[發(fā)明專利]適用于強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑及制備與使用方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710243069.0
• 申請(qǐng)日: 2017-04-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107010911B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜延軍;馮亞松;夏威夷;伍浩良
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B28/08
• 分類號(hào): C04B28/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李靜

本發(fā)明公開(kāi)了一種適用于強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑及制備和使用方法，該固化劑由以下質(zhì)量百分比的物料組成：鋼渣粉40?65％；過(guò)磷酸鈣粉20?50％；石膏粉3?21％。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：首先，該固化劑能夠顯著降低重金屬污染土中的重金屬遷移性及毒性浸出量，尤其適用于重金屬含量高且污染物種類較多的酸性污染場(chǎng)地，污染土修復(fù)后可作為環(huán)境友好型材料資源化利用，顯著降低污染場(chǎng)地的二次開(kāi)發(fā)利用中的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)，該固化劑原材料易于獲取、成本低廉、制備簡(jiǎn)單、使用方便、效果穩(wěn)定，可大規(guī)模推廣應(yīng)用于復(fù)合污染場(chǎng)地的固化穩(wěn)定化修復(fù)中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境巖土工程領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑及制備與使用方法。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)城市功能及城市布局的調(diào)整，原位于城市中心區(qū)、郊區(qū)的企業(yè)，例如化工廠、金屬冶煉廠、電鍍廠等都逐步關(guān)停或者退城進(jìn)園，但工業(yè)、企業(yè)多年的生產(chǎn)過(guò)程，在其搬遷后遺留的土地中累積了大量污染物，不僅為遺留土地的高效利用帶來(lái)了阻力，也為周圍環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的安全隱患。

工業(yè)污染場(chǎng)地土壤重金屬污染呈現(xiàn)為重金屬物種類多、含量高及酸度大等特點(diǎn)。在重金屬污染場(chǎng)地的修復(fù)中，固化穩(wěn)定技術(shù)被廣泛采用。常用的固化劑主要包括水泥、石灰及磷酸鹽等材料，對(duì)重金屬固化穩(wěn)定化具有良好的效果，但也存在大量的缺點(diǎn)，例如生產(chǎn)水泥能耗大、溫室氣體排放多等；石灰、磷酸鹽為不可再生天然礦物、成本高等；而且磷酸鹽的大量施入，會(huì)嚴(yán)重改變土壤結(jié)構(gòu)及進(jìn)一步引發(fā)地下水、地表水的磷污染。

綜上所述，傳統(tǒng)固化劑存在諸多缺陷，需要減少水泥及磷酸鹽材料的使用，尋找一種能固化穩(wěn)定重金屬，同時(shí)固化穩(wěn)定效率高、成本低廉、性能穩(wěn)定、材料來(lái)源廣泛且環(huán)境友好的新型固化劑成為環(huán)保科技工作者關(guān)注的焦點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的第一目的是提供一種能夠顯著降低重金屬污染土中的重金屬遷移性及毒性浸出量的強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑；本發(fā)明的第二目的是提供該重金屬污染土固化劑的制備方法；本發(fā)明的第三目的是提供該重金屬污染土固化劑的使用方法。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述適用于強(qiáng)酸性復(fù)合重金屬污染土的固化劑，由以下質(zhì)量百分比的物料組成：鋼渣粉40-65％；過(guò)磷酸鈣粉20-50％；石膏粉3-21％。

該固化劑的組成物料優(yōu)選為：鋼渣粉45-60％；過(guò)磷酸鈣粉25-45％；石膏粉8-16％。

所述鋼渣粉為由以下方法制備而成的活化鋼渣粉：

(1)將經(jīng)過(guò)磁選后的轉(zhuǎn)爐渣、平爐渣和電爐氧化渣等高活性鋼渣中的一種或多種經(jīng)過(guò)破碎過(guò)篩；得到的產(chǎn)物中取粒徑小于2mm的物料烘干至其含水率小于2％，優(yōu)選采用100-105℃的氣流烘干；得到的產(chǎn)物進(jìn)行研磨并過(guò)150-200目的篩后(例如可采用球磨)，再經(jīng)500℃-700℃煅燒1-2h(例如可以優(yōu)選采用電爐煅燒，節(jié)能實(shí)用)，得到鋼渣粉。

(2)制備濃度為0.01-0.05mol/L的磷酸鹽溶液(該磷酸鹽優(yōu)選采用磷酸二氫鉀，其水溶液為酸性，對(duì)鋼渣活化效果更好)；

(3)將鋼渣粉和硫酸鋁按照質(zhì)量比20-30:1混合，得到鋼渣粉混合料；

(4)將所得鋼渣粉混合料與磷酸鹽溶液按照1：10-15的比例混合，在20-30℃下振蕩攪拌10-15h后靜置36-48h，得到凝膠狀沉淀物；

(5)將凝膠狀沉淀物采用100-250℃的氣流烘干至其含水率小于2％，所得產(chǎn)物磨細(xì)過(guò)200目篩，得到活化鋼渣粉，其中，采用氣流烘干快速，藥劑不易結(jié)塊，方便后續(xù)藥劑生產(chǎn)。

所述過(guò)磷酸鈣粉由以下方法制備而成：將P₂O₅含量為14-20％的過(guò)磷酸鈣采用100-250℃的氣流烘干至其含水率小于2％，研磨過(guò)150-200目篩。