[发明专利]一种磷矿粉-磷酸盐复合含磷钝化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开一种磷矿粉‑磷酸盐复合含磷钝化剂及其制备方法和应用，将磷矿粉置于三角瓶中加入中性柠檬酸铵溶液，并将三角瓶进行水浴加热溶解磷矿粉，过滤得到滤液，在滤液中加入过磷酸钙，进行振荡，低温烘干后将固体研磨成粉末，即为磷矿粉‑磷酸盐复合含磷钝化剂。制备该复合含磷钝化剂的磷矿粉与过磷酸钙的最佳质量配比为3：0.2，将磷矿粉‑磷酸盐复合含磷钝化剂与处理污泥按质量比8：20‑30均匀混合钝化即可达到处理污泥中重金属的效果。与现有处理污泥中重金属的钝化剂相比，本发明制备简单、操作方便、成本较低的特点，能在最大程度上降低污泥中Cu、Zn、Pb的生物有效性和生态毒性，为污泥资源化利用提供一条新途径。

技术领域

本发明涉及污泥中重金属钝化处理技术领域，具体涉及一种磷矿粉-磷酸盐复合含磷钝化剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着污水处理能力的提高，污泥的处理和处置变得越来越迫切。尤其是污泥中的重金属已成为制约污泥利用的关键因素，如果污泥中的重金属没有及时处理，它会在自然环境中通过一系列物理变化或生物化学变化得到转化或迁移，对环境具有十分明显的负面作用，因此处理好污泥中重金属污染问题是刻不容缓的。磷矿粉现如今已被广泛应用重金属污染土壤的钝化修复中，磷矿粉对制革污泥中的Pb、Cu、Zn均具有较好的固定效果，但过量的磷矿粉单独使用进行钝化修复时，会导致pH降低进而使Zn的生态毒性和生物有效性增加，另外，由于PO₄^3-的多级解离会使生成的金属磷酸盐沉淀发生复溶。这反而达不到好的钝化效果。过磷酸钙属水溶性速效磷肥，是用硫酸分解磷矿直接制得的磷肥，由于过磷酸钙的品位低，单位有效成分的销售费用高，随着高浓度磷肥产量的增长，因此它单独使用在磷肥使用中的比例不断下降。

发明内容

本发明目的是为了克服磷矿粉和过磷酸钙在单独钝化过程中存在的问题，提供一种磷矿粉-磷酸盐复合含磷钝化剂，为实现本发明目的所采用的技术方案为：

一种磷矿粉-磷酸盐复合含磷钝化剂，以中性柠檬酸铵溶液为溶剂，以磷矿粉为溶质，混合得到溶液后再过滤得到滤液，在滤液中加入可溶性磷酸盐，振荡均匀后烘干研磨成粉末，即为磷矿粉-磷酸盐复合含磷钝化剂。

一种磷矿粉-磷酸盐复合含磷钝化剂的制备方法，包括如下步骤：

1)在20-25℃下，分别将磷矿粉和过磷酸钙研磨后过80目筛，取筛下物；

2)将磷矿粉置于三角瓶中，加入浓度为200g/L已经预热至65℃的中性柠檬酸铵溶液，用橡皮塞塞紧，摇混后放入水浴中，保持瓶内温度65℃，并每隔5分钟摇动一次，经一小时后移出瓶子得到混合溶液；

3)采用直径50mm孔径0.45μm水系微孔滤膜，将混合溶液用针式头过滤器抽气过滤，得到澄清滤液；

4)在滤液中加入可溶性磷酸盐，混合均匀，在60℃下进行振荡，40℃低温烘干后将固体研磨成粉末，得一种磷矿粉-磷酸盐复合含磷钝化剂。

优选的，上述的制备方法，所述的可溶性磷酸盐是过磷酸钙。

优选的，上述的制备方法，步骤2)中，按固液比，磷矿粉：柠檬酸铵溶液为10g:1L。

优选的，上述的制备方法，步骤4)中所述的一种磷矿粉-磷酸盐复合含磷钝化剂，按质量比，磷矿粉：可溶性磷酸盐＝3:0.05-0.4。

一种磷矿粉-磷酸盐复合含磷钝化剂在钝化污泥中重金属的应用。

优选的，上述的应用，向脱水后污泥中加入磷矿粉-磷酸盐复合含磷钝化剂，混合搅拌均匀进行钝化。

优选的，上述的应用，所述的脱水后污泥的含水率为7-9％。

优选的，上述的应用，按质量比，磷矿粉-磷酸盐复合含磷钝化剂：污泥＝8:20-30。

本发明的有益效果为：