CN105087943A - 一种从重金属污染土壤中生物法回收重金属的工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种从重金属污染土壤中生物法回收重金属的工艺，其工艺步骤是，首先种植，首先根据被污染土壤中所涉及重金属的种类、土壤的性质，选种合适的超积累植物；然后是收割，在被污染土壤中种植的植物生长到了一定的时期进行收割；再是干燥，对收割下来的植物进行干燥处理；再次是制粒，将干燥处理过的植物用破碎机处理再由粉碎机将小片的植物粉碎并输入生物燃料制粒机，制成生物燃料颗粒；再次是焚烧，对第四步中制得的生物燃料颗粒进行焚烧；再次是浸取，将焚烧后的灰烬用水浸取，使灰烬中的可溶性盐类与重金属氧化物分离；最后是湿法冶金。具有投资少、不会破坏土壤结构、可持续回收等特点。

Description

一种从重金属污染土壤中生物法回收重金属的工艺

技术领域

本发明属于重金属回收工艺技术领域，涉及一种从重金属污染土壤中生物法回收重金属的工艺。

背景技术

土壤重金属污染是指由于人类活动将重金属加入到土壤中，致使土壤中重金属含量明显高于其自然背景含量,并造成生态破坏和环境质量恶化的现象。　　传统土壤重金属污染治理方法包括客土、换土和深耕翻土等工程措施，电动修复、电热修复、土壤淋洗等物理化学修复，利用生物削减、净化土壤中的重金属或降低重金属毒性的生物修复等。但这几种方法都具有较大的弊端：工程措施是比较经典的土壤重金属污染治理措施,它具有彻底、稳定的优点,但实施工程量大、投资费用高,破坏土体结构,引起土壤肥力下降,并且还要对换出的污土进行堆放或处理；物理化学修复属于原位修复，不搅动土层，并可以缩短修复时间，但是耗电量大；植物提取是目前研究最多并且最有前景的方法。利用专性植物一超积累植物通过根系从土壤中吸取重金属,并将其转移、贮存到植物茎叶等地上部分，然后收割地上部分，连续种植超积累植物即可将土壤中的重金属降到可接受的水平。目前世界上已经先后发现了约500种对不同金属类型有提取作用的超积累植物，广泛分布于植物界约45个科。植物吸取是一种具永久性和广域性于一体的植物修复途径，是去除土壤内重金属的重要方法。

国内外对植物原位修改均有大量的研究论文，也有相当数量的相关专利，有关于植物修复的后处置研究论文，但这些研究涉及的内容主要是对植物修复的机理、植物的选用、治理方式等方面的研究，对在重金属污染土壤修复的同时，通过超积累植物回收重金属的研究较少。后处置没有形成系统的可持续循环的生物修复法回收重金属的生产工艺。

发明内容

为克服上述的技术缺点，本发明提供一种从重金属污染土壤中生物法回收重金属的工艺，它能有效的解决重金属污染土壤的修复、重金属回收利用的新工艺，它在选用合适的超积累植物后，在被污染土壤上进行大面积的种植，收割后进行干燥，然后在专用设备中焚烧，焚烧的灰烬浸取后，将水不溶物分离出来，进行湿法冶金，回收重金属。

本发明解决其技术问题所采用的技术方法是：一种从重金属污染土壤中生物法回收重金属的工艺，其工艺步骤是：

第一步：种植，首先根据被污染土壤中所涉及重金属的种类、土壤的性质，选用合适的超积累植物，不同的超积累植物对重金属有一定的选择性，我国己报道的超积累植物主要有：Cu~海州香薰、鸭拓草；Zn一东南景天；Mn~商陆；Pb、Zn~断续菊、圆锥南芥等，各类植物对土壤及其生存环境有一定的要求，应选择生长速度快，适应性强，便于种植和收割的超积累植物；

第二步：收割，在被污染土壤中种植的植物生长到了一定的时期，必须收割，不能让植物自然死亡腐败，使重金属重归于土，最好能使用机械化操作，将收割的超积累植物运送至后置处理场进行处置；

第三步：干燥，对收割下来的植物进行干燥处理，植物质量的大部分都是水，干燥脱水可以减少植物的体积，有利于机械化操作，同时可以减少燃烧过程中的热量消耗，干燥所需要的热量由植物焚烧所产生的热量提供，主要是利用烟道热气的余热，使植物中的含水率在10%～20%的范围内；

第四步：制粒，将干燥处理过的植物用破碎机处理，将植物打成小片，再由粉碎机将小片的植物粉碎成锯屑大小的粉末，然后将粉末输入生物燃料制粒机，制成直径约5mm，长度约12mm的生物燃料颗粒；

第五步：焚烧，采用专用的设备对第四步中制得的生物燃料颗粒进行焚烧，特别是大规模的种植所产生的植物数量大，可采用流化床式的焚烧设备进行焚烧，焚烧后所产生的热量用来蒸发炉灰浸取液，烟道热气用来干燥刚收割的植物；

第六步：浸取，将焚烧后的灰烬用水浸取，其作用主要是灰烬中的可溶性盐类与重金属氧化物分离，可溶性盐类主要是氯化钠、氯化钾等物质，重金属氧化物一般不溶于水，而溶于酸或碱溶液，过滤分离，将分离后的滤滤蒸发至干，得到的固体盐类可供工业使用；

第七步：湿法冶金，即使是超积累植物，所含的重金属量很少，一般每公斤植物含重金属数十至数百毫克，经上述工艺处理的不溶物中，重金属氧化物含量可达30～50%，从经济的角度出发，无必要提纯，直接销售给有关企业作为原料，更为合适。

本发明的有益效果是：能有效的解决重金属污染土壤的修复、重金属回收利用，在选用合适的超积累植物后，在被污染土壤上进行大面积的种植，收割后进行干燥，然后在专用设备中焚烧，焚烧的灰烬浸取后，将水不溶物分离出来，进行湿法冶金，回收重金属，具有投资少、不会破坏土壤结构、可持续回收等特点。

附图说明

图1是本发明工艺流程图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进一步说明。

参见图1，一种从重金属污染土壤中生物法回收重金属的工艺，其工艺步骤是：

第一步：种植，首先根据被污染土壤中所涉及重金属的种类、土壤的性质，选用合适的超积累植物，不同的超积累植物对重金属有一定的选择性，我国己报道的超积累植物主要有：Cu~海州香薰、鸭拓草；Zn一东南景天；Mn~商陆；Pb、Zn~断续菊、圆锥南芥等，各类植物对土壤及其生存环境有一定的要求，应选择生长速度快，适应性强，便于种植和收割的超积累植物；

第二步：收割，在被污染土壤中种植的植物生长到了一定的时期，必须收割，不能让植物自然死亡腐败，使重金属重归于土，最好能使用机械化操作，将收割的超积累植物运送至后置处理场进行处置；

第三步：干燥，对收割下来的植物进行干燥处理，植物质量的大部分都是水，干燥脱水可以减少植物的体积，有利于机械化操作，同时可以减少燃烧过程中的热量消耗，干燥所需要的热量由植物焚烧所产生的热量提供，主要是利用烟道热气的余热，使植物中的含水率在10%～20%的范围内；

第四步：制粒，将干燥处理过的植物用破碎机处理，将植物打成小片，再由粉碎机将小片的植物粉碎成锯屑大小的粉末，然后将粉末输入生物燃料制粒机，制成直径约5mm，长度约12mm的生物燃料颗粒；

第五步：焚烧，采用专用的设备对第四步中制得的生物燃料颗粒进行焚烧，特别是大规模的种植所产生的植物数量大，可采用流化床式的焚烧设备进行焚烧，焚烧后所产生的热量用来蒸发炉灰浸取液，烟道热气用来干燥刚收割的植物；

第六步：浸取，将焚烧后的灰烬用水浸取，其作用主要是灰烬中的可溶性盐类与重金属氧化物分离，可溶性盐类主要是氯化钠、氯化钾等物质，重金属氧化物一般不溶于水，而溶于酸或碱溶液，过滤分离，将分离后的滤滤蒸发至干，得到的固体盐类可供工业使用；

第七步：湿法冶金，即使是超积累植物，所含的重金属量很少，一般每公斤植物含重金属数十至数百毫克，经上述工艺处理的不溶物中，重金属氧化物含量可达30～50%，从经济的角度出发，无必要提纯，直接销售给有关企业作为原料，更为合适。

本发明能有效的解决重金属污染土壤的修复、重金属回收利用，在选用合适的超积累植物后，在被污染土壤上进行大面积的种植，收割后进行干燥，然后在专用设备中焚烧，焚烧的灰烬浸取后，将水不溶物分离出来，进行湿法冶金，回收重金属，具有投资少、不会破坏土壤结构、可持续回收等特点。

Claims (1)

1.一种从重金属污染土壤中生物法回收重金属的工艺，其特征在于工艺步骤是：

第一步：种植，首先根据被污染土壤中所涉及重金属的种类、土壤的性质，选用合适的超积累植物，不同的超积累植物对重金属有一定的选择性，我国己报道的超积累植物主要有：Cu~海州香薰、鸭拓草；Zn一东南景天；Mn~商陆；Pb、Zn~断续菊、圆锥南芥等，各类植物对土壤及其生存环境有一定的要求，应选择生长速度快，适应性强，便于种植和收割的超积累植物；

第二步：收割，在被污染土壤中种植的植物生长到了一定的时期，必须收割，不能让植物自然死亡腐败，使重金属重归于土，最好能使用机械化操作，将收割的超积累植物运送至后置处理场进行处置；

第三步：干燥，对收割下来的植物进行干燥处理，植物质量的大部分都是水，干燥脱水可以减少植物的体积，有利于机械化操作，同时可以减少燃烧过程中的热量消耗，干燥所需要的热量由植物焚烧所产生的热量提供，主要是利用烟道热气的余热，使植物中的含水率在10%～20%的范围内；

第四步：制粒，将干燥处理过的植物用破碎机处理，将植物打成小片，再由粉碎机将小片的植物粉碎成锯屑大小的粉末，然后将粉末输入生物燃料制粒机，制成直径约5mm，长度约12mm的生物燃料颗粒；

第五步：焚烧，采用专用的设备对第四步中制得的生物燃料颗粒进行焚烧，特别是大规模的种植所产生的植物数量大，可采用流化床式的焚烧设备进行焚烧，焚烧后所产生的热量用来蒸发炉灰浸取液，烟道热气用来干燥刚收割的植物；

第六步：浸取，将焚烧后的灰烬用水浸取，其作用主要是灰烬中的可溶性盐类与重金属氧化物分离，可溶性盐类主要是氯化钠、氯化钾等物质，重金属氧化物一般不溶于水，而溶于酸或碱溶液，过滤分离，将分离后的滤滤蒸发至干，得到的固体盐类可供工业使用；

第七步：湿法冶金，即使是超积累植物，所含的重金属量很少，一般每公斤植物含重金属数十至数百毫克，经上述工艺处理的不溶物中，重金属氧化物含量可达30～50%，从经济的角度出发，无必要提纯，直接销售给有关企业作为原料，更为合适。