制在常温到100℃的范围内，ph值控制在2～3，所述二次酸浸后的滤液与所述一次酸浸后的滤液合并后再进入到所述一次板式压滤步骤，进行后续的处理。

5.如权利要求3所述强化镉污染农田农产品固镉增硒土壤调理剂的制备方法，其特征在于，所述次氧化锌中所含的锌与所述硫酸的摩尔比为1∶1.4。

6.如权利要求2所述强化镉污染农田农产品固镉增硒土壤调理剂的制备方法，其特征在于，所述硫酸锌水溶液的质量浓度为10％～43％。

7.如权利要求2所述强化镉污染农田农产品固镉增硒土壤调理剂的制备方法，其特征在于，所述合成反应的时间为5h。

8.如权利要求1所述强化镉污染农田农产品固镉增硒土壤调理剂的制备方法，其特征在于，所述柠檬酸制备方法如下：

9.如权利要求8所述强化镉污染农田农产品固镉增硒土壤调理剂的制备方法，其特征在于，所述将柠檬酸发酵清液与碳酸钙接触反应的条件还包括反应时间为8小时。

10.如权利要求8所述强化镉污染农田农产品固镉增硒土壤调理剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括在将得到的固相柠檬酸氢钙进行酸解之前，水洗柠檬酸氢钙以除去残留的柠檬酸发酵清液的步骤，并将得到的柠檬酸氢钙水洗液与得到的第一液相的混合物与碳酸钙接触反应，接触反应的条件使得该柠檬酸氢钙水洗液中溶解的柠檬酸氢钙、残留的柠檬酸发酵清液与第一液相中溶解的柠檬酸氢钙转化为柠檬酸钙。

技术总结
本发明属于土壤调理剂制备技术领域，公开了一种强化镉污染农田农产品固镉增硒土壤调理剂的制备方法，本发明采用。本发明通过硫酸锌制备方法制备的硫酸锌用氨水在有反应水的情况下直接与硫酸锌进行反应，无需加入另外的反应促进剂，反应后的产物进行离心分离、干燥后即可得到硫酸锌成品，操作简单、方便，制备得到的硫酸锌质量稳定且有害杂质含量低，能够制备满足环境保护和清洁生产的要求的土壤调理剂；同时，通过柠檬酸制备方法制备的柠檬酸质量高，大大提高土壤调理剂质量，从而提高土壤镉污染治理效果。

技术研发人员：王丽,范成五,柴冠群,蒋亚,蔡景行,刘桂华,罗沐欣键,严莲英,王娅娟,吴道明,秦松
受保护的技术使用者：贵州省土壤肥料研究所（贵州省生态农业工程技术研究中心）（贵州省农业资源与环境研究所）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13