鉻污染土壤改性劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于鉻污染土壤的改性劑及其制備方法，含有的組分為：礦渣水泥、造紙苛化白泥堿渣焚燒灰、廢舊石膏及硫酸亞鐵。使用本發(fā)明的土壤改性劑作用于重金屬鉻污染土壤，可改變土壤結(jié)構(gòu)，將土壤轉(zhuǎn)化成堅實版塊，可廣泛用于道路、建筑材料等領(lǐng)域；改性后的土壤水穩(wěn)定性高，鉻浸出率極低，大大緩解了土壤、水源重金屬鉻污染問題；大量使用造紙苛化白泥堿渣焚燒灰作為改性劑的原料，治理鉻污染的同時解決了大量造紙業(yè)廢棄物循環(huán)利用難題，市場前景廣闊。
【專利說明】鉻污染土壤改性劑

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于重金屬鉻污染土壤治理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的涉及一種用于治理鉻污染土 壤的改性劑及其制備方法。 技術(shù)背景
[0002] 我國是鉻鹽生產(chǎn)大國，排放的鉻渣對堆場和周圍環(huán)境造成嚴重的污染。通常認為 Cr(VI)的毒性比Cr(III)高100倍左右，可以通過多種途徑進入土壤，對土壤的污染尤為 嚴重。Cr (VI)化合物被列為對人體危害最大的八種化學(xué)物質(zhì)之一，是國際公認的三種致癌 金屬物之一。
[0003] 目前土壤中鉻污染的治理主要有兩條思路：一是改變鉻在土壤/沉積物中的存在 形態(tài)，將Cr ( VI)還原為毒性相對較小的Cr (III )，降低其在環(huán)境中的遷移能力和生物課利 用性；二是將Cr ( VI)從被污染的土壤/沉積物中清除。圍繞這兩條思路，國內(nèi)外發(fā)展出一 系列修復(fù)技術(shù)，如固定化/穩(wěn)定化、洗土法、淋洗法、化學(xué)還原法、電動力學(xué)修復(fù)法、植物修 復(fù)、微生物修復(fù)等。使用土壤改性劑將化學(xué)還原法與穩(wěn)定化兩種方法相結(jié)合，可以更加有效 地解決鉻污染治理問題，并將污染土壤"變廢為寶"。同時，土壤改性劑中大量使用造紙苛化 白泥堿渣焚燒灰，為造紙業(yè)大量排放、回收困難的苛化白泥開拓了新的價值化產(chǎn)業(yè)道路。鉻 污染土壤治理工藝簡便，效果明顯，投入成本低，該路線未 見報道。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種適用于重金屬鉻污染土壤治理的土壤改性劑及其制 備方法。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種用于治理鉻污染土壤的改性劑，其特征在于，通過下列方法制備而得：將礦渣水 泥、造紙苛化白泥堿渣焚燒灰、廢舊石膏及硫酸亞鐵以一定質(zhì)量比混合，拌勻后密封保存， 即可得到土壤改性劑。
[0006] 所述的用于鉻污染土壤的改性劑，其特征在于所述的礦渣水泥、造紙苛化白泥堿 渣焚燒灰、廢舊石膏及硫酸亞鐵的混合質(zhì)量比為50: (25?35): (15?30):(廣2)。
[0007] 所述的用于鉻污染土壤的改性劑，其特征在于所述的硫酸亞鐵為一水硫酸亞鐵、 四水硫酸亞鐵和七水硫酸亞鐵中的一種或兩種以上的混合物。
[0008] 所述的用于治理鉻污染土壤的改性劑在治理鉻污染土壤中的應(yīng)用。
[0009] 本改性劑用于鉻污染土壤改性的操作步驟如下： 將土壤破碎，過篩，清除草根、雜草等有機質(zhì)，以土壤的69Γ15% (質(zhì)量分數(shù)）摻入改性劑 并混合均勻，加入一定量的水使混合料達到最優(yōu)含水量，攪拌均勻后壓實成型，室溫下養(yǎng)生 7-28 天。
[0010] 本發(fā)明中的礦渣水泥保水性、可塑性好，泌水少，具有較好的工作性，還可以降低 水化熱，有利于防止大體積土壤內(nèi)部溫升引起的裂縫。造紙苛化白泥堿渣焚燒灰中含有大 量CaO、少量A1203、硅酸二鈣及硅酸三鈣等物質(zhì)。硅酸二鈣及硅酸三鈣水化熱小、抗水性好， 是傳統(tǒng)水泥中的主要礦物組分，可以顯著提高土壤強度。Ca0、Al 203組分與廢舊石膏及土壤 中的少量水分結(jié)合生成結(jié)晶水含量極高的3CaO · A1203 · 3CaS04 · 32H20,促進了土壤粒子的 團聚，土壤粒子中的水分以結(jié)晶水的形式被固定，土壤中的水分含量大大降低，強度隨之增 大。另外，硫酸亞鐵作為還原劑，在土壤環(huán)境中可以將毒性最大的六價鉻離子還原為三價鉻 離子，并抑制其重新氧化為六價鉻離子。此外，土壤結(jié)構(gòu)水穩(wěn)定性高，進一步降低了六價鉻 離子的溶出率。
[0011] 本發(fā)明的有益效果： (1) 本發(fā)明以無機組分為主，本身對環(huán)境不造成污染，并具有耐高溫、持久耐用性能，改 性后的土壤水穩(wěn)定性高，鉻浸出率極低，大大緩解了土壤、水源重金屬鉻污染問題； (2) 改性劑改變土壤本身結(jié)構(gòu)，降低土壤中水分含量，提高水穩(wěn)定性能，并將土壤轉(zhuǎn)化 成堅實版塊，可廣泛用于道路、建筑材料等領(lǐng)域； (3) 原料中使用造紙苛化白泥堿渣焚燒灰及廢舊石膏，促進了工業(yè)廢棄物的循環(huán)利用。
[0012] 為了更好的理解本發(fā)明，通過以下實例進行說明： 實施例1 : 礦渣水泥、造紙苛化白泥堿渣焚燒灰、廢舊石膏及七水硫酸亞鐵（以硫酸亞鐵計）以質(zhì) 量比為50:30:19:1混合，拌勻后密封保存，得到土壤改性劑。
[0013] 鉻污染地區(qū)土壤隨機取樣，土壤破碎，過篩，清除草根、雜草等有機質(zhì)，以土壤的 8% (質(zhì)量分數(shù)）摻入改性劑并混合均勻，加入一定量的水使混合料達到最優(yōu)含水量19. 8%， 攪拌均勻后壓實成型，室溫下養(yǎng)生28天后做7d無側(cè)限(飽水）抗壓強度試驗，抗壓強度為 1. 9Mpa。改性前后的土壤依據(jù)《危險廢物鑒別標準浸出毒性鑒別》(GB5085. 3-2007)測定六 價鉻浸出率。

【權(quán)利要求】
1. 一種用于治理鉻污染土壤的改性劑，其特征在于，通過下列方法制備而得：將礦渣 水泥、造紙苛化白泥堿渣焚燒灰、廢舊石膏及硫酸亞鐵以一定質(zhì)量比混合，拌勻后密封保 存，即可得到土壤改性劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鉻污染土壤的改性劑，其特征在于所述的礦渣水泥、造 紙苛化白泥堿渣焚燒灰、廢舊石膏及硫酸亞鐵的混合質(zhì)量比為50: (25?35): (15?30): (1?2)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鉻污染土壤的改性劑，其特征在于所述的硫酸亞鐵為一 水硫酸亞鐵、四水硫酸亞鐵和七水硫酸亞鐵中的一種或兩種以上的混合物。
4. 如權(quán)利要求1所述的用于治理鉻污染土壤的改性劑在治理鉻污染土壤中的應(yīng)用。
【文檔編號】C09K17/02GK104232100SQ201410408351
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月19日
【發(fā)明者】葛九敢, 周建華, 江建坤, 孫蘭娟, 李健 申請人:安徽紅太陽新材料有限公司