CN115746859B - 汞污染土壤修复固化剂、其制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汞污染土壤修复固化剂、其制备方法及应用。所述汞污染土壤修复固化剂包括改性粘土矿物以及含硫有机化合物；改性粘土矿物为碱改性，且含硫有机化合物插层于其中。所述制备方法包括：使粘土矿物与碱溶液接触，对其进行改性处理，获得改性粘土矿物；使改性粘土矿物与含硫有机化合物的溶液接触，进行插层反应，获得汞污染土壤修复固化剂。本发明通过碱改性与含硫有机化合物插层的协同作用，使其吸附容量显著提升，同时还能够产生较佳的长效吸附固化效果，非常适合对土壤中的汞进行处理；原材料便宜，工艺方法简单，降低了土壤汞处理成本，同时，含硫有机化合物分解产生的氮不易产生二次污染，易于被社会接受，有助于推广和使用。
Description
技术领域
本发明涉及重金属污染土壤修复技术领域，尤其涉及一种汞污染土壤修复固化剂、其制备方法及应用。
背景技术
土壤中汞的存在形态主要有金属汞、无机汞盐、有机络合态汞、离子吸附态汞等各种形态的汞，无论含量多少，均可由食物链直接或间接地进入人体，且不断富集使人产生汞中毒现象，这会损害人的中枢神经系统、消化系统及肾脏，严重时甚至会导致死亡。因此对于土壤中的汞的去除处理是重金属污染土壤处理的常见问题。
在正常的土壤Eh和pH范围内，汞能以单质状态存在于土壤中，此外无机汞化合物有HgS、HgO、HgCO3、HgSO4、HgCl2、Hg(NO3)2等，有机汞化物有烷基汞、土壤腐殖质与汞形成的络合物和有机汞农药等。其中除HgCl2、Hg(NO3)2和甲基汞外，多数汞化合物是难溶的，常被固定在土壤中。可溶性的汞进入土壤中后，超过95％的汞能迅速被土壤吸附和固定，并发生一系列转化而使其活性降低，难以通过简单的化学反应去除。
天然粘土矿物已被证明是一种有效、环保且廉价的重金属原位阻隔修复材料。天然粘土矿物是一类含水铝硅酸盐化合物，是组成粘土岩和土壤的主要矿物，具有硅氧四面体和铝氧八面体的层状结构，比如蒙脱石、膨润土、高岭土、坡缕石(凹凸棒石)和海泡石等。粘土矿物本身具有非常高的阳离子交换和吸附能力，能降低土壤重金属的有效性，缓解植物面临的威胁，又具有储量丰富来源广，成本低的有利因素，在土壤重金属污染治理中获得国内外学者的青睐。
然而，一些现有技术中，使用天然粘土矿物或者是改性的粘土矿物，例如碱改性的黏土矿物进行土壤中的汞吸附和固定时，存在吸附容量小、长效性不不佳的问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种汞污染土壤修复固化剂、其制备方法及应用。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
第一方面，本发明提供一种汞污染土壤修复固化剂，包括改性粘土矿物以及含硫有机化合物；所述改性粘土矿物为碱改性，且所述含硫有机化合物插层于所述粘土矿物中。
第二方面，本发明还提供一种汞污染土壤修复固化剂的制备方法，包括：
使粘土矿物与碱溶液接触，对所述粘土矿物进行改性处理，获得改性粘土矿物；
使所述改性粘土矿物与含硫有机化合物的溶液接触，进行插层反应，获得汞污染土壤修复固化剂。
第三方面，本发明还提供一种汞污染土壤的修复方法，包括：
提供上述汞污染土壤修复固化剂；
使所述汞污染土壤修复固化剂与待处理土壤均匀混合以使所述汞污染土壤修复固化剂对所述待处理土壤中的汞进行吸附固化处理。
基于上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益效果至少包括：
本发明所提供的汞污染土壤修复固化剂及其制备方法通过碱改性与含硫有机化合物插层的协同作用，使得汞污染土壤修复固化剂的吸附容量显著提升，同时还能够产生较佳的长效吸附固化效果，非常适合对土壤中的汞进行处理。
此外，本发明所提供的制备方法原材料便宜，工艺方法简单，降低了土壤汞处理成本，同时，插层后的含硫有机化合物不易产生二次污染，易于被社会接受，有助于推广和使用。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使本领域技术人员能够更清楚地了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合详细附图说明如后。
附图说明
图1是本发明一典型实施案例提供的粘土矿物的表面形貌电镜照片；
图2是本发明一典型实施案例提供的汞污染土壤修复固化剂的表面形貌电镜照片；
图3是本发明另一典型实施案例提供的汞污染土壤修复固化剂的表面形貌电镜照片；
图4是本发明又一典型实施案例提供的汞污染土壤修复固化剂的表面形貌电镜照片；
图5是本发明又一典型实施案例提供的汞污染土壤修复固化剂的表面形貌电镜照片；
图6是本发明一典型实施案例提供的粘土矿物的XRD测试图；
图7是本发明一典型实施案例提供的汞污染土壤修复固化剂的XRD测试图；
图8是本发明另一典型实施案例提供的汞污染土壤修复固化剂的XRD测试图；
图9是本发明又一典型实施案例提供的汞污染土壤修复固化剂的XRD测试图；
图10是本发明又一典型实施案例提供的汞污染土壤修复固化剂的XRD测试图。
具体实施方式
现有技术中公开了一种重金属捕捉材料，其是由多孔吸附剂经碱改性，再和硫醇、无机硫化物等含硫物质的溶液混合后获得的，该重金属捕捉材料是一种溶液，其中的含硫物质未经过插层反应，能够应用于含重金属的水处理中，絮凝和沉淀重金属；此外，现有技术还公开了一种重金属离子改性凹凸棒石粘土，通过碱金属或碱金属氢氧化物对凹凸棒石进行改性，能够应用于废水中的重金属净化。
然而，本发明人发现，采用上述现有技术中所提供的适用于废水处理的重金属捕捉材料在应用于土壤的修复，尤其是对土壤中的汞的修复固化处理中时，其吸附量表现并不理想，且不具备长效性，其原因可能是土壤中的汞的存在状态与废液中的汞等重金属离子的状态是不同的。
鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件或方法步骤区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件或方法步骤之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
本发明的目的在于，提供了一种用于汞污染土壤修复固化剂的制备方法和应用。本发明具有高效稳定化修复率的修复剂，有效降低土壤中汞的浓度，原材料便宜，工艺方法简单，有效提高了吸附性能且易于实现，使用安全，不会产生二次污染，易于被社会接受，有助于推广和使用的特点。
基于上述目的，本发明实施例提供一种汞污染土壤修复固化剂，包括改性粘土矿物以及含硫有机化合物；所述改性粘土矿物为碱改性，且所述含硫有机化合物插层于所述粘土矿物中。
在一些实施方案中，所述改性粘土矿物可以包括碱改性蒙脱土。
在一些实施方案中，所述含硫有机化合物可以包括硫脲(CH4N2S)、硫代乙酰胺(CH3CSNH2)中的任意一种或两种的组合。由此，由于所优选的两种含硫有机物具有优异的插层性能，同时其中还含有氮元素，分解产生的N等元素化合物是尿素等肥料的主要元素，不会产生二次污染，易于被社会接受，有助于推广和使用。
其中粘土矿物主要优选为碱改性的蒙脱土，但其他具有相似结构的粘土矿物同样适用；含硫化合物主要因为有硫、氮这两种元素，硫主要负责固化汞并在温度的调节下可以变为硫化汞蒸气去除；氮元素可以为土壤提供氮源，对修复土壤，提高土壤的使用性上具有益处。
在一些实施方案中，所述含硫有机化合物与改性粘土矿物的质量比可以为1：100-1：10。
本发明实施例还提供一种汞污染土壤修复固化剂的制备方法，包括如下的步骤：
使粘土矿物与碱溶液接触，对所述粘土矿物进行改性处理，获得改性粘土矿物。
使所述改性粘土矿物与含硫有机化合物的溶液接触，进行插层反应，获得汞污染土壤修复固化剂。
由此，基于上述技术方案，本发明实施例将粘土矿物进行碱洗改性，在此基础上插层负载含硫有机化合物以提高粘土矿物的碱度、对土壤中的汞的固化能力和对固化后的汞的吸附能力。
在一些实施方案中，所述碱溶液中的碱性物质可以包括氢氧化钠、氢氧化镁和氢氧化钾等氢氧化物中的任意一种或两种的组合。
在一些实施方案中，所述改性处理的温度可以为15-40℃，时间可以为4-6h。
在一些实施方案中，所述改性处理具体可以包括：将所述粘土矿物置于碱溶液中，持续搅拌后分离出第一固形物，并水洗烘干所述第一固形物，获得所述改性粘土矿物。
在一些实施方案中，所述粘土矿物与碱溶液的质量比可以为1∶3-1∶10，所述碱溶液中碱性物质的浓度可以为0.5-3mol/L。
在一些实施方案中，所述插层反应的温度可以为15-40℃，时间可以为20-24h。
在一些实施方案中，所述插层反应具体可以包括：将所述改性粘土矿物置于含硫有机化合物的溶液中，持续搅拌后分离出第二固形物，并烘干所述第二固形物获得所述汞污染土壤修复固化剂。
在一些实施方案中，所述改性粘土矿物与含硫有机化合物的溶液的质量可以比为1∶0.1-1，所述含硫有机化合物的溶液中含硫有机化合物的质量分数可以为4-20％。
在一些实施方案中，还可以包括对烘干后的所述第二固形物进行研磨的步骤。
在一些实施方案中，研磨至所述第二固形物的粒径可以为0.2-2Bm。
作为上述技术方案的一些典型的应用示例，该汞污染土壤修复固化剂的制备可以采用如下的步骤得以实施：
a、将蒙脱土加入氢氧化钠或氢氧化镁溶液中，搅拌4-6h，离心后取固体，将固体用去离子水洗涤3-5次，得预固化剂A，即一种改性粘土矿物。
b、将预固化剂A加入硫脲溶液中，搅拌20-24h，离心后取固体，得到预固化剂B。
c、将预固化剂B烘干、研磨后，即获得汞污染土壤修复固化剂。
具体的，所述步骤a中，按质量份计，将1份蒙脱土加入3-10份的摩尔浓度为0.5-3mol/L的氢氧化钠或氢氧化镁溶液中，搅拌4-6h。
具体的，所述步骤a中，是重复将固体采用去离子水洗涤，将固体重复洗涤3-5次。
具体的，所述步骤b中，按质量份计，是将1份预固化剂A加入1-10份的质量分数为4-20％的硫脲或硫代乙酰胺溶液中，搅拌20-24h。
具体的，所述步骤c中，烘干的温度为30-100℃。
本发明实施例还提供一种汞污染土壤的修复方法，包括：
提供上述任一实施方式中的汞污染土壤修复固化剂。
使所述汞污染土壤修复固化剂与待处理土壤均匀混合以使所述汞污染土壤修复固化剂对所述待处理土壤中的汞进行吸附固化处理。
在一些实施方案中，所述吸附固化处理的时间可以为6-30d。
在一些实施方案中，所述汞污染土壤修复固化剂与待处理土壤的质量比可以为1∶30-80。
在一些实施方案中，所述吸附固化处理对所述待处理土壤中的游离汞去除率在95％以上，对总汞的去除率在40％以上。
在一些实施方案中，所述汞污染土壤修复固化剂在所述待处理土壤中的有效时间为60-80d。其中，所述有效时间是指所述汞污染土壤修复固化剂在土壤中混合静置时的对游离汞和总汞的固化还有一定的效果，例如在使用60天后，将含有固化剂的土壤和污染土壤混合，固化剂对游离汞和总汞的去除率也可以达到85.7％和33.6％。
以下通过若干实施例并结合附图进一步详细说明本发明的技术方案。然而，所选的实施例仅用于说明本发明，而不限制本发明的范围。
实施例1
本实施例示例一种汞污染土壤修复固化剂的制备过程，具体如下所示：
a、将1kg蒙脱土加入3L摩尔质量为0.5mol/L的氢氧化钠溶液中，搅拌4h，离心后取固体，将固体用去离子水洗涤4次，pH洗至8，离心后取固体，得预固化剂A；其中，蒙脱土的表面形貌如图1所示，其XRD谱图如图6所示。
b、将0.5kg预固化剂A加入3L质量分数为4％硫脲溶液中，搅拌22h，离心后取固体，得到预固化剂B。
c、将预固化剂B在30℃真空干燥箱中烘干20h、研磨后，即获得土壤修复固化剂样品1。
该样品的表面形貌如图2所示，其XRD谱图如图7所示，对比改性和插层前后的表面形貌和XRD谱图，可以明确，蒙脱土的结构发生变化，结合对XRD的分析表明硫的成功掺杂。
实施例2
本实施例示例一种汞污染土壤修复固化剂的制备过程，具体如下所示：
a、将1kg蒙脱土加入3L摩尔质量为0.5mol/L的氢氧化钠溶液中，搅拌4h，离心后取固体，将固体用去离子水洗涤4次，pH洗至8，离心后取固体，得预固化剂A。
b、将0.5kg预固化剂A加入3L质量分数为4％硫代乙酰胺溶液中，搅拌22h，离心后取固体，得到预固化剂B。
c、将预固化剂B在30℃真空干燥箱中烘干20h、研磨后，即获得土壤修复固化剂样品2。
该样品的表面形貌如图3所示，其XRD谱图如图8所示，对比改性和插层前后的表面形貌和XRD谱图，可以明确，蒙脱土的结构发生变化，结合对XRD的分析表明硫的成功掺杂。
实施例3
本实施例示例一种汞污染土壤修复固化剂的制备过程，具体如下所示：
a、将1kg蒙脱土加入3L摩尔质量为0.5mol/L的氢氧化镁溶液中，搅拌4h，离心后取固体，将固体用去离子水洗涤4次，pH洗至8，离心后取固体，得预固化剂A。
b、将0.5kg预固化剂A加入3L质量分数为4％硫脲溶液中，搅拌22h，离心后取固体，得到预固化剂B。
c、将预固化剂B在30℃真空干燥箱中烘干20h、研磨后，即获得土壤修复固化剂样品3。
该样品的表面形貌如图4所示，其XRD谱图如图9所示，对比改性和插层前后的表面形貌和XRD谱图，可以明确，蒙脱土的结构发生变化，结合对XRD的分析表明硫的成功掺杂。
实施例4
本实施例示例一种汞污染土壤修复固化剂的制备过程，具体如下所示：
a、将1kg蒙脱土加入3L摩尔质量为0.5mol/L的氢氧化镁溶液中，搅拌4h，离心后取固体，将固体用去离子水洗涤4次，pH洗至8，离心后取固体，得预固化剂A。
b、将0.5kg预固化剂A加入3L质量分数为4％硫代乙酰胺溶液中，搅拌22h，离心后取固体，得到预固化剂B。
c、将预固化剂B在30℃真空干燥箱中烘干20h、研磨后，即获得土壤修复固化剂样品4。
该样品的表面形貌如图5所示，其XRD谱图如图10所示，对比改性和插层前后的表面形貌和XRD谱图，可以明确，蒙脱土的结构发生变化，结合对XRD的分析表明硫的成功掺杂。
空白例1
本对照例示例土壤在没有修复固化剂的作用下的初始汞含量：
不添加任何固化剂用于处理含汞重金属的土壤。在常温、通风的条件下，农田土壤置于(长×宽×高)62cm×43cm×33cm箱体中，土壤高度为20cm，且保证土壤含水量为25％，静置6d，6d后采用随机取样的方式，在62cm×43cm的面积内随机取点20-50个，总取样重量为2-5kg，实验设置3个平行样。实验结果显示此土壤中游离汞的含量为1.104μg/mg，总汞的含量为1250μg/mg。
采用与空白例1相同来源的土壤样品，如下实施例5-9基于上述实施例1-4所提供的土壤修复固化剂对土壤样品进行修复固化处理。
实施例5
本实施例示例汞污染土壤修复固化剂的实际应用，具体如下所示：
将32g实施例1制得的固化剂用于处理含汞重金属的土壤。在常温、通风的条件下，农田土壤置于(长×宽×高)62cm×43cm×33cm箱体中，土壤高度为20cm，且保证土壤含水量为25％，加入实施例1制得的固化剂并翻拌(搅拌混合3次)且静置吸附6d，6d后采用随机取样的方式，在62cm×43cm的面积内随机取点20-50个，总取样重量为2-5kg左右，实验设置3个平行样。实验结果显示该方法制得的固化剂对游离汞平均吸附去除率为98.5％，总汞吸附去除率为为43.1％。
实施例6
本实施例示例汞污染土壤修复固化剂的实际应用，具体如下所示：
将32g实施例2制得的固化剂用于处理含汞重金属的土壤。在常温、通风的条件下，农田土壤置于(长×宽×高)62cm×43cm×33cm箱体中，土壤高度为20cm，且保证土壤含水量为25％，加入实施例2制得的固化剂并翻拌(搅拌混合3次)且静置吸附6d，6d后采用随机取样的方式，在62cm×43cm的面积内随机取点20-50个，总取样重量为2-5kg左右，实验设置3个平行样。实验结果显示该方法制得的固化剂对游离汞平均吸附去除率为97.5％，总汞吸附去除率为为50.9％。
实施例7
本实施例示例汞污染土壤修复固化剂的实际应用，具体如下所示：
将32g实施例3制得的固化剂用于处理含汞重金属的土壤。在常温、通风的条件下，农田土壤置于(长×宽×高)62cm×43cm×33cm箱体中，土壤高度为20cm，且保证土壤含水量为25％，加入实施例3制得的固化剂并翻拌(搅拌混合3次)且静置吸附6d，6d后采用随机取样的方式，在62cm×43cm的面积内随机取点20-50个，总取样重量为2-5kg左右，实验设置3个平行样。实验结果显示该方法制得的固化剂对游离汞平均吸附去除率为96.8％。
实施例8
本实施例示例汞污染土壤修复固化剂的实际应用，具体如下所示：
将32g实施例4制得的固化剂用于处理含汞重金属的土壤。在常温、通风的条件下，农田土壤置于(长×宽×高)62cm×43cm×33cm箱体中，土壤高度为20cm，且保证土壤含水量为25％，加入实施例4制得的固化剂并翻拌(搅拌混合3次)且静置吸附6d，6d后采用随机取样的方式，在62cm×43cm的面积内随机取点20-50个，总取样重量为2-5kg左右，实验设置3个平行样。实验结果显示该方法制得的固化剂对游离汞平均吸附去除率为95.8％，总汞吸附去除率为为44.5％。
实施例9
本实施例示例汞污染土壤修复固化剂的实际应用，具体如下所示：
将40g实施例1制得的固化剂用于处理含汞重金属的土壤。在常温、通风的条件下，农田土壤置于(长×宽×高)62cm×43cm×33cm箱体中，土壤高度为20cm，且保证土壤含水量为25％，加入实施例1制得的固化剂并翻拌(搅拌混合3次)且静置吸附6d，6d后采用随机取样的方式，在62cm×43cm的面积内随机取点20-50个，总取样重量为2-5kg左右，实验设置3个平行样。实验结果显示该方法制得的固化剂对游离汞平均吸附去除率为99.4％，总汞吸附去除率为为56.9％。
为便于理解，上述实施例所提供的土壤修复固化的应用示例中的吸附结果列于下表1所示：
表1实施例5-9中土壤修复固化的汞吸附情况
而由于游离汞的危害远大于总汞，因此，实施例1所提供的土壤修复固化剂对于游离汞的去除效果显著优于其他实施例，更加适合对于游离汞较多的土壤的修复固化处理中。
实施例10
本实施例示例上述汞污染土壤修复固化剂的长效性除汞能力实验，具体如下所示：
参考实施例5，将汞污染土壤修复固化剂与未污染土壤充分混合后静置30d，然后以1：1的质量比向其中加入空白例1中的的汞污染土壤作为污染源并均匀混合，继续以实施例5同样的土壤高度和含水量静置吸附6d，测量其对于新加入的汞污染土样的游离汞去除率为92％，总汞去除率为40％。
而以同样的方法对实施例2-4中的土壤修复固化剂进行了长效性测试，30d后的修复能力的衰减均处于上述同样的水平。
实施例11
本实施例示例上述汞污染土壤修复固化剂的长效性除汞能力实验，具体如下所示：
参考实施例5，将汞污染土壤修复固化剂与未污染土壤充分混合后静置60d，然后以1∶1的质量比向其中加入空白例1中的的汞污染土壤作为污染源并均匀混合，继续以实施例5同样的土壤高度和含水量静置吸附6d，测量其对于新加入的汞污染土样的游离汞去除率为85.7％，总汞去除率为33.6％。
而以同样的方法对实施例2-4中的土壤修复固化剂进行了长效性测试，60d后的修复能力依然可以达到很好的效果。
对比例1
本对比例示例一种汞污染土壤修复固化剂的制备及其应用，与实施例1和实施例5大体相同，区别在于：
省略步骤a，不对蒙脱土进行碱洗改性，而是直接将蒙脱土经步骤b和c进行硫脲插层复合反应。
该对比例所制得的汞污染土壤修复固化剂的游离汞去除率为68.5％，总汞去除率23.7％，采用实施例10同样的方法测试其长效性，结果为30d后的游离汞去除率为59.4％，总汞去除率15.8％。
这一对比例说明，碱改性对于含硫有机化合物的插层以及吸附固化能力的发挥是具有显著帮助的，大致的原理是材料进行碱洗改性可以提高材料的碱度和比表面积，对后续进行的含硫有机化合物的插层很容易进入材料的层间，并且在碱性的条件下，土壤中的汞更容易被材料层间的硫结合生成硫化汞被固化。
对比例2
本对比例示例一种汞污染土壤修复固化剂的制备及其应用，与实施例1和实施例5大体相同，区别在于：
省略步骤b，不对碱改性的蒙脱土进行硫脲插层复合反应，而是直接将碱改性的蒙脱土经过烘干研磨后作为汞污染土壤修复固化剂。
该对比例所制得的汞污染土壤修复固化剂的游离汞去除率为65.4％，总汞去除率22.6％，采用实施例10同样的方法测试其长效性，结果为30d后的游离汞去除率为55.8％，总汞去除率13.9％。
这一对比例说明，只对材料进行碱洗改性，并没有达到很高的汞固化去除效果。碱洗只增加了比表面积和碱度，虽然可以通过较高的比表面积对汞有一定的吸附，材料具有的碱度也会有一定的性能，但是却无法对汞进行很有效且持久的固化去除。
对比例3
本对比例示例一种汞污染土壤修复固化剂的制备及其应用，与实施例1和实施例5大体相同，区别在于：
步骤b中，混合后直接进入步骤c，没有搅拌反应的时间不对碱改性的蒙脱土进行硫脲插层复合反应，获得未插层复合的汞污染土壤修复固化剂。
该对比例所制得的汞污染土壤修复固化剂的游离汞去除率为70.3％，总汞去除率28.5％，采用实施例10同样的方法测试其长效性，结果为30d后的游离汞去除率为65.9％，总汞去除率20.7％。
这一对比例说明，仅具有碱改性和含有含硫有机化合物的简单混合或初步复合是无法达成高的吸附性、固化性和长效性的，需要经过特定的插层反应条件，才能够形成特定的插层结构，以此才能够达到优异的汞去除率和长效性。
基于上述实施例以及对比例，可以明确：
1、本发明实施例将蒙脱土先进行碱改性，提高蒙脱土的碱度和比表面积，然后与硫脲进行吸附结合，制成插层改性的土壤修复固化剂。蒙脱土单位晶胞是由二个Si-O四面体中间夹一层A1-O八面体而形成的层状结构，将硫脲通过插层嵌入蒙脱土层间结构中，使得蒙脱土的比表面积增加，及促进硫化汞的形成，显著提高了材料的吸附容量，具有较好的修复效果。此外，通过硫脲、硫代乙酰胺镶嵌在蒙脱土中间，可控制硫的释放速度，达到长期修复的效果。本发明通过硫脲、硫代乙酰胺负载在碱改性蒙脱土上来制备汞污染土壤修复固化剂，原材料便宜，工艺方法简单，有效提高了吸附性能且易于实现。
2、本发明实施例所提供的土壤修复固化剂中的蒙脱土无毒，硫脲添加量在安全使用范围内，使用安全，硫脲、硫代乙酰胺分解会产生N等元素是尿素等肥料的主要元素，不会产生二次污染，易于被社会接受，有助于推广和使用。
应当理解，上述实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种汞污染土壤修复固化剂，其特征在于，包括改性粘土矿物以及含硫有机化合物；
所述改性粘土矿物为碱改性蒙脱土，所述碱改性蒙脱土在改性时使用的碱性物质为氢氧化钠、氢氧化镁中的任意一种或两种的组合，且所述含硫有机化合物插层于所述粘土矿物中，所述含硫有机化合物包括硫脲、硫代乙酰胺中的任意一种或两种的组合，所述含硫有机化合物与改性粘土矿物的质量比为1：100-1：10。
2.一种权利要求1所述的汞污染土壤修复固化剂的制备方法，其特征在于，包括：
使粘土矿物与碱溶液接触，对所述粘土矿物进行改性处理，获得改性粘土矿物；
使所述改性粘土矿物与含硫有机化合物的溶液接触，进行插层反应，获得汞污染土壤修复固化剂。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述改性处理的温度为15-40℃，时间为4-6h。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述改性处理具体包括：
将所述粘土矿物置于碱溶液中，持续搅拌后分离出第一固形物，并水洗烘干所述第一固形物，获得所述改性粘土矿物；
所述粘土矿物与碱溶液的质量比为1：3-1：10，所述碱溶液中碱性物质的浓度为0.5-3mol/L。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述插层反应的温度为15-40℃，时间为20-24h。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述插层反应具体包括：
将所述改性粘土矿物置于含硫有机化合物的溶液中，持续搅拌后分离出第二固形物，并烘干所述第二固形物获得所述汞污染土壤修复固化剂；
所述改性粘土矿物与含硫有机化合物的溶液的质量比为1：0.1-1，所述含硫有机化合物的溶液中含硫有机化合物的质量分数为4-20%。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，还包括对烘干后的所述第二固形物进行研磨的步骤；
研磨至所述第二固形物的粒径为75-125μm。
8.一种汞污染土壤的修复方法，其特征在于，包括：
提供权利要求1所述的汞污染土壤修复固化剂；
使所述汞污染土壤修复固化剂与待处理土壤均匀混合以使所述汞污染土壤修复固化剂对所述待处理土壤中的汞进行吸附固化处理。
9.根据权利要求8所述的修复方法，其特征在于，所述吸附固化处理的时间为6-30d；
所述汞污染土壤修复固化剂与待处理土壤的质量比为1：30-80。
10.根据权利要求9所述的修复方法，其特征在于，所述吸附固化处理对所述待处理土壤中的游离汞去除率在95%以上，对总汞的去除率在40%以上；
所述汞污染土壤修复固化剂在所述待处理土壤中的有效时间为60-80d。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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