[发明专利]修复含As固废和As污染土壤的稳定化药剂及方法

说明书

本发明公开了一种修复含As固废和As污染土壤的稳定化药剂及方法。该稳定化药剂包含如下成分：氧化镁、可溶性铁盐、活化剂、诱导结晶键合剂和增量吸附剂。本发明通过药剂的多重化学反应，通过晶化包封、沉淀、络合螯合、吸附和离子交换多重反应实现对高浓度含As废渣和尾砂，As污染土壤的稳定化，并且长期稳定性好。

技术领域

本发明属于环境工程技术领域，具体涉及一种中的高浓度含As废渣和尾砂，以及As污染土壤的稳定化方法。

背景技术

自20世纪80年代以来，由于国际市场砷制品价格急剧上扬，极大地刺激了许多急于脱贫致富的人，大量的土法炼砒小作坊大量在湖南、云南和广西三省出现，尤其是在郴州市、文山州和河池市为三省之最，尤其是以广西河池为最严重。粗暴地利用焦炭与雄黄/雌黄原石或者砷黄铁矿混合经炉窑闷烧得到砷的蒸气，再与空气中的氧化合而获得三氧化二砷。产生的炼砒废渣以及没有得到充分提炼的原石矿都散落在场地周边。砷富含量高的地区一般都雨量充沛，大量富含砷的雨水污染周边的农田和地下水，对生态环境和人体健康造成了极大地威胁。另外，锑冶炼企业产生的砷碱渣，砷碱渣中的砷及其化合物有剧毒，且易溶于水，极易引起砷污染事件。尤其以湖南冷水江市的锡矿山地区为代表，该地区锑矿资源储量占世界总储量的60%以上，锑产品产量占世界总量的80%，是著名的世界锑都。几十年产生的数万吨砷碱渣已经对周围环境造成了严重的污染。

现有学术文献以及社会上实际发生的案例都表明含As废渣和尾砂，以及由此导致的土壤被As污染都严重威胁着人类的身体健康和生态环境安全，制约着经济的可持续发展。所以对含砷废渣尾砂，以及As污染土壤进行修复治理势在必行，刻不容缓。

目前，针对含As废渣尾砂，As污染土壤的修复治理技术主要包括物理、生物和化学修复技术。

其中物理修复技术主要是淋洗技术和热处理技术。

淋洗技术主要是利用水、酸液或碱液对含As污染物进行淋洗，最后对淋洗液中的As进行回收处理。

淋洗技术成本很高，目前工程案例很少。

热处理技术主要是水泥窑协同处置和热脱附技术。水泥窑协同处置是以含As污染物替代部分粘土质原料，按一定比例配合、磨细并调配为成分合适、质量均匀的生料，在水泥窑内煅烧至部分熔融所得到的以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料的过程。在煅烧过程中，1100-2000℃的高温使得污染物得到彻底分解。目前国内最大的水泥窑协同处置企业北京金隅红树林环保技术有限责任公司的污染物添加比例控制在3%～5%。

热脱附技术目前针对汞污染土壤成功案例较多。针对含As污染物的热脱附利用异位热脱附设备，采用直接加热或间接加热的方法使As从污染介质中脱附，然后对尾气进行处置达标排放，飞灰预处理后填埋处置。一般为了达到较高温度可使用直接加热方式，但是间接加热产生的尾气中灰尘量少。

热处理技术成本很高，尾气处置要求技术较高，易产生二次污染。

生物修复主要是中国科学院地理科学与资源研究所的陈同斌研究员和南京大学的马奇英教授利用超富集植物蜈蚣草对As进行富集吸收。蜈蚣草相当于其他植物吸收As能力的200000倍。通过每年对蜈蚣草进行刈割，焚烧进行处理，焚烧飞灰经预处理后进行填埋处理。

生物技术时间周期很长，对焚烧产生的尾气处理技术要求较高，易产生二次污染。

化学修复技术主要包括固化稳定化技术。其中固化技术主要是利用水泥为基料，添加其他药剂实现对含As污染物的固定。

水泥基固化技术增容比较大，造成后期填埋成本加大。

此外，还有沥青和玻璃化固化技术。沥青固化技术主要是采用乳化沥青对污染物进行包裹；玻璃化固化主要是利用玻璃颗粒和污染物质一起加热至熔融状态实现对污染物的包封。