CN114316994B - 一种重金属修复药剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种重金属修复药剂及其制备方法与应用，所述重金属修复药剂为铁基硫化多金属，包括零价铁内核和覆盖于所述零价铁内核表面的硫化亚铁与多金属颗粒；所述多金属颗粒由至少2种除铁以外的金属元素构成。所述制备方法包括以下步骤：(1)将含铁废渣依次进行预处理、还原处理和酸洗处理，得到铁基多金属；(2)配制缓冲溶液并去除溶液内的溶解氧，密封溶液体系；(3)混合碱金属硫化盐、步骤(1)所得铁基多金属和步骤(2)所得缓冲溶液，硫化反应后固液分离，得到铁基硫化多金属，即重金属修复药剂。本发明提供的重金属修复药剂实现了对多种重金属污染物的高效去除，同时降低了制备成本，拓宽了其在水体和土壤修复领域的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于环境修复技术领域，涉及一种重金属修复药剂，尤其涉及一种重金属修复药剂及其制备方法与应用。
背景技术
重金属是一类可对生态系统产生深远影响的重要污染物，从矿石采掘到产品生产再到商品使用，人类生产和生活中的很多环节都需要使用重金属。因此，重金属能够通过多种途径向环境释放及扩散，导致不可预测的环境风险。重金属污染具有隐蔽性、长期性、不可降解性和不可逆转性等特点，不仅导致土壤肥力降低与作物产量、品质下降，还易引发地下水污染，并通过食物链在植物、动物和人体内累积，对人类健康及生态环境造成严重的危害。
目前我国环境问题中重金属污染占绝大部分，由于我国地域辽阔，地形复杂，污染类型多样，导致重金属污染不是单一元素污染，而是多种元素引起的复合型污染。国内外主要采用物理、化学和生物方法修复污染土壤或水体，通过降低重金属浓度、改变重金属形态(固定或钝化)，进而削弱重金属在环境中的迁移能力及其对生物的危害性。现阶段，在针对重金属污染修复的环境领域内研发的修复药剂有很多种类，但大多数都是针对于一种或两种重金属污染进行修复，如砷(As)、铅(Pb)、汞(Hg)等，对多种重金属污染物复合的修复效果并未提及。
CN 106398702A公开了一种重金属污染土壤高效还原修复药剂及其修复工艺，所述药剂主要包括以下重量组份：纳米零价铁8-18份，硫酸亚铁5-26份，多硫化钙3-17份，赤铁矿2-9份，铁粉5-19份，硫化钠1-3份，脱乙酰甲壳素3-11份，氯化铁2-16份，微生物组合剂9-38份，复合溶解剂50-180份。所述药剂虽然对砷和铬起到较好的去除效果，但是一方面原材料种类繁多且部分原料成本较高，另一方面所述发明并未对其他污染物的去除效果进行探究，故存在一定的应用局限性。
CN 107200392A公开了一种硫化改性Fe-Cu双金属材料、制备方法及去除含铬废水的方法，所述材料中硫铁摩尔比为(0.05-0.06):1，铁铜质量比为10:(0.1-4)。所述制备方法包括：(1)在酸性环境的缓冲溶液中将零价铁与可溶性硫化盐的反应得硫化改性零价铁；(2)硫化改性零价铁与二价铜盐置换反应得硫化改性Fe-Cu双金属材料。所述发明对于重金属铬的去除效率远大于零价铁对铬的去除效率，同时反应活性也高于硫化改性零价铁材料和Fe-Cu双金属材料，有效加速了污染物的去除，但是同样并未对其他污染物的去除效果进行探究，仍有较大的改进空间。
CN 111266572A公开了一种铁铜双金属负载硫化亚铁复合材料、其制备方法及用途，所述复合材料包括铁铜双金属及负载在所述铁铜双金属表面的硫化亚铁，所述铁铜双金属中的铜负载在铁表面。所述复合材料具有较高的活性和反应选择性，可用于含铬污水处理、铬污染地下水修复等领域。所述制备方法包括：将铜盐溶液与铁粉进行一次混合，然后与碱金属硫化盐溶液进行二次混合，得到所述的铁铜双金属负载硫化亚铁复合材料。所述发明虽然可用于含铬污水处理、铬污染地下水修复等领域，但是同样并未提及对多种重金属污染物复合的修复效果。
由此可见，如何提供一种重金属修复药剂，实现对多种重金属污染物的高效去除，同时降低制备成本，拓宽其在水体和土壤修复领域的应用前景，成为了目前本领域技术人员迫切需要解决的问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种重金属修复药剂及其制备方法与应用，所述重金属修复药剂实现了对多种重金属污染物的高效去除，同时降低了制备成本，拓宽了其在水体和土壤修复领域的应用前景。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种重金属修复药剂，所述重金属修复药剂为铁基硫化多金属，包括零价铁内核和覆盖于所述零价铁内核表面的硫化亚铁与多金属颗粒。
所述多金属颗粒由至少2种除铁以外的金属元素构成，例如可以是2种、3种、4种、5种或6种，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明选用铁基硫化多金属作为重金属修复药剂，因其包括零价铁内核和覆盖于所述零价铁内核表面的多金属颗粒，形成了含铁的多级原电池反应体系，例如包括(-)Fe0|Fe2+||Cu2+|Cu(+)、(-)Zn|Zn2+||Fe2+|Fe(+)、(-)Al|Al3+||Fe2+|Fe(+)等，多级原电池与单一原电池反应相比，拓宽了电极电势差，加快了反应过程中电子的转移速率，从而进一步促进了铁的腐蚀，增强了零价铁的反应活性，提高了零价铁的利用率，能够高效去除多种重金属污染物，如铅、汞、钒、铬等。
此外，在零价铁表面进行硫化改性后，材料表面更加疏松，比表面积显著增大，可为Cr(VI)的吸附和还原提供更多的活性位点，从而进一步增强了材料的还原效果。
优选地，所述铁基硫化多金属中硫元素与铁元素的摩尔比为(0.01-0.14):1，例如可以是0.01:1、0.02:1、0.04:1、0.06:1、0.08:1、0.1:1、0.12:1或0.14:1，进一步优选为(0.06-0.14):1，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述铁基硫化多金属中硫元素与铁元素的摩尔比需保持在合理范围内。当摩尔比小于0.01:1时，缺少足够的硫与材料表面的铁反应形成硫化亚铁，导致材料的还原效果并无明显提升；当摩尔比大于0.14:1时，形成的硫化亚铁过多会堵塞材料表面的孔道，导致还原效果降低。
优选地，所述铁基硫化多金属中铁元素的质量占金属元素总质量的比例≥30％，例如可以是30％、35％、40％、45％、50％、55％或60％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述铁基硫化多金属中铁元素的质量占金属元素总质量的比例需控制在30％以上，当低于30％时，材料中的铁含量过低，导致重金属修复药剂的反应活性显著降低。
优选地，所述多金属颗粒中的金属元素包括铜、锌或铝中的至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括铜与锌的组合，锌与铝的组合，铜与铝的组合，或铜、锌与铝的组合。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述重金属修复药剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将含铁废渣依次进行预处理、还原处理和酸洗处理，得到铁基多金属；
(2)配制缓冲溶液并去除溶液内的溶解氧，密封溶液体系；
(3)混合碱金属硫化盐、步骤(1)所得铁基多金属和步骤(2)所得缓冲溶液，硫化反应后固液分离，得到铁基硫化多金属，即重金属修复药剂；
其中，步骤(1)和步骤(2)不分先后顺序。
本发明利用冶炼行业产生的含铁废渣作为原料经还原改性制备重金属修复药剂，不仅实现了对多种重金属污染物的去除，而且降低了制备成本和场地修复成本，具备操作简便、经济环保、绿色低碳的优势，拓宽了其在水体和土壤修复领域的应用前景。
优选地，步骤(1)所述含铁废渣包括磁选尾渣、氰化尾渣、铜冶炼渣或铬渣中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括磁选尾渣与氰化尾渣的组合，氰化尾渣与铜冶炼渣的组合，铜冶炼渣与铬渣的组合，磁选尾渣、氰化尾渣与铜冶炼渣的组合，或氰化尾渣、铜冶炼渣与铬渣的组合。
优选地，以氧化物计，步骤(1)所述含铁废渣中铁元素的质量分数≥30％，例如可以是30％、35％、40％、45％、50％、55％或60％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述预处理包括研磨、筛分或氧化处理中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括研磨与筛分的组合，筛分与氧化处理的组合，研磨与氧化处理的组合，或研磨、筛分与氧化处理的组合。
本发明中，所述预处理的目的在于提高后续还原效率，其中的研磨与筛分在于增大反应的接触面积，加快反应进程；当铁与硅酸盐类物质结合而无法反应或难以提取时，通过氧化处理将铁以氧化物的形式分离出来，有利于后续还原过程的顺利进行。
优选地，步骤(1)所述预处理后含铁废渣的平均粒度为50-200目，例如可以是50目、60目、80目、100目、120目、140目、160目、180目或200目，进一步优选为60-150目，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述还原处理采用H2还原法、CO还原法或煤基还原法中的任意一种，进一步优选为H2还原法。
优选地，步骤(1)所述还原处理的温度为800-1000℃，例如可以是800℃、820℃、840℃、860℃、880℃、900℃、920℃、940℃、960℃、980℃或1000℃，进一步优选为900-1000℃，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述还原处理的时间为4-8h，例如可以是4h、4.5h、5h、5.5h、6h、6.5h、7h、7.5h或8h，进一步优选为4-6h，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述还原处理的温度和时间均需控制在合理范围内。当温度低于800℃或时间短于4h时，反应不完全，还原效率降低，影响最终的处理效果；当温度高于1000℃或时间长于8h时，又会提升处理成本。
优选地，步骤(1)所述酸洗处理采用的酸液包括盐酸溶液和/或硫酸溶液，进一步优选为盐酸溶液。
本发明中，所述酸洗处理的作用是去除还原反应后材料表面的杂质及氧化层，为后续的硫化反应提供更多的活性位点，促进反应的充分进行。
优选地，步骤(1)所述酸洗处理采用的酸液浓度为2-10wt％，例如可以是2wt％、3wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％或10wt％，进一步优选为2-5wt％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述酸洗处理的时间为0.5-2h，例如可以是0.5h、0.6h、0.8h、1h、1.2h、1.4h、1.6h、1.8h或2h，进一步优选为0.5-1h，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述酸洗处理后还包括固液分离。
优选地，所述固液分离包括过滤、离心、抽滤或压滤中的任意一种，进一步优选为抽滤。
优选地，步骤(2)所述缓冲溶液包括醋酸溶液和/或盐酸溶液，进一步优选为醋酸溶液。
优选地，步骤(2)所述缓冲溶液的pH值为4-6，例如可以是4、4.2、4.4、4.6、4.8、5、5.2、5.4、5.6、5.8或6，进一步优选为5-6，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述缓冲溶液为后续硫化改性提供了良好的反应环境，促进了硫化反应的顺利进行，缓冲溶液的pH值低于4或高于6均会使后续硫化反应速率降低，不利于下一步工序的顺利进行。
优选地，步骤(2)所述溶解氧的去除方式包括使用气体吹洗溶液，且所述气体包括氮气、氦气或氩气中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括氮气与氦气的组合，氦气与氩气的组合，氮气与氩气的组合，或氮气、氦气与氩气的组合。
本发明通过去除缓冲溶液内的溶解氧避免了后续加入的材料被溶液体系内原有的溶解氧所氧化，防止了在材料表面形成钝化层，从而提升了反应效果和材料的反应活性。
优选地，步骤(3)所述混合的过程具体为：向缓冲溶液中依次加入铁基多金属和碱金属硫化盐。
优选地，步骤(3)所述碱金属硫化盐包括硫化钠、硫化钾或硫化锂中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括硫化钠与硫化钾的组合，硫化钾与硫化锂的组合，硫化钠与硫化锂的组合，或硫化钠、硫化钾与硫化锂的组合，进一步优选为硫化钠。
优选地，步骤(3)所述碱金属硫化盐中硫元素与铁基多金属中铁元素的摩尔比为(0.01-0.14):1，例如可以是0.01:1、0.02:1、0.04:1、0.06:1、0.08:1、0.1:1、0.12:1或0.14:1，进一步优选为(0.06-0.14):1，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述硫化反应的时间为4-8h，例如可以是4h、4.5h、5h、5.5h、6h、6.5h、7h、7.5h或8h，进一步优选为4-6h，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
本发明中，所述硫化反应可有效地使Fe2+与S2-生成硫化亚铁，从而提高材料的还原效果，为材料提供更强的选择性。
优选地，步骤(3)所述固液分离包括过滤、离心、抽滤或压滤中的任意一种，进一步优选为过滤。
优选地，步骤(3)所述固液分离后还包括对所得固相进行干燥。
优选地，所述干燥包括冷冻干燥、真空干燥或真空冷冻干燥中的任意一种，进一步优选为冷冻干燥。
作为本发明第二方面优选的技术方案，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将含铁废渣依次进行预处理、还原处理、酸洗处理和固液分离，得到铁基多金属；所述含铁废渣包括磁选尾渣、氰化尾渣、铜冶炼渣或铬渣中的任意一种或至少两种的组合，且以氧化物计，所述含铁废渣中铁元素的质量分数≥30％；所述预处理包括研磨、筛分或氧化处理中的任意一种或至少两种的组合，且所述预处理后含铁废渣的平均粒度为50-200目；所述还原处理采用H2还原法、CO还原法或煤基还原法中的任意一种，且所述还原处理的温度为800-1000℃，时间为4-8h；所述酸洗处理采用的酸液包括浓度为2-10wt％的盐酸溶液和/或硫酸溶液，且所述酸洗处理的时间为0.5-2h；所述固液分离包括过滤、离心、抽滤或压滤中的任意一种；
(2)配制缓冲溶液并去除溶液内的溶解氧，密封溶液体系；所述缓冲溶液包括pH值为4-6的醋酸溶液和/或盐酸溶液；所述溶解氧的去除方式包括使用气体吹洗溶液，且所述气体包括氮气、氦气或氩气中的任意一种或至少两种的组合；
(3)向步骤(2)所得缓冲溶液中依次加入步骤(1)所得铁基多金属和碱金属硫化盐，硫化反应4-8h后固液分离，对所得固相进行干燥，得到铁基硫化多金属，即重金属修复药剂；所述碱金属硫化盐包括硫化钠、硫化钾或硫化锂中的任意一种或至少两种的组合，且所述碱金属硫化盐中硫元素与铁基多金属中铁元素的摩尔比为(0.01-0.14):1；所述固液分离包括过滤、离心、抽滤或压滤中的任意一种；所述干燥包括冷冻干燥、真空干燥或真空冷冻干燥中的任意一种。
其中，步骤(1)和步骤(2)不分先后顺序。
第三方面，本发明提供一种如第一方面所述重金属修复药剂在修复受重金属污染的水体和土壤方面的应用。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明提供的重金属修复药剂，通过依次进行的预处理、还原处理和硫化改性的制备方法，充分利用了含铁废渣本身多金属并存的优势，在药剂内构建多级原电池反应体系，显著改善了药剂的修复效果；
(2)本发明利用冶炼行业产生的含铁废渣作为原料经还原改性制备重金属修复药剂，不仅实现了对多种重金属污染物的去除，而且降低了制备成本和场地修复成本，具备操作简便、经济环保、绿色低碳的优势，拓宽了其在水体和土壤修复领域的应用前景。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
本实施例提供一种重金属修复药剂及其制备方法，所述制备方法采用的原料为某黄金冶炼厂产出的磁选尾渣，以氧化物计，其中铁、铜、锌的质量分数分别为：49.67％、0.25％、1.61％，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将磁选尾渣依次进行预处理、还原处理、酸洗处理和抽滤，得到铁基多金属；所述预处理具体为：将材料研磨后过60目筛分，在1000℃的马弗炉中煅烧氧化4h；所述还原处理具体为：将材料放置于管式炉内，在900℃下通入H2反应6h；所述酸洗处理具体为：将材料放置于浓度为5wt％的盐酸溶液内，酸洗1h；
(2)配制pH值为5的醋酸溶液并使用氮气吹洗溶液以去除溶液内的溶解氧，密封溶液体系；
(3)向醋酸溶液中依次加入铁基多金属和硫化钠，且硫化钠中硫元素与铁基多金属中铁元素的摩尔比为0.06:1，硫化反应6h后过滤，并将所得滤渣冷冻干燥，得到铁基硫化多金属，即重金属修复药剂。
实施例2
本实施例提供一种重金属修复药剂及其制备方法，所述制备方法采用的原料为某黄金湿法冶炼厂产出的氰化尾渣，以氧化物计，其中铁、铜、锌的质量分数分别为：43.14％、0.28％、0.22％，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将氰化尾渣依次进行预处理、还原处理、酸洗处理和抽滤，得到铁基多金属；所述预处理具体为：将材料研磨后过150目筛分后，在1000℃的马弗炉中煅烧氧化4h；所述还原处理具体为：将材料放置于管式炉内，在800℃下通入H2反应8h；所述酸洗处理具体为：将材料放置于浓度为2wt％的盐酸溶液内，酸洗2h；
(2)配制pH值为6的醋酸溶液并使用氩气吹洗溶液以去除溶液内的溶解氧，密封溶液体系；
(3)向醋酸溶液中依次加入铁基多金属和硫化钾，且硫化钾中硫元素与铁基多金属中铁元素的摩尔比为0.14:1，硫化反应4h后过滤，并将所得滤渣冷冻干燥，得到铁基硫化多金属，即重金属修复药剂。
实施例3
本实施例提供一种重金属修复药剂及其制备方法，所述制备方法采用的原料为某黄金冶炼厂产出的磁选尾渣，以氧化物计，其中铁、铜、锌的质量分数分别为：49.67％、0.25％、1.61％，所述制备方法包括以下步骤：
(1)将磁选尾渣依次进行预处理、还原处理、酸洗处理和抽滤，得到铁基多金属；所述预处理具体为：将材料研磨后过50目筛分后，在1000℃的马弗炉中煅烧氧化4h；所述还原处理具体为：将材料放置于管式炉内，在1000℃下通入H2反应4h；所述酸洗处理具体为：将材料放置于浓度为10wt％的硫酸溶液内，酸洗0.5h；
(2)配制pH值为4的盐酸溶液并使用氦气吹洗溶液以去除溶液内的溶解氧，密封溶液体系；
(3)向盐酸溶液中依次加入铁基多金属和硫化锂，且硫化锂中硫元素与铁基多金属中铁元素的摩尔比为0.01:1，硫化反应8h后过滤，并将所得滤渣冷冻干燥，得到铁基硫化多金属，即重金属修复药剂。
实施例4
本实施例提供一种重金属修复药剂及其制备方法，所述制备方法除了将步骤(3)硫化钠中硫元素与铁基多金属中铁元素的摩尔比改为0.005:1，其余步骤及条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
实施例5
本实施例提供一种重金属修复药剂及其制备方法，所述制备方法除了将步骤(3)硫化钠中硫元素与铁基多金属中铁元素的摩尔比改为0.16:1，其余步骤及条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
实施例6
本实施例提供一种重金属修复药剂及其制备方法，所述制备方法采用的原料为某黄金冶炼厂产出的磁选尾渣，以氧化物计，其中铁、铜、锌的质量分数分别为：28.35％、1.64％、2.37％，所述制备方法的步骤及条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
对比例1
本对比例提供一种重金属修复药剂及其制备方法，所述制备方法采用的原料为某铬盐厂液相氧化产生的富铁渣，以氧化物计，其中铁、铝的质量分数分别为：62.09％、1.56％，所述制备方法的步骤及条件均与实施例1相同，故在此不做赘述。
对比例2
本对比例提供一种重金属修复药剂及其制备方法，所述制备方法采用的原料为某黄金冶炼厂产出的磁选尾渣，以氧化物计，其中铁、铜、锌的质量分数分别为：49.67％、0.25％、1.61％，所述制备方法具体为：
将磁选尾渣依次进行预处理、还原处理、酸洗处理和抽滤，得到铁基多金属作为重金属修复药剂；所述预处理具体为：将材料研磨后过60目筛分，在1000℃的马弗炉中煅烧氧化4h；所述还原处理具体为：将材料放置于管式炉内，在900℃下通入H2反应6h；所述酸洗处理具体为：将材料放置于浓度为5wt％的盐酸溶液内，酸洗1h。
对比例3
本对比例提供一种重金属修复药剂及其制备方法，所述制备方法采用的原料为60目还原铁粉，所述制备方法包括以下步骤：
(1)配制pH值为5的醋酸溶液并使用氮气吹洗溶液以去除溶液内的溶解氧，密封溶液体系；
(2)向醋酸溶液中依次加入还原铁粉和硫化钠，且硫化钠中硫元素与还原铁粉中铁元素的摩尔比为0.06:1，硫化反应6h后过滤，并将所得滤渣冷冻干燥，得到重金属修复药剂。
利用实施例1-6与对比例1-3所得重金属修复药剂进行重金属污染物去除性能测试，测试方法具体为：在含100mg/L的各重金属污染物复合溶液中，按2g/L的添加量加入修复药剂，在25℃水浴，180rad/min水平振荡条件下反应24h，分别在3h和24h取样测定溶液内残留的各污染物浓度，计算去除效果，相关测试结果见表1。
表1
由表1可知：实施例1-6提供的重金属修复药剂及其制备方法，可实现对多种重金属污染物的高效去除，并且制备修复药剂的效果在原有的基础上得到了大幅度提升；相较于对比例3所得硫化铁粉，实施例1-6选用含铁废渣制备重金属修复药剂显著降低了处理成本，具备操作简便、经济环保、绿色低碳的优势。
由此可见：本发明提供的重金属修复药剂，通过依次进行的预处理、还原处理和硫化改性的制备方法，充分利用了含铁废渣本身多金属并存的优势，在药剂内构建多级原电池反应体系，显著改善了药剂的修复效果；此外，本发明利用冶炼行业产生的含铁废渣作为原料经还原改性制备重金属修复药剂，不仅实现了对多种重金属污染物的去除，而且降低了制备成本和场地修复成本，具备操作简便、经济环保、绿色低碳的优势，拓宽了其在水体和土壤修复领域的应用前景。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (36)
1.一种重金属修复药剂的制备方法，其特征在于，所述重金属修复药剂为铁基硫化多金属，包括零价铁内核和覆盖于所述零价铁内核表面的硫化亚铁与多金属颗粒；
所述多金属颗粒由至少2种除铁以外的金属元素构成；
所述多金属颗粒中的金属元素包括铜、锌或铝中的至少两种的组合；
所述铁基硫化多金属中硫元素与铁元素的摩尔比为(0.01-0.14):1；
所述铁基硫化多金属中铁元素的质量占金属元素总质量的比例≥30%；
所述制备方法包括以下步骤：
（1）将含铁废渣依次进行预处理、还原处理和酸洗处理，得到铁基多金属；所述含铁废渣包括磁选尾渣、氰化尾渣、铜冶炼渣或铬渣中的任意一种或至少两种的组合；
（2）配制缓冲溶液并去除溶液内的溶解氧，密封溶液体系；所述缓冲溶液包括醋酸溶液和/或盐酸溶液；
（3）混合碱金属硫化盐、步骤（1）所得铁基多金属和步骤（2）所得缓冲溶液，硫化反应后固液分离，得到铁基硫化多金属，即重金属修复药剂；所述碱金属硫化盐包括硫化钠、硫化钾或硫化锂中的任意一种或至少两种的组合；
其中，步骤（1）和步骤（2）不分先后顺序。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以氧化物计，步骤（1）所述含铁废渣中铁元素的质量分数≥30%。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述预处理包括研磨、筛分或氧化处理中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述预处理后含铁废渣的平均粒度为50-200目。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述预处理后含铁废渣的平均粒度为60-150目。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述还原处理采用H2还原法、CO还原法或煤基还原法中的任意一种。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述还原处理采用H2还原法。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述还原处理的温度为800-1000℃。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述还原处理的温度为900-1000℃。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述还原处理的时间为4-8h。
11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述还原处理的时间为4-6h。
12.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述酸洗处理采用的酸液包括盐酸溶液和/或硫酸溶液。
13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述酸洗处理采用的酸液为盐酸溶液。
14.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述酸洗处理采用的酸液浓度为2-10wt%。
15.根据权利要求14所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述酸洗处理采用的酸液浓度为2-5wt%。
16.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述酸洗处理的时间为0.5-2h。
17.根据权利要求16所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述酸洗处理的时间为0.5-1h。
18.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）所述酸洗处理后还包括固液分离。
19.根据权利要求18所述的制备方法，其特征在于，所述固液分离包括过滤、离心、抽滤或压滤中的任意一种。
20.根据权利要求19所述的制备方法，其特征在于，所述固液分离为抽滤。
21.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述缓冲溶液为醋酸溶液。
22.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述缓冲溶液的pH值为4-6。
23.根据权利要求22所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述缓冲溶液的pH值为5-6。
24.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述溶解氧的去除方式包括使用气体吹洗溶液，且所述气体包括氮气、氦气或氩气中的任意一种或至少两种的组合。
25.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述混合的过程具体为：向缓冲溶液中依次加入铁基多金属和碱金属硫化盐。
26.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述碱金属硫化盐为硫化钠。
27.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述碱金属硫化盐中硫元素与铁基多金属中铁元素的摩尔比为(0.01-0.14):1。
28.根据权利要求27所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述碱金属硫化盐中硫元素与铁基多金属中铁元素的摩尔比为(0.06-0.14):1。
29.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述硫化反应的时间为4-8h。
30.根据权利要求29所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述硫化反应的时间为4-6h。
31.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述固液分离包括过滤、离心、抽滤或压滤中的任意一种。
32.根据权利要求31所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述固液分离为过滤。
33.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述固液分离后还包括对所得固相进行干燥。
34.根据权利要求33所述的制备方法，其特征在于，所述干燥包括冷冻干燥、真空干燥或真空冷冻干燥中的任意一种。
35.根据权利要求34所述的制备方法，其特征在于，所述干燥为冷冻干燥。
36.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
（1）将含铁废渣依次进行预处理、还原处理、酸洗处理和固液分离，得到铁基多金属；所述含铁废渣包括磁选尾渣、氰化尾渣、铜冶炼渣或铬渣中的任意一种或至少两种的组合，且以氧化物计，所述含铁废渣中铁元素的质量分数≥30%；所述预处理包括研磨、筛分或氧化处理中的任意一种或至少两种的组合，且所述预处理后含铁废渣的平均粒度为50-200目；所述还原处理采用H2还原法、CO还原法或煤基还原法中的任意一种，且所述还原处理的温度为800-1000℃，时间为4-8h；所述酸洗处理采用的酸液包括浓度为2-10wt%的盐酸溶液和/或硫酸溶液，且所述酸洗处理的时间为0.5-2h；所述固液分离包括过滤、离心、抽滤或压滤中的任意一种；
（2）配制缓冲溶液并去除溶液内的溶解氧，密封溶液体系；所述缓冲溶液包括pH值为4-6的醋酸溶液和/或盐酸溶液；所述溶解氧的去除方式包括使用气体吹洗溶液，且所述气体包括氮气、氦气或氩气中的任意一种或至少两种的组合；
（3）向步骤（2）所得缓冲溶液中依次加入步骤（1）所得铁基多金属和碱金属硫化盐，硫化反应4-8h后固液分离，对所得固相进行干燥，得到铁基硫化多金属，即重金属修复药剂；所述碱金属硫化盐包括硫化钠、硫化钾或硫化锂中的任意一种或至少两种的组合，且所述碱金属硫化盐中硫元素与铁基多金属中铁元素的摩尔比为(0.01-0.14):1；所述固液分离包括过滤、离心、抽滤或压滤中的任意一种；所述干燥包括冷冻干燥、真空干燥或真空冷冻干燥中的任意一种；
其中，步骤（1）和步骤（2）不分先后顺序。
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