[发明专利]一种重金属钝化剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种重金属钝化剂及其制备方法和应用，属于重金属处理技术领域。本发明提供的一种重金属钝化剂具有颗粒状结构；具体的，颗粒状结构由膨润土和缓释胶囊在粘结剂的作用下团聚而成；缓释胶囊包括碱性颗粒以及包裹在碱性颗粒表面的pH敏感凝胶；pH敏感凝胶，当pH＞6.0时为半固态，当pH≤6.0时为液态。本发明提供的重金属钝化剂，能够有效钝化土壤和污泥中的重金属，抑制其迁移。本发明还提供了上述重金属钝化剂的制备方法和应用。

技术领域

本发明涉及重金属处理技术领域，尤其是涉及一种重金属钝化剂及其制备方法和应用。

背景技术

铅锌矿是重要的战略性矿产资源，用途极其广泛，主要用于电气、机械、军事、冶金、化工、轻工业和医药业等领域，在有色金属工业中占有重要的地位。随着铅锌工业的高速发展，铅锌冶炼产量急剧增加，传统工业中铅冶炼新增产能中50％以上采用落后的烧结锅、烧结盘工艺，这种技术无法有效回收冶炼烟气中的硫、砷等元素，可能会造成环境的污染，例如，有报道称，铅锌矿冶炼厂附近的Zn、Cd污染，已经扩散到离堆放场700m以外的范围，由此可知，提供方法处理土壤、污泥或水中的铅锌污染是非常重要的。

目前，用于重金属污染土壤的治理方法主要有物理修复、化学修复、生物修复技术，例如，有的方法采用客土、换土和深耕翻土等等手段，其中深耕翻土用于轻度污染土壤，而客土和换土是重污染区的常用方法，工程措施具有彻底、稳定的优点；还有技术显示，可以采用修复药剂可针对高含铅土壤进行修复，能将Pb离子转换成矿石型化合物。针对污染污泥的处理方法主要有固定深埋法。

上述对土壤/污泥的修复方法虽各有优势，但在针对铅锌污染场地土壤的修复上仍存在不足。具体的，客土/换土法工程量大、投资高，易破坏土体结构为避免二次污染，还要对污染土壤进行集中处理因此，只适用于小面积严重污染土壤的修复；化学修复方法多以单一污染修复为主，不适用于重金属复合污染场地的治理修复，并且可用于土壤修复的药剂原材料不易获得且价格较高，导致修复成本偏高；污泥的固定深埋法，长时间存储后，还容易导致污泥中重金属污染物的渗出。

综上，铅锌污染场地迫切需要修复，但是现有的修复方法仍存在效果不足、处理速度慢等缺点。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种重金属钝化剂，能够有效钝化土壤和污泥中的重金属，抑制其迁移。

本发明还提供了上述重金属钝化剂的制备方法。

本发明还提供了上述重金属钝化剂的应用。

根据本发明的第一方面实施例，提供了一种重金属钝化剂，所述重金属钝化剂具有颗粒状结构；

所述颗粒状结构由膨润土和缓释胶囊在粘结剂的作用下团聚而成；

所述缓释胶囊包括碱性颗粒以及包裹在所述碱性颗粒表面的pH敏感凝胶；

所述pH敏感凝胶，当pH＞6.0时为半固态，当pH≤6.0时为液态。

根据本发明实施例的重金属钝化剂，至少具有如下有益效果：

(1)重金属钝化剂中，通常会包括生石灰等碱性颗粒，用于提升应用重金属钝化剂的环境pH，在提升pH的同时，还可促进重金属离子转化成对应的氢氧化物或氧化物沉淀。但是当碱性颗粒裸露时需要严格控制重金属钝化剂的投放比例，若过量，甚至会将酸性土地转变为板结的盐碱性土地。

本发明中，采用对特定pH敏感的凝胶包裹碱性颗粒，只有当环境pH降低时，pH敏感凝胶才能由半固态转变为液态，促进碱性颗粒的释放；若pH升高，则自动变为半固态，抑制碱性物质的释放。由此，本发明提供的重金属钝化剂，即便投放量超额，也不会使环境的pH变为碱性，且可持久的抑制环境酸性化。具有使用方便，效果持久等方面的优点。