[發明專利]一種污染土壤中重金屬穩定化材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202210005254.7
• 申請日: 2022-01-05
• 公開（公告）號: CN114292652B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 陳靜;石瑤;王琳玲;李鴻博;王婧怡;張鳳姣;包海藝
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: C09K17/40
• 分類號: C09K17/40;B09C1/08
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 許恒恒

1.一種污染土壤中重金屬穩定化材料作為土壤修復劑在土壤修復中的應用，其特征在于，待修復土壤為堿性土壤，所述應用具體是將污染土壤中重金屬穩定化材料的懸濁液加入待修復土壤，攪拌混合均勻；然后，將該土壤在空氣中放置1～2天后，在缺氧條件下于20～25℃養護4～10天，即可得到修復后的土壤；

該穩定化材料具體為海藻酸鈣包覆改性硫化亞鐵形成的顆粒，其水合粒徑為0.2～21μm，其中，海藻酸鈣成分與硫化亞鐵成分的質量比為0.4:1～2.3:1，海藻酸鈣包裹層的厚度為0.05～10.5μm；

并且，該穩定化材料是按包括以下步驟的制備方法制備得到的：

(1)將硫化鈉、海藻酸鈉依次溶解于無氧水中，氮氣或惰性氣體保護下攪拌得到海藻酸鈉-硫化鈉混合溶液；

(2)將所述步驟(1)得到的海藻酸鈉-硫化鈉混合溶液利用注射器，在氮氣或惰性氣體保護下，通過內徑為0.5～1mm的針頭，以5～6mL/min速度逐滴加入到以200～500rpm轉速持續攪拌的硫化亞鐵溶液中，從而得到混合溶液；其中，在滴加過程中，針頭針尖距離溶液液面高度為3～13cm；

(3)將氯化鈣粉末加入至在氮氣或惰性氣體保護并持續攪拌狀態下的所述步驟(2)得到的所述混合溶液中，氮氣或惰性氣體保護下繼續攪拌12～18h，即可得到穩定化材料的懸濁液，所述穩定化材料為海藻酸鈣包覆改性硫化亞鐵形成的顆粒。

2.如權利要求1所述應用，其特征在于，所述缺氧條件是通過覆蓋塑料薄膜實現的。

3.如權利要求1所述應用，其特征在于，所述懸濁液中，硫化亞鐵成分對應的濃度為2.8～5.3g/L。

4.如權利要求1所述應用，其特征在于，所述懸濁液的加入量滿足：所述懸濁液含有的硫化亞鐵成分的物質的量等于所述待修復土壤中可交換態和碳酸鹽結合態陽離子型重金屬總物質的量的2倍與所述待修復土壤中可還原錳的物質的量之和。

5.如權利要求1所述應用，其特征在于，重金屬元素為鉛元素、鋅元素、鎘元素、銅元素和砷元素中的至少一者。

6.如權利要求1所述應用，其特征在于，所述攪拌具體是采用葉片攪拌器攪拌，攪拌速度為50～100rpm，攪拌時間為5～60min。

7.如權利要求1所述應用，其特征在于，所述步驟(1)中，所述硫化鈉為九水合硫化鈉；所述海藻酸鈉-硫化鈉混合溶液中，九水合硫化鈉對應的濃度為19.2～144g/L，海藻酸鈉的濃度為5～60g/L；

所述步驟(2)中，所述硫化亞鐵溶液是采用七水合硫化亞鐵配制得到的，該硫化亞鐵溶液中七水合硫化亞鐵對應的濃度為9.88～27.8g/L；

所述步驟(2)得到的混合溶液中，對應使用的所述海藻酸鈉-硫化鈉混合溶液與所述硫化亞鐵溶液的體積之比為1:9～4:6；

所述步驟(3)中，以無水氯化鈣計，所述氯化鈣粉末與所述步驟(1)中使用的所述海藻酸鈉的質量比為0.8:1～1.5:1。

8.如權利要求1所述應用，其特征在于，所述步驟(1)至所述步驟(3)中，所述攪拌均為磁力攪拌，攪拌轉速為200～500rpm。