一種鉛污染土壤固定化藥劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種鉛污染土壤固定化藥劑及其制備方法，各成分的重量份數(shù)比為：赤泥 2~3；電石渣 2~3；凹凸棒土 2~3；可離解出磷酸根的可溶性鹽 1~4。在200~300℃條件下，將凹凸棒土加熱處理30~60分鐘，得到熱改性凹凸棒土；將各成分按照比例混合之后，粉磨至200目以下，得到鉛污染土壤固化穩(wěn)定化藥劑。本發(fā)明的鉛污染土壤固定化藥劑可以減少鉛的溶出，減低其生物有效性和危害毒性，減少重金屬的遷移和在生態(tài)鏈中的富集，實現(xiàn)以廢治廢。
【專利說明】
一種鉛污染土壤固定化藥劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及固體廢棄物再利用領(lǐng)域，尤其是針對鉛電池污染土壤的固化穩(wěn)定化技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]鉛是一種人體的非必需元素，它可影響神經(jīng)、造血、生殖和發(fā)育、內(nèi)分泌、免疫、骨骼等各類系統(tǒng)和器官。全世界平均每年排放約500萬噸鉛，其中大部分進入土壤，致使世界各國土壤出現(xiàn)不同程度的鉛污染。從原礦開采一冶煉一消費一再生冶煉等過程均會產(chǎn)生大量的鉛污染。
[0003]我國是世界鉛生產(chǎn)大國和消費大國，但我國鉛企業(yè)普遍存在生產(chǎn)技術(shù)落后、設備現(xiàn)代化程度低、鉛資源浪費和環(huán)境污染嚴重等現(xiàn)狀。鉛廣泛應用于蓄電池、制酸工業(yè)、電纜包皮及冶金工業(yè)設備的防腐襯里，并且鉛能夠吸收放射性射線，可用作原子能工業(yè)及X射線儀器設備的防護材料，鉛還能與銻、錫、鉍等配合制成各種合金，如熔斷保險絲、印刷合金、焊料、耐磨軸承合金、易容合金及低恪點合金模具等，鉛的化合物四乙基鉛可作汽油抗爆添加劑和顏料，還可以作建筑工業(yè)隔音和防震材料等。
[0004]隨著我國城市化和工業(yè)化進程的加快，汽車、電視、電信和太陽能工業(yè)對鉛電池需求的增長，中國的鉛電池生產(chǎn)工業(yè)飛速發(fā)展，在電池生產(chǎn)和回收工廠周邊區(qū)域造成了廣泛的鉛污染和鉛中毒事件。鉛中毒對環(huán)境和人類健康都構(gòu)成了嚴重威脅。近年來，不斷有在鉛電池生產(chǎn)企業(yè)周圍發(fā)生大規(guī)模的嚴重鉛中毒事件的報道，其中一些中毒事件已經(jīng)導致騷亂并對目標工廠造成重大損失。因此，蓄電池企業(yè)周邊土壤中的重金屬暴露情況已經(jīng)得到越來越多的重視，尤其是對于住在這些地區(qū)或者附近的人們。鉛污染已經(jīng)嚴重影響到我國人們的生命健康，是對我國可持續(xù)發(fā)展的一個嚴峻挑戰(zhàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種適用于鉛污染土壤固化穩(wěn)定化的藥劑的及其制備方法，利用部分廢棄物，制備出可用于固化穩(wěn)定化重金屬鉛污染土壤的藥劑，不僅減少鉛的溶出，減低其生物有效性和危害毒性，減少重金屬的迀移和在生態(tài)鏈中的富集，而且可以以廢治廢。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種鉛污染土壤固定化藥劑，所述藥劑的成分包括赤泥、電石渣、凹凸棒土及可離解出磷酸根的可溶性鹽，各成分的重量份數(shù)比為:赤泥2?3;電石渣2?3;凹凸棒土 2?3;可離解出磷酸根的可溶性鹽I?4。
[0006]進一步的，所述藥劑還包括粉煤灰，其重量份數(shù)為2?3。
[0007]進一步的，所述藥劑還包括氫氧化鈣，其重量份數(shù)為2?3。
[0008]進一步的，所述藥劑還包括硅藻土，其重量份數(shù)為2?3。
[0009]進一步的，所述可離解出磷酸根的可溶性鹽為磷酸氫鈣或磷酸二氫鉀。
[0010]一種所述鉛污染土壤固定化藥劑的制備方法，所述方法包括以下步驟:I)在200?300 °C條件下，將凹凸棒土加熱處理30?60分鐘，得到熱改性凹凸棒土； 2)將各成分按照比例混合之后，粉磨至200目以下，得到所述鉛污染土壤固定化藥劑。
[0011]一種所述鉛污染土壤固定化藥劑的使用方法，根據(jù)鉛污染場地土壤量稱量其質(zhì)量5?10%的所述藥劑，將所述藥劑加入I?5%的殼聚糖溶液中制作成分散體系，將所述分散體系攪拌到土壤中。
[0012]本發(fā)明具有以下優(yōu)點和效果:
1、適用于鉛污染場地固化穩(wěn)定化；
2、采用赤泥、電石渣等作為添加劑制備的主要原料，實現(xiàn)了以廢治廢；
3、電石渣不需要干化，節(jié)省了干化費用。
[0013]4、原位固化穩(wěn)定化:采用攪拌混合裝置將該藥劑與重金屬污染土壤按照5%?10%重量比拌合后，經(jīng)過28天的養(yǎng)護，鉛的浸出降低85%以上；
5、增加固化土體的力學性能:添加藥劑后，固化土體的抗壓強度提高50%;
6、采用的原料是廢棄物，實現(xiàn)了以廢治廢。
【具體實施方式】
[0014]實施例1
一種鉛污染土壤固定化藥劑，所述藥劑的成分包括赤泥、電石渣、凹凸棒土及可離解出磷酸根的可溶性鹽，各成分的重量份數(shù)比為:赤泥2?3;電石渣2?3;凹凸棒土 2?3;可離解出磷酸根的可溶性鹽I?4。
[0015]根據(jù)實際需要所述藥劑中還可以加入粉煤灰、氫氧化鈣、硅藻土，其添加的重量份數(shù)均為2?3。
[0016]所述可離解出磷酸根的可溶性鹽為磷酸氫鈣或磷酸二氫鉀。
[0017]上述鉛污染土壤固定化藥劑的制備方法，所述方法包括以下步驟:I)在200?300°C條件下，將凹凸棒土加熱處理30?60分鐘，得到熱改性凹凸棒土； 2)將各成分按照比例混合之后，粉磨至200目以下，得到所述鉛污染土壤固定化藥劑。
[0018]上述鉛污染土壤固定化藥劑的使用方法，根據(jù)鉛污染場地土壤量稱量其質(zhì)量5?10%的所述藥劑，將所述藥劑加入質(zhì)量濃度為1~5%的殼聚糖溶液中制作成分散體系，將所述分散體系攪拌到土壤中。
[0019]赤泥(或粉煤灰)不僅具有較大的比表面積，對重金屬離子具有吸附作用，由于其呈堿性，因此，還對重金屬離子具有離子交換和化學活性作用。
[0020]熱處理后的凹凸棒土具有選擇性吸附和高效率吸附雙重性能，是一種具鏈層狀結(jié)構(gòu)的含水富鎂硅酸鹽粘土礦物。硅藻土不僅具有很強的吸附性能，而且，其表面的硅羥基的氫可以游離出來，使硅藻土的表面在水中能帶有一定的負電荷，增強了硅藻土表面對帶正電荷的重金屬離子的吸引能力。另外，硅羥基(S1-OH)還能使重金屬離子在硅藻土表面發(fā)生絡合。
[0021]磷酸氫鈣(或磷酸二氫鉀)中的磷酸根與可溶的重金屬離子反應，生成不溶的金屬磷酸鹽，從而達到穩(wěn)定化重金屬的目的。
[0022]上述物質(zhì)混合后，具有沉淀反應、絡合反應及高效率吸附反應等性能，促使鉛離子快速從游離態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)合態(tài)。而且，由于混合物呈堿性，使得鉛的移動困難。
[0023]實施例2
在實施例1的基礎上進一步優(yōu)化。
[0024]將赤泥、電石渣(濕基，含水率50%)、熱改性凹凸棒土及磷酸氫鈣分別按照質(zhì)量比2:3:2:3的比例混合后，粉磨至200目以下，得到鉛污染土壤的固定化藥劑，稱量質(zhì)量為被污染土壤質(zhì)量7.5%的固定化藥劑加入質(zhì)量濃度為3%的殼聚糖溶液中制作成分散體系。在西南某鉛酸蓄電池污染場地的污染土壤中添加該分散體系并將土壤與藥劑充分混合，進行3次碾壓，經(jīng)過28天養(yǎng)護，鉛的浸出降低85%，固化土體的抗壓強度提高52%。
[0025]實施例3
在實施例1的基礎上進一步優(yōu)化。
[0026]將赤泥、粉煤灰、電石渣(濕基，含水率40%)、熱改性凹凸棒土及磷酸氫鈣分別按照2.5:2:2.5:3:2的比例混合后，粉磨至200目以下，得到鉛污染土壤的固定化藥劑，稱量質(zhì)量為被污染土壤質(zhì)量8%的固定化藥劑加入質(zhì)量濃度為5%的殼聚糖溶液中制作成分散體系。在甘肅某鉛污染場地的污染土壤中添加上述的分散體系并將土壤與藥劑充分混合，進行3次碾壓，經(jīng)過28天養(yǎng)護，鉛的浸出降低89%，固化土體的抗壓強度提高60%。
[0027]實施例4
在實施例1的基礎上進一步優(yōu)化。
[0028]將赤泥、電石渣(濕基，含水率50%)、硅藻土、熱改性凹凸棒土及磷酸二氫鉀分別按照3:3:2.5:2:2.5的比例混合后，粉磨至200目以下，得到鉛污染土壤的固定化藥劑，稱量質(zhì)量為被污染土壤質(zhì)量5.5%的固定化藥劑加入質(zhì)量濃度為2.5%的殼聚糖溶液中制作成分散體系。在大連某鉛污染場地的污染土壤中添加該分散體系并將土壤與固化劑充分混合，進行3次碾壓，經(jīng)過28天養(yǎng)護，鉛的浸出降低82%，固化土體的抗壓強度提高70%。
【主權(quán)項】
1.一種鉛污染土壤固定化藥劑，其特征在于:所述藥劑的成分包括赤泥、電石渣、凹凸棒土及可離解出磷酸根的可溶性鹽，各成分的重量份數(shù)比為:赤泥2?3;電石渣2?3;凹凸棒土 2?3;可離解出磷酸根的可溶性鹽I?4。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鉛污染土壤固定化藥劑，其特征在于:所述藥劑還包括粉煤灰，其重量份數(shù)為2?3。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述鉛污染土壤固定化藥劑，其特征在于:所述藥劑還包括氫氧化鈣，其重量份數(shù)為2?3。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述鉛污染土壤固定化藥劑，其特征在于:所述藥劑還包括硅藻土，其重量份數(shù)為2?3。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述鉛污染土壤固定化藥劑，其特征在于:所述可離解出磷酸根的可溶性鹽為磷酸氫鈣或磷酸二氫鉀。6.一種I?6中任意一項所述鉛污染土壤固定化藥劑的制備方法，其特征在于:所述方法包括以下步驟:I)在200~300°C條件下，將凹凸棒土加熱處理30?60分鐘，得到熱改性凹凸棒土； 2)將各成分按照比例混合之后，粉磨至200目以下，得到所述鉛污染土壤固化穩(wěn)定化藥劑。7.一種I?6中任意一項所述鉛污染土壤固定化藥劑的使用方法，其特征在于:根據(jù)鉛污染場地土壤量稱量占其質(zhì)量5?10%的所述藥劑，將所述藥劑加入質(zhì)量濃度1~5%的殼聚糖溶液中制作成分散體系，將所述分散體系攪拌到土壤中。
【文檔編號】B09C1/08GK105969363SQ201610328619
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月18日
【發(fā)明人】李春萍, 葉勇
【申請人】北京建筑材料科學研究總院有限公司, 北京金隅股份有限公司