[發明專利]針對重金屬污染土壤制備陶粒的入窯前預處理方法

有效

• 申請號: 202010534816.8
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111745811B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 馮一艦;鐘重;張弛;趙浙卿;嚴韻致;楊曉丹
• 申請（專利權）人: 浙江省生態環境科學設計研究院
• 主分類號: B28B17/02
• 分類號: B28B17/02;C04B33/132;C04B33/13;B09B3/00;B09B5/00
• 代理公司: 杭州合信專利代理事務所(普通合伙) 33337
• 代理人: 黃平英

本申請公開一種針對重金屬污染土壤制備陶粒的入窯前預處理方法，包括：第一步：除雜、篩分和破碎；第二步：向土壤中投加氧化鈣并加水攪拌均勻；第三步：送入球磨機，同時加入黏土礦物；第四部：重金屬浸出濃度測定，如不超過III類地表水污染物濃度限值，則預處理過程結束；第五步：仍高于III類地表水污染物濃度限值時，返回第一步，依次重復第一步和第二步處理后以不造粒形式直接送入陶粒窯并按照陶粒窯運轉工序進行一次高溫焙燒；第六步：重復第三步操作，完成預處理。本申請旨在有效降低陶粒產品的重金屬釋放風險，為減少此現狀下高、低重金屬污染土壤陶粒出現重金屬超標釋放問題。

技術領域

本申請涉及污染土壤再利用領域，具體涉及一種針對重金屬污染土壤制備陶粒研發的強化陶粒重金屬穩定性的入窯前預處理工藝。

背景技術

我國工業產業經歷了長期的粗放型發展，部分企業在此過程中因管理、硬件和技術等不善原因，導致了廠區原址土壤污染問題的發生。在各種污染場地類型當中，重金屬污染場地因數量龐大、重金屬污染物種類多、污染程度深、污染物難分解等特性導致了此類污染土壤治理修復存在較大難度。

針對重金屬污染土壤，當前主要的修復思路有原位處理和異位處理兩種。由于目前我國對污染地塊再開發利用需求高，對污染土壤污染治理的周期要求嚴格，同時開發商不愿意對原址內的污染土壤開展長期監測和管控工作，因此當前情況下，異位修復比原位修復更加受到歡迎。

但是，大量的重金屬污染土壤從污染地塊中移出后仍面臨合理消納的問題。為快速解決重金屬污染土壤消納，現在部分區域已經出現了將污染土壤用于水泥制備、磚塊制備和陶粒制備等建材化利用案例。雖然，根據科學規律可知，土壤中的重金屬元素在各類高溫窯中會在高溫作用下發生化學反應形成較為穩定的形態，污染土壤制成建材產品后的重金屬釋放風險會大大降低。然而，由于國家缺少相關技術指南和標準，重金屬污染土壤建材化利用過程仍存在盲目性。比如，建材化利用過程基本未根據污染土壤中的重金屬含量進行工藝可行性分析。

發明內容

為減少此現狀下高、低重金屬污染土壤陶粒出現重金屬超標釋放問題，本申請提出一種重金屬污染制備陶粒的預處理工藝手段，旨在有效降低陶粒產品的重金屬釋放風險。

針對重金屬污染土壤制備陶粒的入窯前預處理方法，包括：

第一步：對待處理的重金屬污染土壤進行除雜、篩分和破碎處理；

第二步：向經第一步處理后的土壤中投加氧化鈣，然后加水攪拌均勻；

第三步：將經第二步攪拌均勻后的土壤送入球磨機，同時向土壤中加入黏土礦物，進行研磨；

第四部：對經第三步球磨處理后的土壤進行重金屬浸出濃度測定，如所測重金屬浸出濃度不超過III類地表水污染物濃度限值，則預處理過程結束；

第五步：經第四步檢測所得重金屬浸出濃度高于III類地表水污染物濃度限值時，返回第一步，依次重復第一步和第二步處理后，以不造粒形式直接送入陶粒窯，并按照陶粒窯運轉工序進行一次高溫焙燒處理；

第六步：將經第五步焙燒處理后的土壤重復第三步操作，完成預處理。

以下還提供了若干可選方式，但并不作為對上述總體方案的額外限定，僅僅是進一步的增補或優選，在沒有技術或邏輯矛盾的前提下，各可選方式可單獨針對上述總體方案進行組合，還可以是多個可選方式之間進行組合。

可選的，第二步中，氧化鈣的投加量為土壤總質量的1～3％，加水至土壤含水率達到30％～50％。進一步地，第二步中，加水至土壤含水率達到35％～45％。

當需要返回重復第二步處理時，氧化鈣的投加量以及水的加入量在上述范圍內可以與第一次投加量完全相同也可以有所區別。