[发明专利]一种重金属污染土壤修复药剂及其制备方法和应用

说明书

一种重金属污染土壤修复药剂及其制备方法和应用，将钢渣颗粒球磨成钢渣粉；将钢渣粉与水混合，加入分散悬浮剂搅拌均匀，得到钢渣浆体，所述分散悬浮剂为油酸酰胺、双硬脂酰胺、单甘脂、聚乙烯醇中的至少一种；向钢渣浆体中加入调节剂，搅拌均匀得到活化钢渣浆体，所述调节剂为磷酸二氢钾、磷酸、草酸或柠檬酸中的至少一种；将CO₂通入活化钢渣浆体中碳化，即得到所述的重金属污染土壤修复药剂。本发明生产出的重金属污染土壤修复药剂效率高、比表面积大、稳定性好、酸缓冲能力强，对环境的pH、温度及湿度等使用条件的适应性范围广，可实现工业固体废弃物的二次利用，具有良好的经济效益和环境效益。

技术领域

本发明属于环境材料领域，具体涉及一种土壤重金属污染修复药剂，尤其涉及一种重金属污染土壤的修复药剂及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，人类生活、生产活动产生了大量份废弃物料。蓬勃的工业发展，在带来可观的经济效益的同时，也带来了严重的环境重金属污染。重金属对人体极具毒性，且容易在环境中富集，难以自然降解。土壤的重金属修复技术有很多，其中包括换土法、电动力法、淋洗法、改良剂法、生物修复法及固化/稳定化技术。固化/稳定化方法所用的材料尤其关键，而非金属天然矿物材料以其低价、无二次污染的独特优势，在土壤修复中逐步得到广泛应用。固化/稳定化后的土壤往往具有一定的强度，有利于在后续的商业开发中得到合理的利用与处置。吸附法所使用的材料即为重金属吸附剂。在当前治理与发展相协同的时代背景下，重金属吸附剂的研究，是极富前景与环境意义的研究方向。

重金属吸附剂一般有以下特点：大的比表面、适宜的孔结构及表面结构；对吸附质有强烈的吸附能力；一般不与吸附质和介质发生化学反应；制造方便、容易再生；有极好的吸附性和机械性特性。可按孔径大小、颗粒形状、化学成分、表面极性等分类，如粗孔和细孔吸附剂，粉状、粒状、条状吸附剂，碳质和氧化物吸附剂，极性和非极性吸附剂等。按作用机理，可分为形成硫化物沉淀类、形成螯合物沉淀类、矿化稳定类、物理/化学吸附类、分子键合类及生物吸附剂。重金属吸附剂可以为单质吸附剂，即单一成分的吸附剂，也可为复合吸附剂，复合成分可以为一种或多种。

固化/稳定化重金属体系多为碱性材料如石灰、硅酸盐水泥、碱性氢氧化物等，但其固化稳定性存在较大不确定性，一定程度上制约其在重金属固化方面的应用。公开号为CN107021714A的专利申请公开了一种钢渣粉30-55％、生石灰粉20-50％、负载磷酸盐的生物炭5-30％制备的重金属污染土壤固化剂，该土壤固化剂使用生石灰增加了固化剂pH，对土壤pH环境影响较大，并且负载磷酸盐的生物炭制备困难。公开号为CN109012641A的专利申请公开了一种将钢渣粉碎过筛，粉碎后的钢渣颗粒用蒸馏水洗净，晾干，烘干，备用；炉灰用蒸馏水洗净，晾干，烘干备用；取烘干后的钢渣和炉灰粉末，使用NaOH溶液，调节pH，加入高锰酸钾试剂，搅拌反应40-60min，反应后过滤、晾干备用；在改性后的钢渣炉灰混合物中，加入粘合剂壳聚糖，均匀混合后，高温焙烧，煅烧后将混合物冷却，混匀粉碎至20目的颗粒状制备的重金属吸附剂，这种吸附剂制备过程较为繁琐，NaOH与高锰酸钾试剂价格较高，并且需要经过高温焙烧，将会大大增加能耗，这与经济环保的理念并不相符。公开号为CN107814544A的专利申请公开了一种粉煤灰质量为材料质量的20％～50％，活化钢渣粉质量为材料质量的30％～50％，石灰粉质量占材料总质量的10％～30％，磷酸二氢钾粉质量为总质量的0.5％～2％的复合重金属污染土的固化剂，这种固化剂使用的活化钢渣粉末制备过程繁琐，消耗的水玻璃价格高，激发钢渣效果一般，且经过电炉煅烧大大增加耗能。

发明内容

解决的技术问题：本发明提供一种重金属污染土壤的修复药剂及其制备方法和应用，采用钢铁工业的钢渣废弃物，在一定的水灰比条件下搅拌，加入少量分散悬浮剂与调节剂，同时通入一定浓度的CO₂，反应一段时间后生成了一种耐酸能力强、长期稳定的高效重金属污染土壤修复药剂。