[發(fā)明專利]鈣基多硫化物修復(fù)劑的制備及其在污染環(huán)境修復(fù)中的應(yīng)用

在審

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• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN106984644A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫玉煥;楊志海;宋淑敏;關(guān)峰;孫延慧
• 申請（專利權(quán)）人: 青島科技大學(xué)
• 主分類號: B09C1/08
• 分類號: B09C1/08;B09C1/00;C02F1/00;C02F101/22;C02F103/06
• 代理公司: 青島聯(lián)智專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司37101
• 代理人: 楊秉利

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及環(huán)境保護領(lǐng)域，具體涉及一種鈣基多硫化物修復(fù)劑的制備及其在污染環(huán)境修復(fù)中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

作為一種重要的工業(yè)原料，鉻鹽和鉻在我國國民經(jīng)濟中起著重要的作用，被廣泛應(yīng)用于制革、染料、金屬酸洗、冶金、電鍍等行業(yè)中，然而對該過程產(chǎn)生的“三廢”處理不當(dāng)，將引起嚴(yán)重的環(huán)境污染。鉻鹽的早期生產(chǎn)過程中，技術(shù)相對落后，鉻渣中六價鉻的殘留濃度較高，約在1.5%-2.5%，同時人們環(huán)保意識比較薄弱，大量的鉻渣露天堆放且無各種防滲措施，造成了可溶性六價鉻大量溶出，土壤污染較重。六價鉻是全世界公認(rèn)的致癌致畸物質(zhì)，對活細(xì)胞具有極強的氧化性，一旦在環(huán)境中大量溶出，將會對人類健康和動植物生長造成嚴(yán)重危害。近幾年，隨著公眾環(huán)保要求的提高及土壤污染防治政策的出臺，急需開展污染土壤修復(fù)技術(shù)的研究工作，對六價鉻污染土壤的治理也迫在眉睫。

修復(fù)六價鉻污染水體和土壤的主要方法有化學(xué)固定/穩(wěn)定化法、化學(xué)還原法、生物修復(fù)法、淋洗法等。其中，化學(xué)還原法作為一種工藝簡單、修復(fù)效率高、經(jīng)濟上方便易得的環(huán)境修復(fù)技術(shù)，已有國內(nèi)外學(xué)者做了不少研究。化學(xué)還原法通過改變六價鉻在污染環(huán)境里的存在狀態(tài)，將遷移性強和對環(huán)境危害大的六價鉻還原成遷移性差、危害相對較小的三價鉻，以降低六價鉻在環(huán)境中的生物可利用性，從而有效降低六價鉻對人體和動植物的危害，實現(xiàn)鉻污染土壤的修復(fù)。鐵類還原劑、硫化氫、硫代硫酸鹽和多硫化物等還原性硫化物及一些具有還原性的有機物常在實驗室中作為修復(fù)六價鉻污染環(huán)境的還原劑。向不同的六價鉻污染水體和土壤添加合適的還原劑及用量，可幾乎完全將其中的六價鉻還原成三價鉻。鈣基多硫化物在修復(fù)過程中遇到鉻、銅、鋅、等金屬離子時，先進行氧化還原反應(yīng)再生成金屬硫化物沉淀，從而將遷移性強的金屬離子固定在硫化物沉淀物中，因其操作簡便、對重金屬修復(fù)效果好、成本低廉、使用時安全性好、無二次污染的潛在危害，應(yīng)用前景較好。化學(xué)還原法修復(fù)六價鉻污染水體和土壤的關(guān)鍵是修復(fù)劑的選擇及使用方式。

通過對國內(nèi)外有關(guān)鈣基多硫化物制備及使用的相關(guān)文獻及專利的查閱，結(jié)果表明，在本發(fā)明之前，還未用于污染環(huán)境中六價鉻修復(fù)的鈣基多硫化物的制備方法及應(yīng)用方式的報道。

基于上述現(xiàn)狀，本技術(shù)領(lǐng)域亟待開發(fā)一種鈣基多硫化物的制備方法及其在六價鉻污染環(huán)境修復(fù)中的應(yīng)用方式，以解決上述技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一是提供一種鈣基多硫化物修復(fù)劑的制備方法，修復(fù)劑可有效修復(fù)六價鉻污染水體和土壤。

本發(fā)明的目的之二是將制備的修復(fù)劑用于六價鉻污染水體和土壤的修復(fù)，修復(fù)后六價鉻的毒性顯著降低、鉻化合物的遷移性及可生物利用性降低。

本發(fā)明的目的之三是修復(fù)后土壤三價鉻化合物以沉淀態(tài)的形式長期在土壤中穩(wěn)定存在，穩(wěn)定周期長。

本發(fā)明提供一種鈣基多硫化物修復(fù)劑的制備方法，其特征在于，先將生石灰和單質(zhì)硫分別制成懸浮溶液，再將硫溶液緩慢加入石灰水中，攪拌條件下進行反應(yīng)，制得鈣基多硫化物修復(fù)劑。

對上述技術(shù)方案的進一步改進：具體制備方法包括如下步驟：

（1）將生石灰、單質(zhì)硫、水按照一定的比例配制原材料；

（2）使用少量熱水將單質(zhì)硫調(diào)成糊狀的硫磺漿，并均勻攪拌；

（3）將生石灰放入燒杯中，用少量水將其溶解開，調(diào)成糊狀，再加入足水量，然后置于電爐上加熱；

（4）把事先調(diào)好的硫磺漿自燒杯邊緩緩倒入石灰水中，邊倒邊攪拌，并記下水位線；

（5）強火煮沸，待藥液熬至紅褐色、撈出的渣滓呈黃綠色時停火；

（6）冷卻過濾，得到紅褐色透明的修復(fù)劑原液，密封保存于塑料瓶中。

優(yōu)選的，所述步驟（1）中，原材料中的生石灰與單質(zhì)硫的質(zhì)量比例為1：2，水的體積為生石灰體積的13~15倍，且生石灰選用氧化鈣試劑，單質(zhì)硫為硫粉。

優(yōu)選的，所述步驟（4）中，在石灰水接近沸騰時加入硫磺漿；所述步驟（5）中，對溶液強火煮沸45~60min，且藥液熬制紅褐色，渣滓呈黃綠色，其間用熱開水補足蒸發(fā)的水量至水位線，補足水量應(yīng)在撤火15分鐘前進行。

優(yōu)選的，生石灰與硫磺粉的質(zhì)量比為1：2，水的體積為生石灰體積的15倍，強火煮沸后熬制60min，熬制過程不補加損失水分。

優(yōu)選的，制得的修復(fù)劑原液有臭蛋氣味，可溶于水，pH為9.5，呈堿性。