[發明專利]一種由高鐵尾礦制備的土壤修復穩定劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201910097520.1
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN109796982B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發明（設計）人: 薛剛;羅雄一;梁金生;王東哲;趙光遠
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: C09K17/06
• 分類號: C09K17/06;B09C1/08
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

本發明為一種由高鐵尾礦制備的土壤修復穩定劑及其制備方法和應用。所述的修復穩定劑的原料組分包括：高鐵尾礦，粉煤灰，羥基磷灰石，輝鉬礦；各組分中的質量份數為：高鐵尾礦40~60份，粉煤灰10~30份，羥基磷灰石10~30份，輝鉬礦10~20份；制備中通過混合球磨，再進行水熱，最后干燥制成一種用于重金屬污染土壤修復的土壤修復穩定劑。本發明制備方法簡單，原料易得，價格成本低，使用過程簡單易操作，養護時間短，對常見土壤污染元素Cu，Pb，Cd，Ni，Zn均有固化效果。

技術領域

本發明涉及重金屬污染土壤的修復，具體涉及一種高鐵尾礦制備土壤修復穩定劑的方法和應用。

背景技術

近年來，工業化和城市化進程加快，土壤污染日趨嚴重。重金屬污染是土壤的主要類型之一，土壤重金屬污染主要因為礦產資源的不合理開發，不規范的冶煉排放，土壤長期污水灌溉，人類活動引起的粉塵沉淀，以及化肥和農藥的應用導致土壤污染。污染土壤的重金屬包括鎘(Cd)，汞(Hg)，鉛(Pb)和類金屬砷(As)等具有顯著生物毒性元素，以及具有一定的毒性的元素比如鋅(Zn)，銅(Cu)，鎳(Ni)等。金屬污染物在土壤流動性低，不會發生微生物降解或化學降解，導致土壤退化，農作物質量與產量下降。此外，重金屬會通過食物鏈富集，最終進入人體，危害健康。

目前，修復重金屬污染土壤的一般有物理法，化學法，生物法。物理法和生物法，主要依靠工程技術將重金屬從土壤中去除，存在處理成本高，處理面積小，處理時間長等缺點。化學法具有處理面積大，處理成本低，工程量小等優點是目前修復重金屬污染土壤最常用的方法。化學法主要通過向土壤添加修復穩定劑改變重金屬在土壤中的狀態，降低其在土壤遷移率和生物可利用性。

現有的多數土壤修復穩定劑只能對單一重金屬有修復作用，而土壤重金屬污染通常存在多種重金屬，部分土壤修復穩定劑材料成本高，應用推廣性低。同時，部分土壤修復穩定劑容易造成土壤二次污染。

中國專利申請號CN201810722142.7申請日期為2018.07.04的專利申請文件公開了一種多功能土壤改良劑，該方法將脫硫石膏，腐殖酸，聚苯乙烯負載聚酰胺-胺型樹脂，聚丙烯酰胺，檸檬酸，尿素份，硫酸鎂，葡萄糖酸鈣，復合氨基酸和由二氧化硅制成的吸附助劑復合，得到一種土壤改良劑，能穩定土壤中多種重金屬。但改良劑本身制備過程復雜，部分原料價格成本高，且該土壤改良劑修復土壤需要進行三次播撒，使用過程繁瑣，工程量較大，養護時間過長。

發明內容

本發明的目的為針對現有技術存在的問題，提供一種高鐵尾礦制備土壤修復穩定劑的方法和應用。本發明使用高鐵尾礦和輝鉬礦為原料，通過恰當的比例混合球磨，再進行水熱，最后干燥制成一種用于重金屬污染土壤修復的土壤修復穩定劑。本發明制備方法簡單，原料易得，價格成本低，使用過程簡單易操作，養護時間短，對常見土壤污染元素Cu，Pb，Cd，Ni，Zn均有固化效果，且使用高鐵尾礦和粉煤灰等固體廢棄物，實現了固體廢棄物的資源化利用，達到以廢治污的目的，且不會產生二次污染。

本發明的技術方案為：

一種由高鐵尾礦制備的土壤修復穩定劑，修復穩定劑的原料組分包括：高鐵尾礦，粉煤灰，羥基磷灰石，輝鉬礦；各組分中的質量份數為：高鐵尾礦40～60份，粉煤灰10～30份，羥基磷灰石10～30份，輝鉬礦10～20份；

所述的高鐵尾礦為鐵元素含量在10～20％的鐵尾礦，銅尾礦，釩鈦尾礦中的一種或多種；所述的輝鉬礦含有質量百分比為90～95％的MoS₂。

所述的由高鐵尾礦制備土壤修復穩定劑的制備方法。包括以下步驟：

(1)將高鐵尾礦，羥基磷灰石，粉煤灰，輝鉬礦分別研磨1-3h，然后過100～200目篩；

(2)將研磨后的高鐵尾礦，粉煤灰，輝鉬礦按比例混合，用強堿溶液浸沒1～2h，然后取出固體，500℃～800℃，燒結時間為3～5h；