CN109174958B - 制备砷镉钝化剂的方法、由该方法制备的砷镉钝化剂及用途 - Google Patents

制备砷镉钝化剂的方法、由该方法制备的砷镉钝化剂及用途 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种制备砷镉钝化剂的方法、由该方法制备的砷镉钝化剂及用途。所述制备方法包括如下步骤:将硅铝酸盐材料与活化剂、助熔剂混合后进行高温焙烧处理;将焙烧料、铁盐及锰盐加入水中,调节体系pH值进行反应;进行固液分离,所得固体经干燥得到钝化剂。本发明的钝化剂是一种高效、环境友好、价格低廉且可用于治理砷和镉含量超标的土壤(例如农田、场地等)、废渣或水体的新型钝化剂,解决了砷(三价砷/五价砷)、镉不能同时高效钝化的技术难点,具有很好的推广应用价值。

Description

制备砷镉钝化剂的方法、由该方法制备的砷镉钝化剂及用途
技术领域
本发明属于砷镉复合污染治理技术领域,具体涉及一种制备砷镉钝化剂的方法,使用该方法制备的砷镉钝化剂及其用途和使用方法。
背景技术
砷镉均为极具生物毒性的环境污染元素,与汞、铬、铅被称为环境五毒,其污染危害已经成为全球性环境问题。砷在环境中主要以无机形态(As2O3及H3AsO3等)和有机形态(例如,一甲基砷酸(MMA)及二甲基砷酸(DMA)等)存在,其中无机砷占主要部分。无机砷按价态又可分为As(III)和As(V)。研究表明,As(III)的毒性是As(V)的60倍以上,且As(III)的去除远较As(V)难。镉在土壤中主要以物理吸附形式存在,其生物迁移性极强,且镉不能被土壤中微生物降解,半衰期超过20年。砷镉复合污染在土壤环境中具有生物迁移性强、隐蔽性强、不易降解及毒性强的特点,极易在土壤-植物系统中迁移转化,严重影响农作物的产量和品质,且可通过食物链在人体内累积,对人类健康构成严重的危害。工业生产中未达标的三废(废水、废气及固体废弃物)的直接排放和任意堆放、农业生产中化肥和农药的滥用及汽车尾气的排放等致使土壤中砷镉污染日趋严重,并严重影响到当代粮食安全和人类健康。
砷镉废水的处理技术主要有化学沉淀法、电解法、浮选法、铁氧体法、离子交换法、膜分离法、电解法、浮选法、吸附法、电渗析法、蒸发回收法、生物法及溶剂萃取法等,虽然处理砷镉废水的方法较多,但均存在不足之处,其中离子交换法的树脂易受污染或氧化失效,再生频繁,形成大量再生废液,操作费用高;膜分离法的膜组件设计复杂,设备投资费用高,膜易受污染、水质较差时更换频率高;生物处理法的处理范围比较局限,一般不适用于处理高浓度砷镉废水。
针对单一砷、镉污染土壤/废渣的修复已有较多研究,主要有固化/稳定化修复、工程措施、电动修复法、淋洗法,植物修复法,微生物修复法等。固化/稳定化修复技术具有工艺操作简单、相对成本较低、修复时间短、施工方便及对生物降解有良好阻碍等特点,其在砷镉废水、污泥及废渣污染治理中已得到了广泛应用。固化/稳定化材料的选择是该技术应用的关键,铁氧化物、锰氧化物、粉煤灰、有机物料及铝氧化物等常被用于砷污染修复,黏土矿物、石灰石、磷酸盐及腐殖酸等常被用于镉污染修复,其修复机理为加入钝化材料后,通过发生吸附、沉淀、络合、离子交换及氧化还原等一系列物理化学反应,改变砷或镉的赋存形态,使砷或镉等重金属由活化态转化为稳定态,从而降低生物的迁移性和生物有效性。
针对砷镉复合污染,砷主要以阴离子形态产生危害,而镉主要以阳离子形态产生迁移,两者固化的pH值、所需氧化还原条件也存在较大差别,固化难度大。由于砷、镉两种元素在化学性质及存在形态的差异,在治理上存在多元素联合作用,治理镉污染的固化/稳定化药剂通常不适用于砷污染的治理,如使用磷酸盐等稳定剂或石灰等pH控制剂能很好地固定土壤中的镉元素,但土壤环境pH升高与As竞争吸附位点,会活化土壤中的砷元素。另外,许多砷污染固化/稳定化药剂对As(V)有良好固化效果,但对As(III)的固化效果较差,而在一般环境下,亚砷酸盐与砷酸盐同时存在,加入预氧化处理不仅增加了处理成本和操作难度,还可能会产生对人体健康具有潜在危害的副产物。因此,开发一种高效、环境友好、价格低廉且可用于砷(三价砷/五价砷)镉土壤、废水及废渣治理和修复的钝化剂成为亟需解决的现实问题。
发明内容
本发明旨在提供一种制备用于治理砷镉复合污染的钝化剂(简称为砷镉钝化剂)的方法,由该方法制备的砷镉钝化剂及其用途和使用方法。由本发明方法制备得到的砷镉钝化剂可用于处理砷镉复合污染的土壤、水体及废渣,实现土壤的治理和修复以及废水及废渣的无害化处理。本发明的砷镉钝化剂具有纳米尺度层间及微孔结构,比表面积大,阳离子交换容量大,有效硅及有效钙含量高,且其中的新生态锰氧化物能选择性将As(III)氧化为As(V)。本发明的砷镉钝化剂主要通过离子交换、沉淀、共沉淀、吸附及包裹作用将重金属砷镉固化,保证固化砷镉效果持久稳定,解决了砷(三价砷/五价砷)、镉不能同时高效钝化的技术难点。本发明的砷镉钝化剂具有性能稳定、原料来源广泛、制备工艺简单、易于操作、处理成本低、钝化效率高、无二次污染及改善土壤理化性质等优势,具有很好的推广应用价值。
本发明一方面提供了一种制备砷镉钝化剂的方法,包括如下步骤:
(1)将硅铝酸盐材料与活化剂、助熔剂按质量比为(10~20):(12~35):1的比例混合后,在850~1400℃下焙烧0.5小时以上得到焙烧料;
(2)将焙烧料、铁盐及锰盐按质量比为(5~32):(0.1~6):1的比例加入水中,调节体系pH值在6~10之间进行反应;
(3)进行固液分离,所得固体经干燥得到钝化剂。
上述步骤(1)中,所述硅铝酸盐材料为SiO2含量约30~68wt%,Al2O3含量约10~20wt%的硅铝酸盐材料。在一些实施方式中,所述硅铝酸盐材料可以为选自长石类、黏土类、天然沸石中的一种或多种天然硅铝酸盐矿物,例如为选自钙长石、钠长石、钠长石、钾长石、高岭土、蒙脱土、方沸石中的一种或多种天然硅铝酸盐矿物。
上述步骤(1)中,所述的活化剂由钙质原料以及选自铁质原料和镁质原料中的其他成分组成,其中钙质原料与其他成分的质量比为(5~20):1,优选为(8~12):1。在一些实施方式中,所述其他成分包括铁质原料和镁质原料。在一些实施方式中,所述其他成分由铁质原料和镁质原料组成。在一些实施方式中,所述其他成分中,铁质原料和镁质原料的质量比为(0.5~8):1,优选为(1~5):1。
所述钙质原料可以为选自钙盐、氢氧化钙、生石灰和含钙矿物中的一种或多种,例如可为选自碳酸钙、碳酸氢钙、氢氧化钙、硫酸钙、生石灰、熟石灰、石灰石、方解石、白云石中的一种或多种;所述铁质原料可以为选自铁盐、亚铁盐、高铁盐和含铁矿物中的一种或多种,例如可为选自硫酸铁、氯化铁、硫酸亚铁、氯化亚铁、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿中的一种或多种;所述镁质原料可以为选自镁盐、氧化镁、氢氧化镁和含镁矿物中的一种或多种,例如可为选自碳酸镁、碳酸氢镁、氧化镁、氢氧化镁、氯化镁、硫酸镁、菱镁矿的一种或多种。
上述步骤(1)中,所述助熔剂为选自含钠原料和含钾原料中的一种或多种。所述含钠原料可为选自硫酸钠、氧化钠、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、硝酸钠、芒硝的一种或多种;所述含钾原料为选自硫酸钾、氧化钾、氢氧化钾、碳酸钾、氯化钾、硝酸钾中的一种或多种。
上述步骤(1)中,硅铝酸盐材料与活化剂、助熔剂的粒度优选为600目以下,更优选为400目以下,例如约200目。对粒度的下限没有限制,但是一般而言,可以为50目以上。
上述步骤(1)中,焙烧温度优选为1000~1350℃,更优选为1100~1300℃。
上述步骤(1)中,焙烧时间优选为40分钟以上,例如1小时以上,或1.5h以上,例如2h、2.5h、3h、3.5h、4h、5h、6h、7h等。对于焙烧时间的上限没有限制,但是一般而言,可以为10小时以下,例如9h以下,或8h以下。
在一个实施方式中,上述步骤(1)进一步包括将焙烧料进行粉碎处理的步骤。对于焙烧料进行粉碎处理是为了便于使下一步的混合更均匀。对于粉碎处理没有特别要求,可以由本领域技术人员容易地采用已知的常规粉碎方法进行。
上述步骤(2)中,所述的铁盐与锰盐为能够制得新生态锰氧化物的铁盐与锰盐的组合。特别地,其一方面可为二价铁盐与高锰酸盐的组配,另一方面也可为高铁酸盐与二价锰盐的组配,所述的二价锰盐可以为选自硫酸锰、氯化锰、醋酸锰、硝酸锰中的一种或多种,所述的高锰酸盐可以为选自高锰酸钾、高锰酸钠的一种或多种;所述二价铁盐可以为选自硫酸亚铁、氯化亚铁、硝酸亚铁中的一种或多种,所述高铁酸盐可以为选自高铁酸钾、高铁酸钠中的一种或多种。
在实施方式中,所述铁盐中的铁元素与锰盐中的锰元素的摩尔比可以为(0.1~9):1,优选为(0.5~4):1。
上述步骤(2)中,对于水的用量没有特别限制,只要能够使得焙烧料、铁盐及锰盐混合均匀并充分反应即可,可以由本领域技术人员根据需要方便地确定。一般而言,相对于焙烧料、铁盐及锰盐的总质量,水的用量为焙烧料、铁盐及锰盐的总质量的50%~99%,优选为总质量的75%~95%。
上述步骤(2)中,反应时间没有特别限制,可以由本领域技术人员根据需要方便地确定,只要能够使得焙烧料、铁盐及锰盐混匀并充分反应得到新生态锰氧化物即可。一般而言,反应时间可以为10分钟以上,30分钟以上,或1小时以上。过长的反应时间会降低生产效率,因而反应时间一般可以为10小时以下,8小时以下。
上述步骤(3)中,进行固液分离的方法没有特别限制,可以由本领域技术人员根据需要方便地采用本领域中的常规方法,例如可以为过滤,沉降,离心等。
上述步骤(3)中,所述干燥可以采用常规的干燥技术进行,例如烘干,喷雾干燥等。烘干的温度可以为100~105℃。经干燥后的水含量可以为3%以下。
本发明另一方面涉及使用上述方法制备的砷镉钝化剂。
在一些实施方式中,所述砷镉钝化剂中,有效硅≥20wt%(枸溶性,以SiO2计),有效钙≥40wt%(以CaO计),铁含量为3~20wt%(以Fe2O3计),锰含量为1~15wt%(以MnO2计)。
本发明再一方面涉及上述砷镉钝化剂用于治理砷镉复合污染的用途。
本发明又一方面涉及一种治理砷镉复合污染的方法,所述方法包括将根据本发明的砷镉钝化剂与需要治理砷镉复合污染的对象相接触的步骤。
在一些实施方式中,所述需要治理砷镉复合污染的对象为砷和镉含量超标的土壤(例如农田、场地等)、废渣或水体。
在实施方式中,根据本发明的砷镉钝化剂的用量为:钝化剂/(As+Cd)的质量比为30~190,优选为50~160。
在一些实施方式中,所述需要治理砷镉复合污染的对象为砷和镉含量超标的土壤或废渣,根据本发明的治理砷镉复合污染的方法如下进行:按钝化剂/(As+Cd)的质量比为50~160向受污染的场地土壤或废渣中加入本发明的砷镉钝化剂,并混匀;调节pH至6.0~9.0,加水并保持水分含量为25~60%进行养护。所述养护的时间没有特别限制,只要能够使得钝化剂与受污染的土壤或废渣中所含有砷和镉充分反应使得砷和镉含量达标即可。一般而言,养护时间可以为5天以上,例如10天以上,或者15天以上。这里,所述的超标的标准指的是《土壤环境质量标准》(GB15618-1995),所述的达标指的是对修复后土壤或废渣按照《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)中的规定进行浸提实验,浸出液中砷、镉含量均小于《危险废弃物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)中砷、镉浸出毒性标准限值(5.0mg/L、1.0mg/L)即可。在一些实施方式中,在加入钝化剂之前可以将受污染的土壤或废渣进行风干、破碎处理,以利于与钝化剂混合均匀。在一些实施方式中,可以将钝化剂直接撒入土壤中并耕地以使得钝化剂与土壤混合均匀。
在另一些实施方式中,所述需要治理砷镉复合污染的对象为砷镉复合污染(即砷和镉含量超标)的水体,根据本发明的治理砷镉复合污染的方法如下进行:按钝化剂/(As+Cd)的质量比为50~160向砷镉复合污染的水体中加入本发明的砷镉钝化剂,并混匀;调节pH在6~9之间进行反应。对于反应的时间没有特别限制,只要使得钝化剂与水体中的砷镉充分反应使得水体中的砷和镉含量达标即可。一般而言,反应时间可以为30分钟以上,例如1h以上。这里,所述的超标或达标中的标准指的是《污水综合排放标准》(GB8978-1996)。
技术效果
1、本发明充分将铁锰复合氧化物的化学特性和焙烧料的结构特性有效的结合起来,通过铁锰絮凝共沉淀生成一种新型砷镉钝化剂,既克服了铁锰复合氧化物在工程应用中易于流失、易造成二次污染且难以实现固液分离的缺陷,又实现了同时高效钝化重金属砷(三价砷/五价砷)、镉的目的。
2、本发明的砷镉钝化剂主要通过离子交换、沉淀、共沉淀、吸附及包裹作用将重金属砷镉长期固化,其中,钝化剂通过离子交换反应将重金属Cd2+牢固束缚在晶格内部,还可通过诱导重金属镉吸附、与镉生成硅酸物沉淀或表面吸附固定重金属镉;钝化剂中新生态锰氧化物兼具氧化和高吸附特性,能选择性将As(III)氧化为As(V),并通过吸附作用实现对As(III)和As(V)的同步去除;钝化剂中铁则通过吸附、络合、沉淀及共沉淀作用固化砷;此外钝化剂遇水发生反应生成水化硅酸钙凝胶物质,可以实现对重金属砷镉的包裹,从而保证固化砷镉效果持久稳定。另外,本发明的钝化剂还对重金属Pb2+、Zn2+、Hg2+、Co2+、Cu2+及Cr3+也具有很好的固化稳定效果。
3、本发明制备的砷镉钝化剂能同时降低土壤中砷、镉两种不同化学性质重金属的活性,解决了As(III)/As(V)、镉不能同时高效钝化的技术难点,适用于砷镉复合污染土壤(例如农田、场地等)、废渣或水体的治理与修复。
4、本发明制备的砷镉钝化剂不仅能提高土壤pH值,缓解土壤酸化,还可补充土壤K、Ca、Mg及Si等矿质元素,改善土壤理化性质,提高土壤肥力。
5、本发明制备的砷镉钝化剂具有性能稳定、原料来源广泛、制备工艺简单、易于操作、处理成本低、钝化效率高、无二次污染等优势,具有很好的推广应用价值。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明作进一步说明,但本发明不限于此。
实施例1砷镉钝化剂的制备
将100g长石、220g石灰石、12g硫酸铁、9g菱镁矿和8g硫酸钠混合并磨细至200目,1200℃高温焙烧2.0h,冷却后粉碎处理,将焙烧熟料、K2FeO4及MnSO4按质量比为7.3:0.9:1的比例加入水中,调节体系pH值在6~10之间,并反应1.5h,然后过滤,所得固体在100℃温度下干燥得到钝化剂。
所制备的钝化剂中,有效硅为25.5wt%(枸溶性,以SiO2计),有效钙为42.8wt%(以CaO计),铁含量为4.21wt%(以Fe2O3计),锰含量为6.88%(以MnO2计),有害元素Hg、As、Cd、Pb、Cr含量分别为0.5mg/kg、3.26mg/kg、2.14mg/kg、10.35mg/kg、9.57mg/kg,符合农业行业标准《NY 1110-2010水溶肥料汞、砷、镉、铅、铬的限量要求》。
实施例2砷镉钝化剂的制备
将100g伊利石、200g碳酸钙、15g硫酸铁、6g硫酸镁和7g硫酸钾混合并磨细至250目,1250℃高温焙烧1.5h,冷却后粉碎处理,将焙烧熟料、FeSO4·7H2O及KMnO4按质量比为30:5.2:1的比例加入水中,调节体系pH值在6~10之间,并反应1.0h,然后过滤,所得固体在102℃温度下干燥得到钝化剂。
所制备的钝化剂中,有效硅为26.8wt%(枸溶性,以SiO2计),有效钙为40.5wt%(以CaO计),铁含量为4.58wt%(以Fe2O3计),锰含量为1.66wt%(以MnO2计),有害元素Hg、As、Cd、Pb、Cr含量分别为1.2mg/kg、2.15mg/kg、1.04mg/kg、8.32mg/kg、10.85mg/kg,符合农业行业标准《NY 1110-2010水溶肥料汞、砷、镉、铅、铬的限量要求》。
实施例3采用钝化剂治理砷镉复合污染场地土壤
供试土壤:湖南省常德市某砷镉复合污染场地土壤,土壤中总砷含量为1017mg/kg,总镉含量为205mg/kg。
钝化剂:实施例1制备的钝化剂。
具体修复试验方法如下:
(1)将砷镉复合污染土壤风干,研磨过20目筛,分别取两份100g的筛下物置于烧杯中,以不添加钝化剂作为空白对照处理,处理1中按钝化剂/(As+Cd)的质量比为150加入钝化剂,充分混匀;
(2)加入pH调节剂水溶液调节pH至6~9,加水保持土壤水分含量为32%;
(3)用塑料膜封口,并设置多个小孔以保证烧杯内外空气自由流通,定期加入去离子水,使土壤水分含量保持32%,于室温下养护15天;
(4)养护15天后,根据《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)中的规定进行浸提实验;
(5)测定浸提液中砷、镉含量,砷含量采用《土壤和沉积物_汞、砷、硒、铋、锑的测定_微波消解原子荧光法》(HJ 680-2013)测定,镉含量采用《水质铜、锌、铅、镉的测定原子吸收分光光度法》(GB 7475-1987)测定。测试结果详见表1。
表1浸提液中砷镉含量测试结果
Figure BDA0001828777820000071
处理1中,浸出液中砷、镉含量分别为0.35mg/L、0.28mg/L,小于《危险废弃物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)中砷、镉浸出毒性标准限值(5.0mg/L、1.0mg/L),表明钝化剂对试验土壤砷镉的固化/稳定化效果较好。
实施例4采用钝化剂治理砷镉复合污染农田土壤
供试土壤:湖南省郴州市某镇砷镉污染区农田土壤,土壤中总砷含量为101mg/kg,总镉含量为55mg/kg。
钝化材料:实施例2制备的钝化剂。
具体试验方法如下:
(1)分别取两份100g土壤置于烧杯中,以不添加钝化剂作为空白对照处理,处理2中按钝化剂/(As+Cd)的质量比为130加入钝化剂,充分混匀;
(2)加入pH调节剂水溶液调节pH至6~9,加水保持土壤水分含量为35%;
(3)用塑料膜封口,并设置多个小孔以保证烧杯内外空气自由流通,定期加入去离子水,使土壤水分含量保持35%,于室温下养护10天;
(4)养护10天后,根据《固体废物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》(HJ/T299-2007)中的规定进行浸提实验;
(5)测定浸提液中砷、镉含量,砷含量采用《固体废物汞、砷、硒、铋、锑的测定微波消解/原子荧光法》(HJ 702-2014)测定,镉含量采用《水质铜、锌、铅、镉的测定原子吸收分光光度法》(GB 7475-1987)测定。测试结果详见表2。
表2浸提液中砷镉含量测试结果
Figure BDA0001828777820000081
处理2中,浸出液中砷、镉含量分别为0.19mg/L、0.12mg/L,小于《危险废弃物鉴别标准浸出毒性鉴别》(GB5085.3-2007)中砷、镉浸出毒性标准限值(5.0mg/L、1.0mg/L),表明钝化剂对农田土壤中砷镉的固化/稳定化效果较好。
实施例5采用钝化剂治理砷镉废水
供试废水:湖南省株洲市某厂区废水,总砷含量为476mg/kg,总镉含量为90mg/kg。
钝化剂:实施例2制备的钝化剂。
具体试验方法如下:
(1)取100mL废水置于烧杯中,处理3中按钝化剂/(As+Cd)的质量比为140加入钝化剂,充分混合,搅拌均匀;
(2)加入pH调节剂水溶液调节pH至6~9之间,室温下反应2.5h;
(3)离心过滤,测定处理后废水中的砷、镉含量,砷含量采用《固体废物汞、砷、硒、铋、锑的测定微波消解/原子荧光法》(HJ 702-2014)测定,镉含量采用《水质铜、锌、铅、镉的测定原子吸收分光光度法》(GB 7475-1987)测定。测试结果分别详见表3。
表3处理后废水中砷镉含量测试结果
Figure BDA0001828777820000082
处理3中,处理后的砷镉废水中砷、镉含量分别为0.30mg/L、0.08mg/L,小于《污水综合排放标准》(GB8978-1996)第一类污染物最高允许排放浓度限值(0.5mg/L、0.1mg/L),表明钝化剂能高效的治理砷镉废水。

Claims (21)

1.一种制备砷镉钝化剂的方法,所述砷镉钝化剂适用于处理砷镉复合污染的土壤、水体及废渣,所述方法包括如下步骤:
(1)将硅铝酸盐材料与活化剂、助熔剂按质量比为(10~20):(12~35):1的比例混合后,在850~1400℃下焙烧0.5小时以上得到焙烧料,其中:
所述的活化剂由钙质原料以及其他成分组成,
其中钙质原料与其他成分的质量比为(5~20):1;
所述其他成分由铁质原料和镁质原料组成,
所述其他成分中铁质原料和镁质原料的质量比为(0.5~8):1;
所述钙质原料为选自钙盐、氢氧化钙、生石灰和含钙矿物中的一种或多种;
所述铁质原料为选自铁盐、亚铁盐、高铁盐和含铁矿物中的一种或多种;
所述镁质原料为选自镁盐、氧化镁、氢氧化镁和含镁矿物中的一种或多种;
所述助熔剂为选自含钠原料和含钾原料中的一种或多种,
所述含钠原料为选自硫酸钠、氧化钠、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氯化钠、硝酸钠的一种或多种,
所述含钾原料选自硫酸钾、氧化钾、氢氧化钾、碳酸钾、氯化钾、硝酸钾中的一种或多种;
(2)将焙烧料、铁盐及锰盐按质量比为(5~32):(0.1~6):1的比例加入水中,调节体系pH值在6~10之间进行反应,其中,所述的铁盐与锰盐为二价铁盐与高锰酸盐的组配,或高铁酸盐与二价锰盐的组配,所述铁盐中的铁元素与锰盐中的锰元素的摩尔比为(0.1~9):1;
(3)进行固液分离,所得固体经干燥得到钝化剂,
所述钝化剂中,以枸溶性SiO2计的有效硅≥20wt%,以CaO计的有效钙≥40wt%,以Fe2O3计的铁含量为3~20wt%,以MnO2计的锰含量为1~15wt%。
2.根据权利要求1所述的制备砷镉钝化剂的方法,其中,步骤(1)中,所述硅铝酸盐材料为SiO2含量30~68wt%,Al2O3含量10~20wt%的硅铝酸盐材料。
3.根据权利要求1所述的制备砷镉钝化剂的方法,其中,步骤(1)中,所述的活化剂中钙质原料与其他成分的质量比为(8~12):1。
4.根据权利要求1所述的制备砷镉钝化剂的方法,其中,步骤(1)中,所述其他成分中,铁质原料和镁质原料的质量比为(1~5):1。
5.根据权利要求1所述的制备砷镉钝化剂的方法,其中,步骤(1)中,
所述钙质原料中,所述钙盐选自碳酸钙、碳酸氢钙、硫酸钙;所述含钙矿物选自石灰石、方解石、白云石;
所述铁质原料中,所述铁盐选自硫酸铁、氯化铁;所述亚铁盐选自硫酸亚铁、氯化亚铁;所述含铁矿物选自赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿;
所述镁质原料中,所述镁盐选自碳酸镁、碳酸氢镁、氯化镁、硫酸镁;所述含镁矿物为菱镁矿;和/或,
所述硅铝酸盐材料与活化剂、助熔剂的粒度为600目以下;和/或,
焙烧温度为1000~1350℃;和/或,
焙烧时间为40分钟以上;和/或,
焙烧时间为10小时以下。
6.根据权利要求5所述的制备砷镉钝化剂的方法,其中,所述硅铝酸盐材料与活化剂、助熔剂的粒度为400目以下。
7.根据权利要求5所述的制备砷镉钝化剂的方法,其中,焙烧温度为1100~1300℃。
8.根据权利要求5所述的制备砷镉钝化剂的方法,其中,焙烧时间为1小时以上;和/或,焙烧时间为9h以下。
9.根据权利要求5所述的制备砷镉钝化剂的方法,其中,焙烧时间为1.5h以上;和/或,焙烧时间为8h以下。
10.根据权利要求1所述的制备砷镉钝化剂的方法,其中,步骤(1)进一步包括将焙烧料进行粉碎处理的步骤。
11.根据权利要求1所述的制备砷镉钝化剂的方法,其中,步骤(2)中,
所述的二价锰盐为选自硫酸锰、氯化锰、醋酸锰、硝酸锰中的一种或多种,所述的高锰酸盐为选自高锰酸钾、高锰酸钠的一种或多种;所述二价铁盐为选自硫酸亚铁、氯化亚铁、硝酸亚铁中的一种或多种,所述高铁酸盐为选自高铁酸钾、高铁酸钠中的一种或多种。
12.根据权利要求1所述的制备砷镉钝化剂的方法,其中,步骤(2)中,所述铁盐中的铁元素与锰盐中的锰元素的摩尔比为(0.5~4):1;和/或
相对于焙烧料、铁盐及锰盐的总质量,水的用量为焙烧料、铁盐及锰盐的总质量的50%~99%;和/或
反应时间为10分钟以上。
13.根据权利要求12所述的制备砷镉钝化剂的方法,其中,相对于焙烧料、铁盐及锰盐的总质量,水的用量为焙烧料、铁盐及锰盐的总质量的75%~95%。
14.根据权利要求1所述的制备砷镉钝化剂的方法,其中,反应时间为30分钟以上。
15.根据权利要求1所述的制备砷镉钝化剂的方法,其中,反应时间为1小时以上。
16.一种砷镉钝化剂,其使用根据权利要求1-15中任一项所述的方法制备。
17.根据权利要求16所述的砷镉钝化剂用于治理砷镉复合污染的用途。
18.一种治理砷镉复合污染的方法,所述方法包括将根据权利要求16所述的砷镉钝化剂与需要治理砷镉复合污染的对象相接触的步骤。
19.根据权利要求18所述的治理砷镉复合污染的方法,其中,所述需要治理砷镉复合污染的对象为砷和镉含量超标的土壤、废渣或水体,和/或,砷镉钝化剂的用量为:钝化剂/(As+Cd)的质量比为30~190。
20.根据权利要求19所述的治理砷镉复合污染的方法,其中,钝化剂/(As+Cd)的质量比为50~160。
21.根据权利要求19所述的治理砷镉复合污染的方法,其中,
在需要治理砷镉复合污染的对象为砷和镉含量超标的土壤或废渣的情况下,所述治理砷镉复合污染的方法如下进行:按钝化剂/(As+Cd)的质量比为50~160向受污染的场地土壤或废渣中加入根据权利要求16所述的砷镉钝化剂,并混匀;调节pH至6.0~9.0,加水并保持土壤水分含量为25~60%进行养护;或者
在需要治理砷镉复合污染的对象为砷镉复合污染的水体情况下,所述治理砷镉复合污染的方法如下进行:按钝化剂/(As+Cd)的质量比为50~160向砷镉复合污染的水体中加入根据权利要求16所述的砷镉钝化剂,并混匀;调节pH在6~9之间进行反应。
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