[發明專利]一種利用高鉻污染土壤燒結制取陶粒的方法

無效

• 申請號: 201110206407.6
• 申請日: 2011-07-21
• 公開（公告）號: CN102358704A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 可欣;胥廣震;李潤東
• 申請（專利權）人: 沈陽航空航天大學
• 主分類號: C04B38/00
• 分類號: C04B38/00;C04B33/00;C04B33/132
• 代理公司: 沈陽維特專利商標事務所(普通合伙) 21229
• 代理人: 甄玉荃

技術領域：本發明涉及一種陶粒的結制方法，尤其是一種利用高 鉻污染土壤燒結制取陶粒的方法。

背景技術：當今世界，環境問題已經成為人類面臨的巨大挑戰， 重金屬元素導致的土壤及農產品的污染問題最為嚴重，也是極難解決 的問題之一。多年來，隨著經濟的發展，工業廢棄物、生活垃圾、污 泥、農藥及飼料的排放及使用，導致土壤受到了污染，重金屬污染。

鉻渣是生產金屬鉻和鉻鹽過程中的一種固體廢棄物，根據全國鹽 情報網的統計資料，全國每年要排放10萬t以上的鉻渣，年堆積量 已經超過250萬t。由于處理不徹底，其中含有的水溶性及酸溶性鉻 可以致癌，鉻渣對環境造成的危害事件時有發生。和其他重金屬污染 一樣，鉻污染的治理途徑主要有兩種：一是改變鉻在土壤中的存在形 態，將六價鉻還原為三價鉻，降低其再環境中的遷移能力和生物可利 用性；二是將鉻從污染土壤中清除。

目前，現有的治理方法包括：還原法、清洗法、生物修復法、電 修復法及固定化/穩定化(S/S)。還原法、清洗法所使用的還原劑及清 洗液容易造成二次污染，而且難易去除土壤顆粒內部的重金屬；生物 修復法目前僅限于把六價鉻還原成三價鉻，目前從活性污泥、污泥消 化池及土壤中都分離出對六價鉻由耐受性和還原性的細菌，但缺少菌 種進行土壤修復的研究報道，此項處理技術有待進一步系統的研究； 電修復法具有耗費低，接觸毒害物質少，經濟效益高等優點，是近年 來引起人們重視的一項技術，但土壤的理化性質對電修復效率影響 大。

任何一種有效的處置方法都應該均衡環境生態效益和經濟效益， 利用高鉻污染土壤燒結制取陶粒具有很好的經濟效益、環境效益和社 會效益。一方面，鉻渣污染的土壤中含有大量的堿性化合物和重金屬 等有害物質，如果處理不當回造成二次污染，諸如造成水體及土地鹽 堿化和重金屬積累等環境問題，而利用污染土壤制取陶粒可以充分利 用其中的堿性化合物作為助熔劑，高含量的CaO、MgO可以與Al₂O₃和SiO₂生成CaO-Al₂O₃-SiO₂結構進行重金屬的固化，其主晶相為透輝 石及鈣黃長石等，可以將重金屬固結在陶粒中，消除了重金屬污染問 題。另一方面，陶粒作為一種輕集料，其具有密度小、強度高、耐火、 抗熱、環保等特點，可以取代普通沙石配置輕集料混凝土。

燒結技術是固定化/穩定化方法的一種，工藝簡單，解毒徹底， 吃渣量大，可制成輕骨料，耐火骨料，耐酸耐堿骨料，燒結成型的成 品重金屬溶出量低。利用污染土壤制取陶粒的方法的提出，為有效處 理高鉻污染土壤找到一條新路徑。

發明內容：針對上述現有技術的不足，本發明提供了一種快速， 效率高，不易造成二次污染的添加劑固化污染土壤中鉻的方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種利用高鉻污染 土壤燒結制取陶粒的方法，向污染土壤中添加粘土或粘土、SiO₂和 Al₂O₃混合物加壓成型，在高溫下燒結成陶粒。其操作條件為：1)單 獨添加粘土時，粘土添加量為質量含量的40-80％，成型壓力為 6-10MPa，其燒結制度為：預熱時間0-1h，預熱溫度為900-1000℃， 燒結時間為1-4h，燒結溫度為1150-1250℃；2)添加劑為粘土、SiO₂、 Al₂O₃時，粘土添加量為質量含量的10-30％，SiO₂添加量為質量含量 的0-20％，Al₂O₃添加量為質量含量的0-10％；成型壓力為6-10MPa。其 燒結制度為：預熱時間0-1h，預熱溫度為900-1000℃，燒結時間為 3-6h，燒結溫度為1200-1300℃。

所述污染土壤及添加劑的計算直徑為50-200μm。所述污染土壤 的總鉻含量為30000-40000mg/Kg，六價鉻含量為5000-8000mg/Kg。

本發明具有以下優點：

1、操作簡單。本發明是污染土壤的處理程序簡單，易于操作。 采集污染土壤后實驗室條件下風干，研磨后篩分處理，將污染土壤和 添加劑混合后加壓成型，在固定的燒結制度下進行熱處理。