一种适用于沙土的固化剂制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种适用于沙土的固化剂制备方法，属于环境保护工程技术领域，其特征在于，包括以下步骤：a、将钠羧甲基纤维素与水按质量比为1:20进行搅拌溶解，得到钠羧甲基纤维素溶液；b、将阴离子聚丙烯酰胺与水按质量比为1:100进行搅拌溶解，得到阴离子聚丙烯酰胺溶液；c、将氯化亚铁与水按质量比为1:50进行搅拌溶解，得到氯化亚铁溶液；d、在室温条件下依次将钠羧甲基纤维素溶液、阴离子聚丙烯酰胺溶液和氯化亚铁溶液加入到水中混合，配置成固化剂。本发明的固化剂具有较强的吸附和胶结的特点，与沙土拌合能够填充在土壤颗粒的内部空隙中，充当土壤天然的胶结物，固化的沙土颗粒不易分散，固沙、防风能力强。
【专利说明】
一种适用于沙土的固化剂制备方法
技术领域
[0001]本发明涉及到环境保护工程技术领域，尤其涉及一种适用于沙土的固化剂制备方法。
【背景技术】
[0002]土地沙化是人类活动过程中产生的土地退化的生态环境问题，中国是受沙漠化危害和影响最为严重的国家之一，1999年我国荒漠化土地面积就达到267.4平方千米，占全国土地总面积的27.9%，现今每年仍以3140平方公里的速度在扩展。其中风蚀荒漠化面积达187.3平方千米，占荒漠化土地总面积的70%，表现为农田和草场沙化，主要位于西北干旱半干旱地区，如内蒙古、新疆、甘肃、宁夏、陕北等地。中国西北干旱半干旱地区，年降水量一般在600mm以下，除山地丘陵以外，地表为深厚的疏松砂质沉积物覆盖。在旱季季节，降雨量仅占全年的8%-13%，造成土壤水和地下水大量蒸发，由于西北干旱地区植被生长主要靠地下水毛管供给，地下水位降低导致毛管水到不了根系，植被就开始衰退，覆盖度降低;且旱季8级以上的大风的天数在200-310天，土壤受到风蚀破坏，从而出现沙漠化。
[0003]治理沙漠化的主要方法就是固沙和保水，通常的办法是植树造林绿化固沙，该方法可有效阻止沙土的流动，但是由于土壤和水源的制约，导致投入大，见效慢、周期较长;其次机械固沙，该方法低耗简便，但是持久性差，抵抗风的能力有限;近年来，出现了人工土壤改良的化学固沙方法，该化学固沙方法是直接将化学试剂喷洒到沙土表层或是化学试剂与其他材料混合形成人工土壤替换浅层沙土，是现今比较新颖的治理荒漠化的思路，但是大多处于试验阶段，且材料的性能单一，缺乏沙漠化防治和环境生态恢复所需的保水、透气和适宜植被生长的综合功能。
[0004]公开号为CN 101491174，【公开日】为2009年07月29日的中国专利文献公开了一种沙漠绿化方法，其特征是:包括下列步骤:在沙化土地或沙漠边缘地带挖深度为20-200cm的沙坑，然后在坑底铺设第一吸水网状织物层，在第一吸水网状织物层上覆盖第一土壤和肥料混合层，在第一土壤和肥料混合层上依次重复设置吸水网状织物层、土壤和肥料混合层，形成沙漠绿化土壤构造，再在这种构造上种植沙漠绿化植物或撒入草籽，用土壤和肥料的混合物对植物的根部进行填埋后，再利用粗沙在这种土壤构造上进行覆盖。
[0005]该专利文献公开的沙漠绿化方法，在沙化土地或沙漠边缘地带挖沙坑，然后在沙坑内种植沙漠绿化植物或撒入草籽，由于挖坑种植容易造成土壤松动，因此，通过这种方式对沙漠进行绿化效果较差，不能有效的防风和固沙。
[0006]公开号为CN 103141278A，【公开日】为2013年06月12日的中国专利文献公开了一种防风固沙绿化建植方法，其特征在于:主要包括以下步骤:A、在流动沙丘地带设置多道带状沙障;B、在带状沙障之间的空地内混播草本植物种子，在带状沙障所在的位置栽种灌木幼苗;C、在带状沙障之间以及带状沙障内施肥。
[0007]该专利文献公开的防风固沙绿化建植方法，虽然通过在流动沙丘地带设置多道带状沙障能够起到一定的防风作用，但是，带状沙障防风能力有限，容易被大风吹蚀，不能从根本上固沙，不能有效防止沙质荒漠化。
【发明内容】
[0008]本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种适用于沙土的固化剂制备方法，本发明固化剂具有较强的吸附和胶结的特点，在进行沙地固沙绿化治理时，固化剂与沙土拌合能够填充在土壤颗粒的内部空隙中，包裹在土壤颗粒的表面上，充当土壤天然的胶结物，当降雨击打沙土表层，固化的沙土颗粒不易分散跳跃，固沙、防风能力强。
[0009]本发明通过下述技术方案实现:
一种适用于沙土的固化剂制备方法，其特征在于，包括以下步骤:
a、将钠羧甲基纤维素与水按质量比为1:20进行搅拌溶解，得到钠羧甲基纤维素溶液；
b、将阴离子聚丙烯酰胺与水按质量比为1:100进行搅拌溶解，得到阴离子聚丙烯酰胺溶液；
c、将氯化亚铁与水按质量比为1:50进行搅拌溶解，得到氯化亚铁溶液；
d、在室温条件下依次将钠羧甲基纤维素溶液、阴离子聚丙烯酰胺溶液和氯化亚铁溶液加入到水中混合，配置成固化剂。
[0010]所述步骤a中，水的温度为5-80°C，水的PH值为5-10，搅拌时间为60-120分钟，溶解时间为48-60小时。
[0011]所述步骤b中，水的温度为5-60°C，水的PH值为4-14，分次加入阴离子聚丙烯酰胺并不断搅拌，搅拌时间为40-60分钟，搅拌转速为每分钟200-400转，溶解时间为24-36小时。
[0012]所述步骤c中，水的温度为20-60°C，水的PH值为9.4-9.6，分次加入氯化亚铁并不断搅拌，搅拌时间为40-60分钟，搅拌转速为每分钟200-400转，溶解时间为24小时。
[0013]所述步骤d中，固化剂是通过钠羧甲基纤维素溶液、阴离子聚丙烯酰胺溶液和氯化亚铁溶液与水按质量比0.25:0.045:0.03: 25配置而成，水的温度为20°C，水的PH值为6.5-7.5。
[0014]所述步骤d中，还加入有麦秸杆、稻秸杆或椰丝。
[0015]本发明的有益效果主要表现在以下方面:
一、本发明，将钠羧甲基纤维素与水按质量比为1:20进行搅拌溶解，得到钠羧甲基纤维素溶液;将阴离子聚丙烯酰胺与水按质量比为1:100进行搅拌溶解，得到阴离子聚丙烯酰胺溶液;将氯化亚铁与水按质量比为1:50进行搅拌溶解，得到氯化亚铁溶液;在室温条件下依次将钠羧甲基纤维素溶液、阴离子聚丙烯酰胺溶液和氯化亚铁溶液加入到水中混合，配置成固化剂，钠羧甲基纤维素与水的质量比为1:20，形成的钠羧甲基纤维素水溶液粘度为78MPa.S，其水溶液具有较强的粘连性；阴离子聚丙烯酰胺与水的质量比为1:100，形成的阴离子聚丙烯酰胺水溶液胶结强度高，溶解后内部的分子链不断缠绕粘结，包裹大量水分子，分子吸附作用强，增大了颗粒间的胶结力，先溶解钠羧甲基纤维素和阴离子聚丙烯酰胺，再加入到水中配置，能够使制得的固化剂与沙土充分结合，利于增强防风、固沙效果。
[0016]二、本发明，步骤a中，水的温度为5-80 °C，水的PH值为5_ 1，搅拌时间为60-120分钟，溶解时间为48-60小时，在该特定条件下得到的钠羧甲基纤维素溶液粘度最佳且溶液稳定。
[0017]三、本发明，步骤b中，水的温度为5-60°C，水的PH值为4-14，分次加入阴离子聚丙烯酰胺并不断搅拌，搅拌时间为40-60分钟，搅拌转速为每分钟200-400转，溶解时间为24-36小时，在该特定条件下得到的阴离子聚丙烯酰胺溶液吸附性能和胶结性能最佳且溶液稳定。
[0018]四、本发明，步骤c中，水的温度为20-60°C，水的PH值为9.4-9.6，分次加入氯化亚铁并不断搅拌，搅拌时间为40-60分钟，搅拌转速为每分钟200-400转，溶解时间为24小时，
在该特定条件下氯化亚铁的溶解效果最佳。
[0019]五、本发明，步骤d中，固化剂是通过钠羧甲基纤维素溶液、阴离子聚丙烯酰胺溶液和氯化亚铁溶液与水按质量比0.25:0.045:0.03: 25配置而成，水的温度为20°C，水的PH值为6.5-7.5，采用这种特定配比配置的固化剂，达到了更好的平衡，不仅具有良好的胶结强度和结构稳定性，而且与沙土拌合后，其孔隙比相对较大，固化剂在土壤内部形成网状结构，具有一定的收缩性，使得空气能自由的出入土壤与大气，保证种植土层的有氧环境，利于植被的新陈代谢。
[0020]六、本发明，步骤d中，还加入有麦秸杆、稻秸杆或椰丝，麦秸杆、稻秸杆和椰丝均为植物纤维，制得的固化剂用于沙土能够抑制土壤开裂，提高土壤的防渗效果。
【具体实施方式】
[0021]实施例1
一种适用于沙土的固化剂制备方法，包括以下步骤:
a、将钠羧甲基纤维素与水按质量比为1:20进行搅拌溶解，得到钠羧甲基纤维素溶液；
b、将阴离子聚丙烯酰胺与水按质量比为1:100进行搅拌溶解，得到阴离子聚丙烯酰胺溶液；
c、将氯化亚铁与水按质量比为1:50进行搅拌溶解，得到氯化亚铁溶液；
d、在室温条件下依次将钠羧甲基纤维素溶液、阴离子聚丙烯酰胺溶液和氯化亚铁溶液加入到水中混合，配置成固化剂。
[0022]本实施例为最基本的实施方式，将钠羧甲基纤维素与水按质量比为1:20进行搅拌溶解，得到钠羧甲基纤维素溶液;将阴离子聚丙烯酰胺与水按质量比为1:100进行搅拌溶解，得到阴离子聚丙烯酰胺溶液;将氯化亚铁与水按质量比为1:50进行搅拌溶解，得到氯化亚铁溶液;在室温条件下依次将钠羧甲基纤维素溶液、阴离子聚丙烯酰胺溶液和氯化亚铁溶液加入到水中混合，配置成固化剂，钠羧甲基纤维素与水的质量比为I: 20，形成的钠羧甲基纤维素水溶液粘度为78 MPa.S，其水溶液具有较强的粘连性；阴离子聚丙烯酰胺与水的质量比为1:100，形成的阴离子聚丙烯酰胺水溶液胶结强度高，溶解后内部的分子链不断缠绕粘结，包裹大量水分子，分子吸附作用强，增大了颗粒间的胶结力，先溶解钠羧甲基纤维素和阴离子聚丙烯酰胺，再加入到水中配置，能够使制得的固化剂与沙土充分结合，利于增强防风、固沙效果。
[0023]实施例2
一种适用于沙土的固化剂制备方法，包括以下步骤:
a、将钠羧甲基纤维素与水按质量比为1:20进行搅拌溶解，得到钠羧甲基纤维素溶液；
b、将阴离子聚丙烯酰胺与水按质量比为1:100进行搅拌溶解，得到阴离子聚丙烯酰胺溶液； C、将氯化亚铁与水按质量比为1:50进行搅拌溶解，得到氯化亚铁溶液；
d、在室温条件下依次将钠羧甲基纤维素溶液、阴离子聚丙烯酰胺溶液和氯化亚铁溶液加入到水中混合，配置成固化剂。
[0024]所述步骤a中，水的温度为5°C，水的PH值为5，搅拌时间为60分钟，溶解时间为48小时。
[0025]本实施例为一较佳实施方式，所述步骤a中，水的温度为5°C，水的PH值为5，搅拌时间为60分钟，溶解时间为48小时，在该特定条件下得到的钠羧甲基纤维素溶液粘度最佳且溶液稳定。
[0026]实施例3
一种适用于沙土的固化剂制备方法，包括以下步骤:
a、将钠羧甲基纤维素与水按质量比为1:20进行搅拌溶解，得到钠羧甲基纤维素溶液；
b、将阴离子聚丙烯酰胺与水按质量比为1:100进行搅拌溶解，得到阴离子聚丙烯酰胺溶液；
c、将氯化亚铁与水按质量比为1:50进行搅拌溶解，得到氯化亚铁溶液；
d、在室温条件下依次将钠羧甲基纤维素溶液、阴离子聚丙烯酰胺溶液和氯化亚铁溶液加入到水中混合，配置成固化剂。
[0027]所述步骤a中，水的温度为20°C，水的PH值为6，搅拌时间为70分钟，溶解时间为50小时。
[0028]所述步骤b中，水的温度为5°C，水的PH值为4，分次加入阴离子聚丙烯酰胺并不断搅拌，搅拌时间为40分钟，搅拌转速为每分钟200转，溶解时间为24小时。
[0029]本实施例为一较佳实施方式，步骤b中，水的温度为5°C，水的PH值为4，分次加入阴离子聚丙烯酰胺并不断搅拌，搅拌时间为40分钟，搅拌转速为每分钟200转，溶解时间为24小时，在该特定条件下得到的阴离子聚丙烯酰胺溶液吸附性能和胶结性能最佳且溶液稳定。
[0030]实施例4
一种适用于沙土的固化剂制备方法，包括以下步骤:
a、将钠羧甲基纤维素与水按质量比为1:20进行搅拌溶解，得到钠羧甲基纤维素溶液；
b、将阴离子聚丙烯酰胺与水按质量比为1:100进行搅拌溶解，得到阴离子聚丙烯酰胺溶液；
c、将氯化亚铁与水按质量比为1:50进行搅拌溶解，得到氯化亚铁溶液；
d、在室温条件下依次将钠羧甲基纤维素溶液、阴离子聚丙烯酰胺溶液和氯化亚铁溶液加入到水中混合，配置成固化剂。
[0031]所述步骤a中，水的温度为30°C，水的PH值为7，搅拌时间为80分钟，溶解时间为52小时。
[0032]所述步骤b中，水的温度为20°C，水的PH值为8，分次加入阴离子聚丙烯酰胺并不断搅拌，搅拌时间为45分钟，搅拌转速为每分钟300转，溶解时间为30小时。
[0033]所述步骤c中，水的温度为200C，水的PH值为9.4，分次加入氯化亚铁并不断搅拌，搅拌时间为40分钟，搅拌转速为每分钟200转，溶解时间为24小时。
[0034]本实施例为一较佳实施方式，步骤c中，水的温度为20°C，水的PH值为9.4，分次加入氯化亚铁并不断搅拌，搅拌时间为40分钟，搅拌转速为每分钟200转，溶解时间为24小时，在该特定条件下氯化亚铁的溶解效果最佳。
[0035]实施例5
一种适用于沙土的固化剂制备方法，包括以下步骤:
a、将钠羧甲基纤维素与水按质量比为1:20进行搅拌溶解，得到钠羧甲基纤维素溶液；
b、将阴离子聚丙烯酰胺与水按质量比为1:100进行搅拌溶解，得到阴离子聚丙烯酰胺溶液；
c、将氯化亚铁与水按质量比为1:50进行搅拌溶解，得到氯化亚铁溶液；
d、在室温条件下依次将钠羧甲基纤维素溶液、阴离子聚丙烯酰胺溶液和氯化亚铁溶液加入到水中混合，配置成固化剂。
[0036]所述步骤a中，水的温度为50°C，水的PH值为8，搅拌时间为90分钟，溶解时间为55小时。
[0037]所述步骤b中，水的温度为30°C，水的PH值为10，分次加入阴离子聚丙烯酰胺并不断搅拌，搅拌时间为50分钟，搅拌转速为每分钟350转，溶解时间为32小时。
[0038]所述步骤c中，水的温度为40V，水的PH值为9.5，分次加入氯化亚铁并不断搅拌，搅拌时间为50分钟，搅拌转速为每分钟300转，溶解时间为24小时。
[0039]所述步骤d中，固化剂是通过钠羧甲基纤维素溶液、阴离子聚丙烯酰胺溶液和氯化亚铁溶液与水按质量比0.25:0.045:0.03:25配置而成，水的温度为20°C，水的PH值为6.5。
[0040]本实施例为一较佳实施方式，步骤d中，固化剂是通过钠羧甲基纤维素溶液、阴离子聚丙烯酰胺溶液和氯化亚铁溶液与水按质量比0.25:0.045:0.03:25配置而成，水的温度为20°C，水的PH值为6.5，采用这种特定配比配置的固化剂，达到了更好的平衡，不仅具有良好的胶结强度和结构稳定性，而且与沙土拌合后，其孔隙比相对较大，固化剂在土壤内部形成网状结构，具有一定的收缩性，使得空气能自由的出入土壤与大气，保证种植土层的有氧环境，利于植被的新陈代谢。
[0041 ] 实施例6
一种适用于沙土的固化剂制备方法，包括以下步骤:
a、将钠羧甲基纤维素与水按质量比为1:20进行搅拌溶解，得到钠羧甲基纤维素溶液；
b、将阴离子聚丙烯酰胺与水按质量比为1:100进行搅拌溶解，得到阴离子聚丙烯酰胺溶液；
c、将氯化亚铁与水按质量比为1:50进行搅拌溶解，得到氯化亚铁溶液；
d、在室温条件下依次将钠羧甲基纤维素溶液、阴离子聚丙烯酰胺溶液和氯化亚铁溶液加入到水中混合，配置成固化剂。
[0042]所述步骤a中，水的温度为80°C，水的PH值为10，搅拌时间为120分钟，溶解时间为60小时。
[0043]所述步骤b中，水的温度为60°C，水的PH值为14，分次加入阴离子聚丙烯酰胺并不断搅拌，搅拌时间为60分钟，搅拌转速为每分钟400转，溶解时间为36小时。
[0044]所述步骤c中，水的温度为60V，水的PH值为9.6，分次加入氯化亚铁并不断搅拌，搅拌时间为60分钟，搅拌转速为每分钟400转，溶解时间为24小时。
[0045]所述步骤d中，固化剂是通过钠羧甲基纤维素溶液、阴离子聚丙烯酰胺溶液和氯化亚铁溶液与水按质量比0.25:0.045:0.03:25配置而成，水的温度为20°C，水的PH值为7.5。
[0046]所述步骤d中，还加入有麦秸杆、稻秸杆或椰丝。
[0047]本实施例为最佳实施方式，将钠羧甲基纤维素与水按质量比为1:20进行搅拌溶解，得到钠羧甲基纤维素溶液;将阴离子聚丙烯酰胺与水按质量比为1:100进行搅拌溶解，得到阴离子聚丙烯酰胺溶液;将氯化亚铁与水按质量比为1:50进行搅拌溶解，得到氯化亚铁溶液;在室温条件下依次将钠羧甲基纤维素溶液、阴离子聚丙烯酰胺溶液和氯化亚铁溶液加入到水中混合，配置成固化剂，钠羧甲基纤维素与水的质量比为1:20，形成的钠羧甲基纤维素水溶液粘度为78 MPa.S，其水溶液具有较强的粘连性;阴离子聚丙烯酰胺与水的质量比为1:100，形成的阴离子聚丙烯酰胺水溶液胶结强度高，溶解后内部的分子链不断缠绕粘结，包裹大量水分子，分子吸附作用强，增大了颗粒间的胶结力，先溶解钠羧甲基纤维素和阴离子聚丙烯酰胺，再加入到水中配置，能够使制得的固化剂与沙土充分结合，利于增强防风、固沙效果。步骤d中，还加入有麦秸杆、稻秸杆或椰丝，麦秸杆、稻秸杆和椰丝均为植物纤维，制得的固化剂用于沙土能够抑制土壤开裂，提高土壤的防渗效果。
【主权项】
1.一种适用于沙土的固化剂制备方法，其特征在于，包括以下步骤: a、将钠羧甲基纤维素与水按质量比为1:20进行搅拌溶解，得到钠羧甲基纤维素溶液； b、将阴离子聚丙烯酰胺与水按质量比为1:100进行搅拌溶解，得到阴离子聚丙烯酰胺溶液； c、将氯化亚铁与水按质量比为1:50进行搅拌溶解，得到氯化亚铁溶液； d、在室温条件下依次将钠羧甲基纤维素溶液、阴离子聚丙烯酰胺溶液和氯化亚铁溶液加入到水中混合，配置成固化剂。2.根据权利要求1所述的一种适用于沙土的固化剂制备方法，其特征在于:所述步骤a中，水的温度为5_80°C，水的PH值为5-10，搅拌时间为60-120分钟，溶解时间为48-60小时。3.根据权利要求1所述的一种适用于沙土的固化剂制备方法，其特征在于:所述步骤b中，水的温度为5-60°C，水的PH值为4-14，分次加入阴离子聚丙烯酰胺并不断搅拌，搅拌时间为40-60分钟，搅拌转速为每分钟200-400转，溶解时间为24-36小时。4.根据权利要求1所述的一种适用于沙土的固化剂制备方法，其特征在于:所述步骤c中，水的温度为20-60°C，水的PH值为9.4-9.6，分次加入氯化亚铁并不断搅拌，搅拌时间为40-60分钟，搅拌转速为每分钟200-400转，溶解时间为24小时。5.根据权利要求1所述的一种适用于沙土的固化剂制备方法，其特征在于:所述步骤d中，固化剂是通过钠羧甲基纤维素溶液、阴离子聚丙烯酰胺溶液和氯化亚铁溶液与水按质量比0.25:0.045:0.03:25配置而成，水的温度为20°C，水的PH值为6.5-7.5。6.根据权利要求1或5所述的一种适用于沙土的固化剂制备方法，其特征在于:所述步骤d中，还加入有麦秸杆、稻秸杆或椰丝。
【文档编号】C09K17/40GK105925271SQ201610334322
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月19日
【发明人】裴向军, 杜野, 杨晴雯
【申请人】成都理工大学