CN108611098A - 处理重金属污染土壤的重金属钝化剂及其制备方法 - Google Patents

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李明
冉景
朱巧红
程寒飞
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    • C09K17/00—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials
    • C09K17/02—Soil-conditioning materials or soil-stabilising materials containing inorganic compounds only
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Abstract

本发明公开一种处理重金属污染土壤的重金属钝化剂及其制备方法。所述的重金属钝化剂由下述质量百分比的原料组成：钾长石25％～40％，硫酸钙5％～15％，碳酸钙20％～30％，白云石25％～40％。将上述重金属钝化剂和去离子水混合后充分搅拌；将搅拌后的混合溶液置于烘箱中烘干；将烘干后的固体置于坩埚内并放入马弗炉中于900‑1300℃下焙烧0.5‑2h；产物取出后冷却至室温，研磨，即制得矿物质钝化剂。使用本发明的重金属钝化剂对重金属污染土壤进行钝化处理后，钝化后的重金属污染土壤的重金属离子浸出液浓度远低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3‑2007)的标准限值。

Description

处理重金属污染土壤的重金属钝化剂及其制备方法
技术领域
本发明属于污染土壤修复技术领域，具体涉及处理重金属污染土壤的重金属钝化剂及其制备方法。
背景技术
随着人类活动对土壤环境的影响越来越大，进入土壤生态系统的重金属污染物越来越多。土壤重金属在酸雨沉降、灌溉等作用下会发生解吸、溶出或活化，从而进入地下水、地表水或经过食物链进入人体，最终对环境和人类健康造成严重危害。近年来血铅超标、毒大米等重金属污染事件频发，引起了社会的广泛关注。
对于重金属的土壤的修复治理，稳定化技术是一种较为成熟且经济可行的方法，目前国内外都有成功的实施案例。但是，从过去的工程应用看，修复工程主要以水泥、石灰、石膏等水硬性材料作为稳定剂。而该类型材料添加到土壤后，会导致土壤硬化和板结，对土壤造成二次伤害。
将粉碎后的钾长石、硫酸钙、碳酸钙和白云石制得矿物钝化剂，该钝化剂呈碱性，钝化剂中所含的碱性物质中和了土壤中的活性H+，从而提高了土壤的pH。适用于酸性土壤的改良，土壤pH值的升高，有利于重金属的稳定，同时有利于增强粘土物质对重金属的吸附性能。钝化剂提供的钙离子会与金属离子发生同晶替代作用，使重金属向稳定性较高的形态转化。且含有效矿质元素，这些新生矿物的形成对污染土壤中的重金属离子具有吸附和离子交换作用；钝化剂中未检测出有关重金属，不会给目标修复土壤带来二次污染，可安全应用。
发明内容
为解决上述缺陷，本发明公开了一种处理重金属污染土壤的重金属钝化剂及其制备方法，钝化后的铅铜污染土壤的钝化效果好，同时解决了现有钝化处理重金属污染土壤容易反溶的弊端。
为达到上述目的，本发明的处理重金属污染土壤的重金属钝化剂，所述的重金属钝化剂由下述质量百分比的原料组成：钾长石25％～40％，硫酸钙5％～15％，碳酸钙20％～30％，白云石25％～40％。
为达到上述目的，本发明的处理重金属污染土壤的重金属钝化剂，所述的重金属钝化剂由下述质量百分比的原料组成：钾长石25％～40％，硫酸钙5％～15％，碳酸钙20％～30％，白云石25％～40％；
将上述重金属钝化剂和去离子水混合后充分搅拌；
将搅拌后的混合溶液置于烘箱中烘干；
将烘干后的固体置于坩埚内并放入马弗炉中于900-1300℃下焙烧0.5-2h；
产物取出后冷却至室温，研磨，即制得矿物质钝化剂。
其中，所述重金属钝化剂与去离子水的质量比为1:20～1:30。
其中，所述重金属污染土壤的重金属为铅铜复合型污染。
其中，所述的烘干是在烘箱以105℃下烘干。
有益效果：
1.使用本发明的重金属钝化剂对重金属污染土壤进行钝化处理后，钝化后的重金属污染土壤的重金属离子浸出液浓度远低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)的标准限值。
2.本发明的重金属钝化剂的制备原料较低，因此也降低了钝化土壤重金属的成本。
3.本发明的重金属钝化剂钝化工艺简单易行，将制备的钝化剂加入污染土壤拌合即可。
4.本发明的重金属钝化剂可以实现重金属的高稳定化，有效防止了重金属离子的反溶和渗出。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行进一步的详细说明，但应该理解，这些例举性实施方法仅仅用于举例之用，而不应看作是对本发明的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更不应视作本发明的保护范围仅局限于此。
实施例1
采集自广西某关停铅锌矿附近重金属复合污染土壤，铅含量为1078.65mg/kg。
将采集的土壤进行室内风干，去除石粒等杂质，磨碎，过2mm筛，得到简易处理后污染土壤。各药剂按照质量百分比为：钾长石30％，硫酸钙10％，碳酸钙25％，白云石35％混合，与去离子水按质量比为1:30搅拌30min。然后置于烘箱中在105℃下烘干，将烘干后的固体置于坩埚内并放入马弗炉中于1100℃下焙烧1h，产物取出后冷却至室温，研磨过200目尼龙筛，即制得矿物质钝化剂。钝化剂与上述污染土壤按照质量比为1:100的比例混合，混合均匀，调节含水率至10％，置于室外通风处进行培养钝化10天。取样烘干，进行实验分析。采用硫酸硝酸浸出方法对样品进行毒性浸出，采用原子吸收分光光度计对处理前后的浸出液进行测定。
样品中重金属铅的毒性浸出浓度处理前后的浓度分别为129.00mg/L,61.61mg/L，高于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)的标准限值(5mg/L)。
对比例2
实施例1中所得钝化剂与上述实施例中污染土壤按照质量比为2:100的比例混合，混合均匀，调节含水率至10％，置于室外通风处进行培养钝化10天。取样烘干，进行实验分析。采用硫酸硝酸浸出方法对样品进行毒性浸出，采用原子吸收分光光度计对处理前后的浸出液进行测定。
样品中重金属铅的毒性浸出浓度处理前后的浓度分别为129.00mg/L,16.84mg/L，高于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)的标准限值(5mg/L)。
对比例3
实施例1中所得钝化剂与上述实施例中污染土壤按照质量比为3:100的比例混合，混合均匀，调节含水率至10％，置于室外通风处进行培养钝化10天。取样烘干，进行实验分析。采用硫酸硝酸浸出方法对样品进行毒性浸出，采用原子吸收分光光度计对处理前后的浸出液进行测定。
样品中重金属铅的毒性浸出浓度处理前后的浓度分别为129.00mg/L,4.21mg/L，低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)的标准限值(5mg/L)。
实施例2
采集自广西某关停铅锌矿附近重金属复合污染土壤，铜含量为861.2mg/kg。
将采集的土壤进行室内风干，去除石粒等杂质，磨碎，过2mm筛，得到简易处理后污染土壤。各药剂按照质量百分比为：钾长石30％，硫酸钙10％，碳酸钙25％，白云石35％混合，与去离子水按质量比为1:30搅拌30min。然后置于烘箱中在105℃下烘干，将烘干后的固体置于坩埚内并放入马弗炉中于1100℃下焙烧1h，产物取出后冷却至室温，研磨过200目尼龙筛，即制得矿物质钝化剂。钝化剂与上述污染土壤按照质量比为1:100的比例混合，混合均匀，调节含水率至10％，置于室外通风处进行培养钝化10天。取样烘干，进行实验分析。采用硫酸硝酸浸出方法对样品进行毒性浸出，采用原子吸收分光光度计对处理前后的浸出液进行测定。
样品中重金属铅的毒性浸出浓度处理前后的浓度分别为192.28mg/L,68.1mg/L，低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)的标准限值(100mg/L)。
对比例4
实施例2中所得钝化剂与上述实施例中污染土壤按照质量比为2:100的比例混合，混合均匀，调节含水率至10％，置于室外通风处进行培养钝化10天。取样烘干，进行实验分析。采用硫酸硝酸浸出方法对样品进行毒性浸出，采用原子吸收分光光度计对处理前后的浸出液进行测定。
样品中重金属铅的毒性浸出浓度处理前后的浓度分别为192.28mg/L,40.86mg/L，低于《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)的标准限值(5mg/L)。

Claims (5)

1.一种处理重金属污染土壤的重金属钝化剂，其特征在于，所述的重金属钝化剂由下述质量百分比的原料组成：钾长石25％～40％，硫酸钙5％～15％，碳酸钙20％～30％，白云石25％～40％。
2.一种处理重金属污染土壤的重金属钝化剂的制备方法，其特征在于，
所述的重金属钝化剂由下述质量百分比的原料组成：钾长石25％～40％，硫酸钙5％～15％，碳酸钙20％～30％，白云石25％～40％；
将上述重金属钝化剂和去离子水混合后充分搅拌；
将搅拌后的混合溶液置于烘箱中烘干；
将烘干后的固体置于坩埚内并放入马弗炉中于900-1300℃下焙烧0.5-2h；
产物取出后冷却至室温，研磨，即制得矿物质钝化剂。
3.如权利要求2所述的处理重金属污染土壤的重金属钝化剂的制备方法，其特征在于，所述重金属钝化剂与去离子水的质量比为1:20～1:30。
4.如权利要求2所述的处理重金属污染土壤的重金属钝化剂的制备方法，其特征在于，所述重金属污染土壤的重金属为铅铜复合型污染。
5.如权利要求2所述的处理重金属污染土壤的重金属钝化剂的制备方法，所述的烘干是在烘箱以105℃下烘干。
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