[發明專利]以粉煤灰為原料的重金屬污染土壤固化穩定化方法

在審

• 申請號: 202010212702.1
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111346903A
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 王璐瑤;謝瀟;牛巖;彭飚;葉勝蘭;魏雨露;李勁彬;齊麗;舒曉曉;劉思琪
• 申請（專利權）人: 陜西地建土地工程技術研究院有限責任公司
• 主分類號: B09B3/00
• 分類號: B09B3/00
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 屠沛

本發明提供了以粉煤灰為原料的重金屬污染土壤固化穩定化方法，為處理重金屬污染土壤提供了一種切實可行的方法。該方法包括以下步驟：1)準備中間物料和堿激活劑；將氫氧化鈉和水玻璃溶液混合作為堿激活劑；將重金屬污染土壤與粉煤灰混合作為中間物料；2)物料混合；將中間物料和堿激活劑按照質量比5∶2～3進行混合；3)制備固化體；將混合物料攪拌后，制成漿料澆筑在模具中，并振實成型；養護后脫模，制得可將土壤中重金屬固化穩定化的固化體。采用以粉煤灰為基礎原料進而固化修復重金屬污染土壤的方式，將污染土壤本身部分替代粉煤灰制備地質聚合物，可達到“以廢治廢”的效果。

技術領域

本發明屬于土壤污染治理技術，具體涉及以粉煤灰為原料的重金屬污染土壤固化穩定化方法。

背景技術

目前，土壤污染治理方法主要有物理修復、生物修復和化學修復等。

物理修復常見有客土和換土法、熱解法、隔離包埋法等；生物修復常見有植物修復和微生物修復；而化學修復常見的則有固化穩定化法、化學淋洗法、化學氧化還原等。通常對于污染重、面積小的土壤采用物理修復和化學修復均具有治理效果明顯、迅速的優點。

其中，化學修復中的固化穩定化法因其具有修復時間短、易操作、費用低、可處理多種復合重金屬污染等優勢應用較為廣泛。固定穩定化法是通過向土壤中添加固化/穩定劑，借助兩者之間的離子交換、吸附、絡合或螯合、沉淀或共沉淀等作用改變重金屬在土壤之間的存在形態，進而降低重金屬在土壤環境中溶解遷移性、浸出毒性和生物有效性，最終減少由于雨水淋溶、滲濾對動植物造成的直接或間接危害。目前固化穩定化法常用技術有水泥固化穩定化法，石灰固化穩定化法，藥劑固化穩定化法，塑性材料固化穩定化法，自膠結固化穩定化法以及地質聚合物固化穩定化法等。

地質聚合物(Geopolymer，簡稱地聚物)是諸多固化穩定化法中優勢較為突出的一種，最早由法國科學家Joseph Davidovits于1978年提出，是由鋁硅酸鹽工業廢棄物或活性鋁硅酸鹽礦物在強堿溶液的作用下，經過解聚、縮聚和凝膠網絡化過程，形成由鋁氧四面體和硅氧四面體聚合的具有非晶態和準晶態特征的三維網絡狀凝膠材料。利用地質聚合物的優良特性，將其本身作為環境功能材料或利用其合成原理處理污染介質，工藝簡單且穩定性高。

近年來，粉煤灰資源化利用得到各方面的高度重視，開展了跨學科、多領域的綜合利用技術研究工作。粉煤灰已廣泛應用于建筑、農業、化工和冶金等行業，在建筑領域利用粉煤灰作為水泥摻合料和礦山膠結充填膠凝材料；在農業領域利用粉煤灰進行土壤進行改良和制作肥料；在化工行業利用粉煤灰進行廢水處理和煙氣脫硫；在冶金領域利用粉煤灰提取有價金屬等。但目前研究的對象僅僅針對以粉煤灰作為原料，對人為加入的粉末狀重金屬試劑或含重金屬礦渣進行研究，了解其固化穩定化效果，很少涉及對含重金屬土壤的固化穩定化研究。

發明內容

本發明提供了以粉煤灰為原料的重金屬污染土壤固化穩定化方法，為處理重金屬污染土壤提供了一種切實可行的方法。

本發明所提供的技術解決方案具體如下：

以粉煤灰為原料的重金屬污染土壤固化穩定化方法，其特殊之處在于，包括以下步驟：

1)準備中間物料和堿激活劑

將重金屬污染土壤與粉煤灰混合作為中間物料；

將氫氧化鈉和水玻璃溶液混合作為堿激活劑；

2)物料混合

將中間物料和堿激活劑按照質量比5∶2～3進行混合；

3)制備固化體

將混合物料攪拌后，制成漿料澆筑在模具中，并振實成型；養護后脫模，制得可將土壤中重金屬固化穩定化的固化體，即重金屬固化在內，無法釋出。