[發(fā)明專利]一種鐵基土壤修復(fù)材料及其制備方法、裝置和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910851616.2
• 申請日: 2019-09-10
• 公開（公告）號: CN110551506B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 羅章;向猛;李耀輝;杜鵬;尹交英
• 申請（專利權(quán)）人: 北京倫至環(huán)境科技有限公司
• 主分類號: C09K17/40
• 分類號: C09K17/40;B09C1/08
• 代理公司: 北京智沃律師事務(wù)所 11620
• 代理人: 吳志宏

本發(fā)明提供了一種鐵基土壤修復(fù)材料及其制備方法、裝置和應(yīng)用。該制備方法包括將零價鐵與強酸溶液混合，在50?70℃之間，反應(yīng)1?4h，再將零價鐵與硫化鈉和檸檬酸溶液混合，繼續(xù)反應(yīng)0.5?1h后得到所述鐵基土壤修復(fù)材料。該制備方法能夠?qū)⒘銉r鐵原有鐵氧化物殼層轉(zhuǎn)變成檸檬酸改性的硫鐵礦殼層，強化零價鐵的腐蝕能力和遷移能力，提升污染物的去除效果，將得到的鐵基土壤修復(fù)材料投入重金屬土壤中，修復(fù)效果顯著。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土壤污染修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種鐵基土壤修復(fù)材料及其制備方法、裝置和應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著工農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展，土壤重金屬污染變得越發(fā)嚴(yán)重，受到廣泛關(guān)注。造成土壤重金屬污染的原因主要有自然來源和人為干擾輸入兩種。相對于有機污染物，重金屬在土壤中不易被土壤微生物分解，反而會通過食物鏈富集，對人體健康產(chǎn)生重要影響。因此，土壤重金屬污染修復(fù)迫在眉睫。

當(dāng)前土壤重金屬污染修復(fù)技術(shù)主要包括：客土法，固化穩(wěn)定化，淋洗技術(shù)和植物修復(fù)等。其中固化穩(wěn)定化技術(shù)由于操作簡單和經(jīng)濟高效等優(yōu)點成為研發(fā)和應(yīng)用的熱點。而固化穩(wěn)定化技術(shù)修復(fù)效果的成敗關(guān)鍵在于藥劑的性能。零價鐵具有來源廣泛，去除污染物種類多和無二次污染等特點，被認(rèn)為是一種優(yōu)異的穩(wěn)定化藥劑用于環(huán)境污染修復(fù)，尤其是土壤和地下水污染修復(fù)。雖然零價鐵已經(jīng)被用于環(huán)境污染修復(fù)，但是仍然存在一些困難，如零價鐵表面存在鈍化層會影響零價鐵腐蝕，且隨著反應(yīng)的進(jìn)行表面鈍化層會進(jìn)一步增加而阻礙污染物去除，以及遷移能力弱。

針對以上問題，現(xiàn)有技術(shù)中采用的常見技術(shù)手段有：a、利用弱磁場強化零價鐵腐蝕，且能夠減緩鈍化層的形成來促進(jìn)污染物去除；b、利用高能球磨機，機械球磨零價鐵和含硫物質(zhì)，制備硫化零價鐵來提升零價鐵去除污染物的能力；c、利用液氮前處理的方式強化零價鐵去除重金屬的能力。雖然以上方案能夠較好的強化零價鐵的除污能力，但是并沒有從本質(zhì)上改變零價鐵表面的鐵氧化物殼層。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種鐵基土壤修復(fù)材料及其制備方法、裝置和應(yīng)用，該制備方法能夠?qū)⒘銉r鐵原有鐵氧化物殼層轉(zhuǎn)變成檸檬酸改性的硫鐵礦殼層，強化零價鐵的腐蝕能力和遷移能力，提升污染物的去除效果，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種鐵基土壤修復(fù)材料的制備方法，包括將零價鐵與強酸溶液混合，在50-70℃之間，反應(yīng)1-4h，再將零價鐵與硫化鈉和檸檬酸溶液混合，繼續(xù)反應(yīng)0.5-1h后得到所述鐵基土壤修復(fù)材料。

在一種較佳的實施方式中，所述強酸溶液包括鹽酸、硫酸、硝酸中的任意一種，但不僅限于此，且濃度為1-5mol/L。

在一種較佳的實施方式中，所述零價鐵的粒徑高于70um。

在一種較佳的實施方式中，所述硫化鈉溶液的濃度為0.1-0.3mol/L，所述檸檬酸溶液的濃度為0.01-0.05mol/L。

在一種較佳的實施方式中，具體包括，將零價鐵與強酸溶液混合，在55-60℃之間，反應(yīng)3-4h后固液分離，再將零價鐵與硫化鈉和檸檬酸溶液混合，繼續(xù)反應(yīng)0.5-0.8h后固液分離，得到所述鐵基土壤修復(fù)材料。

本發(fā)明還提供一種如前述的制備方法得到的鐵基土壤修復(fù)材料。

本發(fā)明還提供一種使用如前述的制備方法的制備裝置，包括反應(yīng)裝置，所述反應(yīng)裝置的兩側(cè)分別連接溶液儲備裝置和酸液儲備裝置；所述反應(yīng)裝置內(nèi)設(shè)置加熱電極。

本發(fā)明還提供一種所述反應(yīng)裝置和溶液儲備裝置以及酸液儲備裝置之間均通過循環(huán)管道連通，且所述循環(huán)管道上設(shè)置循環(huán)泵。

本發(fā)明還提供一種如前述的鐵基土壤修復(fù)材料在土壤重金屬修復(fù)中的應(yīng)用。

在一種較佳的實施方式中，所述鐵基土壤修復(fù)材料與重金屬土壤混合的質(zhì)量比為0.5-3:100。