本发明涉及环保领域，具体是一种基于园林废弃物和煤矸石的土壤修复剂及其制备方法。
背景技术
随着工业、城市污染的加剧和农用化学物质种类、数量的增加，土壤作为一种人们生产生活中所必需的物质基础，却面临着严峻的污染问题。为了解决土壤污染问题，通过土壤修复剂对污染的土壤进行修复，是一条切实可行的方法。
煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石，中国历年已积存煤矸石约1000mt，并且每年仍继续排放约100mt，不仅堆积占地，而且还能自燃污染空气或引起火灾。随着人们对城市绿地生态系统的关注度越来越高，园林绿化的面积不断增加，由此产生的园林废弃物如树木修剪物，草坪修剪物，枯枝落叶花败等的量越来越大，如果园林废弃物不当处理，既破坏了城市的生态环境，又造成资源浪费。因此，设计一种基于园林废弃物和煤矸石的土壤修复剂，不仅符合绿色环保的理念，也为常见废物后续处理提供了一条路径，是函待解决的重要议题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种基于园林废弃物和煤矸石的土壤修复剂及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于园林废弃物和煤矸石的土壤修复剂，包括以下按照重量份的原料：白云石5-18份、石灰石1-6份、钙基膨润土5-18份、园林废弃物28-45份、改性煤矸石22-45份、干燥大灰藓粉末4-15份、去离子水25-50份。
作为本发明进一步的方案：包括以下按照重量份的原料：白云石8-14份、石灰石3-5份、钙基膨润土8-14份、园林废弃物30-40份、改性煤矸石25-38份、干燥大灰藓粉末8-12份、去离子水30-40份。
作为本发明再进一步的方案：包括以下按照重量份的原料：白云石12份、石灰石4份、钙基膨润土12份、园林废弃物35份、改性煤矸石30份、干燥大灰藓粉末11份、去离子水35份。
作为本发明再进一步的方案：所述改性煤矸石的制备方法为将煤矸石粉碎至40-120目，加入10-16倍重量的浓度为3mol/l的硫酸溶液，在60-80℃条件下，送入超声波微波组合反应仪中处理20-40min，过滤，用去离子水洗涤8-12次后进行真空干燥，将真空干燥后得到的粉末置于真空罐中，抽真空至0.15mpa，向真空罐内加入二氧化硅气凝胶，所述二氧化硅气凝胶与粉末的体积比为3:1，继续抽真空10-25min后将真空罐缓慢升压至1.4mpa，稳压10-15min，随后将真空罐内压力降至常压，在常温条件下老化12-48h，得所述改性煤矸石。
作为本发明再进一步的方案：所述的超声波微波组合反应仪的处理条件为：超声波频率为45khz，超声功率为25-65w，微波频率为2000mhz，微波功率为25-65w。
作为本发明再进一步的方案：所述干燥大灰藓粉末的含水率小于14％。
所述基于园林废弃物和煤矸石的土壤修复剂的制备方法，步骤如下：
1)按照重量份称取园林废弃物，80-120℃下进行干燥处理，粉碎至100-200目后加入去离子水，机械搅拌10-30min后在20-30℃条件下静置10-15天，送入盘磨机进行磨浆处理，得混合料a；
2)按照重量份称取白云石、石灰石和钙基膨润土，混合均匀后研磨至100-400目，得混合料b；
3)按照重量份称取改性煤矸石和干燥大灰藓粉末，送入封闭三轴搅拌机中搅拌1-4h，得混合料c；
4)将步骤1)中得到的混合料a中加入步骤2)中得到的混合料b，在15-25℃条件下进行搅拌，再加入步骤3)中得到的混合料c并混合均匀，陈化5天，即得。
作为本发明再进一步的方案：步骤1)中，所述磨浆处理的时间为10-30min。
作为本发明再进一步的方案：步骤4)中，所述搅拌的时间为20-30min。
所述的基于园林废弃物和煤矸石的土壤修复剂在制备土壤修复剂中的用途。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明制备的基于园林废弃物和煤矸石的土壤修复剂对酸性土壤具有良好的土壤改良效果，通过超声波微波协同组合效应和真空浸渍制备的改性煤矸石能够有效提高土壤ph值，同时，通过园林废弃物和改性煤矸石的相互配合，起到了协同增效作用，能够进一步有效提高土对酸性土壤的改良效果，由于采用园林废弃物和煤矸石作为原料，不仅符合绿色环保的理念，也为生活和工业废物后续处理提供了一条路径，改善了生态环境，减少了资源浪费，具有广阔的市场前景。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种基于园林废弃物和煤矸石的土壤修复剂，包括以下按照重量份的原料：白云石5份、石灰石1份、钙基膨润土5份、园林废弃物28份、改性煤矸石22份、干燥大灰藓粉末4份、去离子水25份。其中，所述干燥大灰藓粉末的含水率为13％；所述改性煤矸石的制备方法为将煤矸石粉碎至80目，加入14倍重量的浓度为3mol/l的硫酸溶液，在75℃条件下，送入超声波微波组合反应仪中以超声波频率为45khz、超声功率为45w、微波频率为2000mhz、微波功率为45w的条件进行处理30min，过滤，用去离子水洗涤12次后进行真空干燥，将真空干燥后得到的粉末置于真空罐中，抽真空至0.15mpa，向真空罐内加入二氧化硅气凝胶，所述二氧化硅气凝胶与粉末的体积比为3:1，继续抽真空17min后将真空罐缓慢升压至1.4mpa，稳压10min，随后将真空罐内压力降至常压，在常温条件下老化30h，得所述改性煤矸石。
本实施例中，所述基于园林废弃物和煤矸石的土壤修复剂的制备方法，步骤如下：
1)按照重量份称取园林废弃物，100℃下进行干燥处理，粉碎至150目后加入去离子水，机械搅拌20min后在25℃条件下静置12天，送入盘磨机进行磨浆处理20min，得混合料a；
2)按照重量份称取白云石、石灰石和钙基膨润土，混合均匀后研磨至200目，得混合料b；
3)按照重量份称取改性煤矸石和干燥大灰藓粉末，送入封闭三轴搅拌机中搅拌2h，得混合料c；
4)将步骤1)中得到的混合料a中加入步骤2)中得到的混合料b，在20℃条件下进行搅拌25min，再加入步骤3)中得到的混合料c并混合均匀，陈化5天，即得。
实施例2
一种基于园林废弃物和煤矸石的土壤修复剂，包括以下按照重量份的原料：白云石18份、石灰石6份、钙基膨润土18份、园林废弃物45份、改性煤矸石45份、干燥大灰藓粉末15份、去离子水50份。其中，所述干燥大灰藓粉末的含水率为13％；所述改性煤矸石的制备方法为将煤矸石粉碎至80目，加入14倍重量的浓度为3mol/l的硫酸溶液，在75℃条件下，送入超声波微波组合反应仪中以超声波频率为45khz、超声功率为45w、微波频率为2000mhz、微波功率为45w的条件进行处理30min，过滤，用去离子水洗涤12次后进行真空干燥，将真空干燥后得到的粉末置于真空罐中，抽真空至0.15mpa，向真空罐内加入二氧化硅气凝胶，所述二氧化硅气凝胶与粉末的体积比为3:1，继续抽真空17min后将真空罐缓慢升压至1.4mpa，稳压10min，随后将真空罐内压力降至常压，在常温条件下老化30h，得所述改性煤矸石。
本实施例中，所述基于园林废弃物和煤矸石的土壤修复剂的制备方法，步骤如下：
1)按照重量份称取园林废弃物，100℃下进行干燥处理，粉碎至150目后加入去离子水，机械搅拌20min后在25℃条件下静置12天，送入盘磨机进行磨浆处理20min，得混合料a；
2)按照重量份称取白云石、石灰石和钙基膨润土，混合均匀后研磨至200目，得混合料b；
3)按照重量份称取改性煤矸石和干燥大灰藓粉末，送入封闭三轴搅拌机中搅拌2h，得混合料c；
4)将步骤1)中得到的混合料a中加入步骤2)中得到的混合料b，在20℃条件下进行搅拌25min，再加入步骤3)中得到的混合料c并混合均匀，陈化5天，即得。
实施例3
一种基于园林废弃物和煤矸石的土壤修复剂，包括以下按照重量份的原料：白云石11.5份、石灰石3.5份、钙基膨润土11.5份、园林废弃物36.5份、改性煤矸石33.5份、干燥大灰藓粉末9.5份、去离子水37.5份。其中，所述干燥大灰藓粉末的含水率为13％；所述改性煤矸石的制备方法为将煤矸石粉碎至80目，加入14倍重量的浓度为3mol/l的硫酸溶液，在75℃条件下，送入超声波微波组合反应仪中以超声波频率为45khz、超声功率为45w、微波频率为2000mhz、微波功率为45w的条件进行处理30min，过滤，用去离子水洗涤12次后进行真空干燥，将真空干燥后得到的粉末置于真空罐中，抽真空至0.15mpa，向真空罐内加入二氧化硅气凝胶，所述二氧化硅气凝胶与粉末的体积比为3:1，继续抽真空17min后将真空罐缓慢升压至1.4mpa，稳压10min，随后将真空罐内压力降至常压，在常温条件下老化30h，得所述改性煤矸石。
本实施例中，所述基于园林废弃物和煤矸石的土壤修复剂的制备方法，步骤如下：
1)按照重量份称取园林废弃物，100℃下进行干燥处理，粉碎至150目后加入去离子水，机械搅拌20min后在25℃条件下静置12天，送入盘磨机进行磨浆处理20min，得混合料a；
2)按照重量份称取白云石、石灰石和钙基膨润土，混合均匀后研磨至200目，得混合料b；
3)按照重量份称取改性煤矸石和干燥大灰藓粉末，送入封闭三轴搅拌机中搅拌2h，得混合料c；
4)将步骤1)中得到的混合料a中加入步骤2)中得到的混合料b，在20℃条件下进行搅拌25min，再加入步骤3)中得到的混合料c并混合均匀，陈化5天，即得。
实施例4
一种基于园林废弃物和煤矸石的土壤修复剂，包括以下按照重量份的原料：白云石8份、石灰石3份、钙基膨润土8份、园林废弃物30份、改性煤矸石25份、干燥大灰藓粉末8份、去离子水30份。其中，所述干燥大灰藓粉末的含水率为13％；所述改性煤矸石的制备方法为将煤矸石粉碎至80目，加入14倍重量的浓度为3mol/l的硫酸溶液，在75℃条件下，送入超声波微波组合反应仪中以超声波频率为45khz、超声功率为45w、微波频率为2000mhz、微波功率为45w的条件进行处理30min，过滤，用去离子水洗涤12次后进行真空干燥，将真空干燥后得到的粉末置于真空罐中，抽真空至0.15mpa，向真空罐内加入二氧化硅气凝胶，所述二氧化硅气凝胶与粉末的体积比为3:1，继续抽真空17min后将真空罐缓慢升压至1.4mpa，稳压10min，随后将真空罐内压力降至常压，在常温条件下老化30h，得所述改性煤矸石。
本实施例中，所述基于园林废弃物和煤矸石的土壤修复剂的制备方法，步骤如下：
1)按照重量份称取园林废弃物，100℃下进行干燥处理，粉碎至150目后加入去离子水，机械搅拌20min后在25℃条件下静置12天，送入盘磨机进行磨浆处理20min，得混合料a；
2)按照重量份称取白云石、石灰石和钙基膨润土，混合均匀后研磨至200目，得混合料b；
3)按照重量份称取改性煤矸石和干燥大灰藓粉末，送入封闭三轴搅拌机中搅拌2h，得混合料c；
4)将步骤1)中得到的混合料a中加入步骤2)中得到的混合料b，在20℃条件下进行搅拌25min，再加入步骤3)中得到的混合料c并混合均匀，陈化5天，即得。
实施例5
一种基于园林废弃物和煤矸石的土壤修复剂，包括以下按照重量份的原料：白云石14份、石灰石5份、钙基膨润土14份、园林废弃物40份、改性煤矸石38份、干燥大灰藓粉末12份、去离子水40份。其中，所述干燥大灰藓粉末的含水率为13％；所述改性煤矸石的制备方法为将煤矸石粉碎至80目，加入14倍重量的浓度为3mol/l的硫酸溶液，在75℃条件下，送入超声波微波组合反应仪中以超声波频率为45khz、超声功率为45w、微波频率为2000mhz、微波功率为45w的条件进行处理30min，过滤，用去离子水洗涤12次后进行真空干燥，将真空干燥后得到的粉末置于真空罐中，抽真空至0.15mpa，向真空罐内加入二氧化硅气凝胶，所述二氧化硅气凝胶与粉末的体积比为3:1，继续抽真空17min后将真空罐缓慢升压至1.4mpa，稳压10min，随后将真空罐内压力降至常压，在常温条件下老化30h，得所述改性煤矸石。
本实施例中，所述基于园林废弃物和煤矸石的土壤修复剂的制备方法，步骤如下：
1)按照重量份称取园林废弃物，100℃下进行干燥处理，粉碎至150目后加入去离子水，机械搅拌20min后在25℃条件下静置12天，送入盘磨机进行磨浆处理20min，得混合料a；
2)按照重量份称取白云石、石灰石和钙基膨润土，混合均匀后研磨至200目，得混合料b；
3)按照重量份称取改性煤矸石和干燥大灰藓粉末，送入封闭三轴搅拌机中搅拌2h，得混合料c；
4)将步骤1)中得到的混合料a中加入步骤2)中得到的混合料b，在20℃条件下进行搅拌25min，再加入步骤3)中得到的混合料c并混合均匀，陈化5天，即得。
实施例6
一种基于园林废弃物和煤矸石的土壤修复剂，包括以下按照重量份的原料：白云石11份、石灰石4份、钙基膨润土11份、园林废弃物35份、改性煤矸石31.5份、干燥大灰藓粉末10份、去离子水35份。其中，所述干燥大灰藓粉末的含水率为13％；所述改性煤矸石的制备方法为将煤矸石粉碎至80目，加入14倍重量的浓度为3mol/l的硫酸溶液，在75℃条件下，送入超声波微波组合反应仪中以超声波频率为45khz、超声功率为45w、微波频率为2000mhz、微波功率为45w的条件进行处理30min，过滤，用去离子水洗涤12次后进行真空干燥，将真空干燥后得到的粉末置于真空罐中，抽真空至0.15mpa，向真空罐内加入二氧化硅气凝胶，所述二氧化硅气凝胶与粉末的体积比为3:1，继续抽真空17min后将真空罐缓慢升压至1.4mpa，稳压10min，随后将真空罐内压力降至常压，在常温条件下老化30h，得所述改性煤矸石。
本实施例中，所述基于园林废弃物和煤矸石的土壤修复剂的制备方法，步骤如下：
1)按照重量份称取园林废弃物，100℃下进行干燥处理，粉碎至150目后加入去离子水，机械搅拌20min后在25℃条件下静置12天，送入盘磨机进行磨浆处理20min，得混合料a；
2)按照重量份称取白云石、石灰石和钙基膨润土，混合均匀后研磨至200目，得混合料b；
3)按照重量份称取改性煤矸石和干燥大灰藓粉末，送入封闭三轴搅拌机中搅拌2h，得混合料c；
4)将步骤1)中得到的混合料a中加入步骤2)中得到的混合料b，在20℃条件下进行搅拌25min，再加入步骤3)中得到的混合料c并混合均匀，陈化5天，即得。
实施例7
一种基于园林废弃物和煤矸石的土壤修复剂，包括以下按照重量份的原料：白云石12份、石灰石4份、钙基膨润土12份、园林废弃物35份、改性煤矸石30份、干燥大灰藓粉末11份、去离子水35份。其中，所述干燥大灰藓粉末的含水率为13％；所述改性煤矸石的制备方法为将煤矸石粉碎至80目，加入14倍重量的浓度为3mol/l的硫酸溶液，在75℃条件下，送入超声波微波组合反应仪中以超声波频率为45khz、超声功率为45w、微波频率为2000mhz、微波功率为45w的条件进行处理30min，过滤，用去离子水洗涤12次后进行真空干燥，将真空干燥后得到的粉末置于真空罐中，抽真空至0.15mpa，向真空罐内加入二氧化硅气凝胶，所述二氧化硅气凝胶与粉末的体积比为3:1，继续抽真空17min后将真空罐缓慢升压至1.4mpa，稳压10min，随后将真空罐内压力降至常压，在常温条件下老化30h，得所述改性煤矸石。
本实施例中，所述基于园林废弃物和煤矸石的土壤修复剂的制备方法，步骤如下：
1)按照重量份称取园林废弃物，100℃下进行干燥处理，粉碎至150目后加入去离子水，机械搅拌20min后在25℃条件下静置12天，送入盘磨机进行磨浆处理20min，得混合料a；
2)按照重量份称取白云石、石灰石和钙基膨润土，混合均匀后研磨至200目，得混合料b；
3)按照重量份称取改性煤矸石和干燥大灰藓粉末，送入封闭三轴搅拌机中搅拌2h，得混合料c；
4)将步骤1)中得到的混合料a中加入步骤2)中得到的混合料b，在20℃条件下进行搅拌25min，再加入步骤3)中得到的混合料c并混合均匀，陈化5天，即得。
对比例1
与实施例7相比，不含园林废弃物，其他与实施例7相同。
对比例2
与实施例7相比，不含改性煤矸石，其他与实施例7相同。
对比例3
与实施例7相比，不含园林废弃物和改性煤矸石，其他与实施例7相同。
性能试验
对实施例7及对比例1-3制备的土壤改良剂进行性能检测，具体方法为将待改善的酸性土壤(测得ph值为5.0)均匀分为100份，然后随机分为4组，每组均为25份，将实施例7及对比例1-3制备的土壤改良剂对应地分别各选择一组进行试验，其中，所述土壤改良剂与每份待改善的土壤按照重量比为1：10的比例混合，每隔5天进行一次蒸馏水灌溉，15天后对土壤ph值进行检测，每组检测结果取平均值，具体试验结果如表1所示。表1土壤改良剂性能试验
结合表1的数据，从实施例7与对比例1的数据对比中可以看出，本发明通过添加园林废弃物，能够有效提高土壤的ph值，进而能够有效提高土壤改良效果；从实施例7与对比例2的数据对比中可以看出，本发明通过添加改性煤矸石，能够有效提高土壤ph值，进而能够有效提高土壤改良效果。另外，从实施例7与对比例1-3的数据对比中可以看出，本发明通过园林废弃物和改性煤矸石的相互配合，起到了协同增效作用，能够进一步有效提高土壤的ph值，有效提高了对酸性土壤的改良效果。
从以上结果中可以看出，本发明制备的基于园林废弃物和煤矸石的土壤修复剂对酸性土壤具有良好的土壤改良效果，通过超声波微波协同组合效应和真空浸渍制备的改性煤矸石能够有效提高土壤ph值，进而能够有效提高土壤改良效果，同时，通过园林废弃物和改性煤矸石的相互配合，起到了协同增效作用，能够进一步有效提高土对酸性土壤的改良效果，由于采用园林废弃物和煤矸石作为原料，不仅符合绿色环保的理念，也为生活和工业废物后续处理提供了一条路径，改善了生态环境，减少了资源浪费，具有广阔的市场前景。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。