一种土壤改良剂及其制备方法和应用

本申请涉及土壤改良，具体涉及一种土壤改良剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、

2、煤气化渣的常规处置途径仍以填埋及堆存为主，资源化利用程度较低。煤气化渣粒径较小，特别是煤气化细渣更是呈粒径较小的飞灰状。煤气化渣在堆存条件下，极易产生扬尘，这些小粒径颗粒在空气中蔓延；另外由于煤气化渣的堆放量巨大，直接提升了部分地区大气中pm10含量，进而威胁人类和其他生物的呼吸道和肺部，造成健康隐患。

3、因此，为缓解煤气化渣的堆存产生的土地消耗、重金属迁移、扬尘污染、人类健康生活的影响及减轻企业负担，关键在于如何实现煤气化渣的规模化消纳和高值化利用。

技术实现思路

1、针对上述存在的问题，本申请提出了一种土壤改良剂；其将改性气化渣与腐殖酸、尿素和膨润土复配，克服了背景技术中提到的不足和缺陷。

2、为实现上述目的，本申请采用了以下技术方案：

3、本申请的发明点是提供一种土壤改良剂，包括腐殖酸、尿素、膨润土和改性气化渣。

4、可选地，其重量分数为：包括腐殖酸15~30份、尿素30~50份、膨润土20~30份、改性气化渣10~20份。

5、可选地，所述改性气化渣的粒径为0.6mm~2mm；土壤改良剂的粒径为2mm~5mm。

6、可选地，所述改性气化渣的制备方法包括：将气化渣与水混合后，进行冻融循环。

7、可选地，所述改良剂还包括共聚物，所述共聚物通过腐殖酸和乳酸进行共聚得到聚腐殖酸和聚乳酸共聚物，并且共聚物分散后得到共聚物复合微球。

8、可选地，冻融循环的条件为：先冷冻至零下，冻结不少于10h；后升温至不少于15℃，融化时间不少于10h；所述循环的次数为5~15次。

9、可选地，还包括共聚物，所述共聚物通过腐殖酸和乳酸进行共聚得到聚腐殖酸和聚乳酸共聚物，并且共聚物分散后得到共聚物复合微球；

10、可选地，所述共聚物为1~8份，在共聚物中的腐殖酸与乳酸的用量比为1:2~2:1，聚合采用的稳定剂为聚乙烯吡咯烷酮，聚合条件为70℃-100℃之间，反应压力为5-10mpa之间，反应时间在4-6小时左右；采用乙醇/水混合溶剂为分散介质而合成微球。

11、本申请的另一个发明点是，提供一种如上任一所述土壤改良剂的制备方法。

12、可选地，制备方法包括：（1）将腐殖酸和改性气化渣进行混合，加热i，得到物料i；（2）将尿素和物料i混合，加热ii，得到物料ii；（3）将膨润土和物料ii混合，造粒，得到所述土壤改良剂。

13、可选地，步骤（1）中，加热i的温度为40~50℃，时间为2~5h；步骤（2）中，加热ii的温度为60~80℃，时间为3~5h。

14、可选地，所述腐殖酸的制备方法包括：将褐煤与氢氧化钾混合，反应，得到腐殖酸；所述反应的条件为：温度为70~90℃，时间为40~60min，压力为0.1~0.3mpa。

15、可选地，改性气化渣的制备方法包括：将气化渣与水混合后，进行冻融循环。

16、本申请的另一个发明点是，提供一种如上任一所述土壤改良剂在土壤修复与改良中的应用。

17、与现有技术相对比，本申请具有以下有益效果：

18、（1）本申请通过将改性气化渣与腐殖酸、尿素和膨润土复配，使得具有优于土壤的孔隙结构的改性气化渣对腐殖酸进行较强吸附；同时腐殖酸由于其表面丰富的含氧活性官能团可对尿素进行固持；此外，膨润土能够黏附于改性气化渣、腐殖酸与尿素的表面，形成复合物，从而显著提高土壤的保水保肥能力。

19、（2）通过先将腐殖酸与改性气化渣混合，使得腐殖酸能够较好的吸附于气化渣的孔隙结构中；之后再与尿素混合，实现对尿素的固持；最后再加入膨润土，实现表面的包覆。该方法制备简单，同时利用各个物质间的相互配合，能够起到快速改善土壤的作用。

20、（3）本发明还进一步地引入了共聚物，即通过腐殖酸与乳酸形成共聚物，然后形成微球结构，这样的微球结构比表面积大，与腐殖酸混合之后使得腐殖酸可以更好地实现分散吸附效果。并且微球在与气化渣颗粒的混合中也更为良好，这样就使得后期对于金属污染物的吸附固定的时候效果进一步提升，对于对尿素的固持效果更好。另外，乳酸形成的聚乳酸（pla）属于生物降解性材料，其通过可再生植物例如玉米的淀粉就可以制成。其拥有非常好的生物可降解性，使用后能被自然界中微生物降解，形成二氧化碳和水，不会污染环境，对保护环境有利，属于公认的环境友好材料。聚乳酸在土壤里能够实现降解，形成的二氧化碳直接进入土壤有机质或被植物吸收，不会排入空气中造成温室效应。

技术特征：

1.一种土壤改良剂，其特征在于，包括腐殖酸、尿素、膨润土和改性气化渣。

2.根据权利要求1所述的土壤改良剂，其特征在于，按重量份数计，包括腐殖酸15~30份、尿素30~50份、膨润土20~30份、改性气化渣10~20份。

3.根据权利要求1所述的土壤改良剂，其特征在于，所述改性气化渣的粒径为0.6mm~2mm；土壤改良剂的粒径为2mm~5mm。

4.根据权利要求1所述的土壤改良剂，其特征在于，所述改性气化渣的制备方法包括：将气化渣与水混合后，进行冻融循环；冻融循环的条件为：先冷冻至零下，冻结不少于10h；后升温至不少于15℃，融化时间不少于10h；所述循环的次数为5~15次。

5.根据权利要求1所述的土壤改良剂，其特征在于，所述改良剂还包括共聚物，所述共聚物通过腐殖酸和乳酸进行共聚得到聚腐殖酸和聚乳酸共聚物，并且共聚物分散后得到共聚物复合微球。

6.一种根据权利要求1~5任一所述的土壤改良剂的制备方法，其特征在于，包括：（1）将腐殖酸和改性气化渣进行混合，加热i，得到物料i；（2）将尿素和物料i混合，加热ii，得到物料ii；（3）将膨润土和物料ii混合，造粒，得到所述土壤改良剂。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，加热i的温度为40~50℃，时间为2~5h；步骤（2）中，加热ii的温度为60~80℃，时间为3~5h。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述改良剂还包括共聚物，其在步骤（1）中，与腐殖酸和改性气化渣一起加入并混合；

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述腐殖酸的制备方法包括：将褐煤与氢氧化钾混合，反应，得到腐殖酸；所述反应的条件为：温度为70~90℃，时间为40~60min，压力为0.1~0.3mpa；

10.根据权利要求1~5任一所述的土壤改良剂在土壤修复与改良中的应用。

技术总结
本申请提供了一种土壤改良剂及其制备方法和应用，土壤改良剂包括腐殖酸、尿素、膨润土和改性气化渣。本申请通过将改性气化渣与腐殖酸、尿素和膨润土复配，显著提高土壤的保水保肥能力。

技术研发人员：张凯,李晓楠,黄聪,宋爽,吴鼎铭,迟子云,黄瑞舒
受保护的技术使用者：中国矿业大学（北京）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22