[發(fā)明專(zhuān)利]一種重金屬污染農(nóng)田土壤的氟石膏基鈍化劑及制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711047766.5
• 申請(qǐng)日: 2017-10-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107699251A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃緒泉;黃安宜;趙小蓉;姜明明;聶丹丹
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 三峽大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C09K17/40
• 分類(lèi)號(hào): C09K17/40;B09C1/08;C09K101/00
• 代理公司: 宜昌市三峽專(zhuān)利事務(wù)所42103
• 代理人: 成鋼

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明專(zhuān)利涉及一種氟石膏基鈍化劑，以氟石膏為主、摻加一定比例磨細(xì)高爐錳礦渣、磨細(xì)鋼渣、磷尾礦、白泥、外加劑等粉磨混合，制備所得到能高效修復(fù)重金屬污染農(nóng)田土壤的氟石膏基鈍化劑。

背景技術(shù)

土壤重金屬污染是指由于人類(lèi)活動(dòng)或自然活動(dòng)引起的有害重金屬元素在土壤中含量超過(guò)土壤本身背景值，過(guò)量沉積而引起的含量過(guò)高，并積累到一定程度，破壞土壤的自然平衡狀態(tài)，引起土壤質(zhì)量惡化或衰退的現(xiàn)象。其污染具有范圍廣、時(shí)間長(zhǎng)、隱蔽性、穩(wěn)定性、不可逆性、不可生物降解性，不僅會(huì)導(dǎo)致土壤的嚴(yán)重退化、農(nóng)作物產(chǎn)品和品質(zhì)的急劇降低，而且很容易在生物體內(nèi)富集并進(jìn)入食物鏈，最終被人體吸收而危害健康。我國(guó)環(huán)保部2014年的全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查公報(bào)顯示土壤質(zhì)量總體狀況不容樂(lè)觀，其中部分地區(qū)鉛、鋅、鉻、汞等重金屬污染突出，迫切需要開(kāi)展這些污染區(qū)域土壤修復(fù)工作。國(guó)內(nèi)外重金屬污染土壤修復(fù)技術(shù)很多，一般分為物理修復(fù)法、化學(xué)修復(fù)法、生物修復(fù)法及農(nóng)業(yè)工程技術(shù)修復(fù)等幾類(lèi)，這幾類(lèi)修復(fù)方法各有其利弊，其中重金屬污染土壤修復(fù)材料的研發(fā)是修復(fù)技術(shù)的關(guān)鍵。

氟石膏是氫氟酸生產(chǎn)中所產(chǎn)生的工業(yè)廢棄物，我國(guó)2010年新增氟石膏376萬(wàn)噸，加上歷年廢棄氟石膏，總量超過(guò)3000萬(wàn)噸，不僅占用大量土地，由于含殘余氫氟酸和硫酸，腐蝕性強(qiáng)，尤其是所含氟離子，極易進(jìn)入水體，過(guò)量累積后會(huì)造成嚴(yán)重環(huán)境危害。加上氟石膏中雜質(zhì)多、成分復(fù)雜和主要成分為水化極慢的無(wú)水石膏等原因，導(dǎo)致其嚴(yán)重影響環(huán)境和利用難度大，目前僅有抹灰石膏、水泥緩凝劑等傳統(tǒng)領(lǐng)域部分研究，其利用途徑和利用率很低。

取自某氫氟酸生產(chǎn)公司，外觀為淺灰色，顆粒粒徑0.38mm以下約占63％，0.38mm到1mm約占28％，最大粒徑30mmpH值2.10，其化學(xué)成分和礦物組成分析等如下：

表1氟石膏化學(xué)組成(質(zhì)量百分比)

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于以氟石膏為為基礎(chǔ)原料，添加高爐錳礦渣、鋼渣、白泥后攪拌混合、磨細(xì)充分激發(fā)混合料活性，再加入外加劑制備出的一種氟石膏基鈍化劑，原料為氟石膏工業(yè)廢棄物，具有消納廢棄物量大、成本低廉、修復(fù)速度快、修復(fù)效果好等特點(diǎn)，是一種性?xún)r(jià)比高的重金屬污染土壤修復(fù)劑。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)上述目的的：一種氟石膏基鈍化劑，其組分包括氟石膏、高爐錳礦渣、鋼渣、磷尾礦、白泥和外加劑，按重量百分比計(jì)，氟石膏為30～60％，高爐錳礦渣為15～25％，鋼渣15～25％，磷尾礦5～15％，白泥3.0～5.0％，外加劑1％～3％。

經(jīng)進(jìn)一步優(yōu)選配比：按重量百分比計(jì)，氟石膏為45％，高爐錳礦渣為20％，鋼渣18％，磷尾礦10％，白泥4.0％，外加劑3％。

所述的原狀氟石膏粒徑小于1.25mm，其成分主要包括為CaO，SO₃，CaF₂。

所述的高爐錳礦渣為冶煉錳系鐵合金產(chǎn)生的殘?jiān)娓珊蠓勰ブ帘缺砻娣e大于200m²/kg，其成分主要包括CaO，Al₂O₃，SiO₂。

所述的鋼渣為煉鋼過(guò)程中所排出的廢渣，烘干后粉磨至比表面積大于200m²/kg，其成分主要包括為CaO，F(xiàn)e₂O₃，Al₂O₃，SiO₂,MgO。

所述的磷尾礦是磷礦磨細(xì)、浮選精礦時(shí)排出的細(xì)分選工業(yè)廢棄物，原狀磷尾礦粒徑小于1.25mm，其成分主要包括為CaO，MgO，P₂O₅，Al₂O₃，SiO₂。

所述的白泥是化學(xué)法制漿黑液采用燃燒法回收燒堿過(guò)程中產(chǎn)生的一種固體廢棄物，烘干后破碎粒徑小于1.25mm，其成分主要包括為CaO，SiO₂。

外加劑由10％～25％羧甲基纖維素、6％～10％十二烷基苯磺酸鈉、5％～9％十二醇、16％～45％乙酰十二胺、30％～40％三聚氰胺復(fù)合而成。

本發(fā)明還提供一種氟石膏基鈍化劑的制備方法，氟石膏基鈍化劑的制備方法為：以氟石膏為基礎(chǔ)原料，添加高爐錳礦渣、鋼渣、白泥、磷尾礦后混合攪拌30～45min，悶料24小時(shí)后加入外加劑，再將混合料入球磨機(jī)粉磨40min，制備成氟石膏基鈍化劑。