專利名稱：固定劑及重金屬污染土壤修復(fù)植物的安全處置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于資源環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種重金屬污染土壤修復(fù)植物的安全處置技
術(shù)，具體是積累重金屬修復(fù)植物焚燒中對(duì)銅、鎘、鉛、鋅等重金屬元素的固定，防止其通過煙 氣排出造成二次污染的安全處置方法。
背景技術(shù)：
自從20世紀(jì)80年代以來，植物修復(fù)以治理效果的永久性、治理過程的原位性、治 理成本的低廉性、環(huán)境美學(xué)的兼容性等特點(diǎn)，開始進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，且因其獨(dú)特技術(shù)及經(jīng)濟(jì) 優(yōu)勢，逐漸發(fā)展成為污染治理的重要途徑，但是有關(guān)于對(duì)積累重金屬修復(fù)植物的處置方面， 目前國內(nèi)外少有研究報(bào)道。 能源林木及蔗渣等相應(yīng)的后處理技術(shù)主要包括焚燒、堆肥、填埋和高溫分解、液相 萃取處理等。 焚燒法是一種高溫處置技術(shù)，以一定的過?？諝馀c被處理的有機(jī)廢物在焚燒爐 內(nèi)進(jìn)行氧化燃燒反應(yīng)。有毒有害物質(zhì)在高溫下氧化、熱解而被破壞，是一種可同時(shí)實(shí)現(xiàn)廢 物"三化"的處理技術(shù)。Ghosh M認(rèn)為焚燒技術(shù)利于實(shí)現(xiàn)富含重金屬植物的快速安全處置。 BoominathanR進(jìn)行富集鎳植物的分離研究，120(TC焚燒處理后，灰份中Ni含量為82%，主 要以結(jié)晶形式存在。而氮?dú)鈿夥障碌腘i損失大大減少。 不過在焚燒的過程中重金屬一部分會(huì)吸附在亞微米級(jí)塵粒上隨煙氣飛出，一般的
煙道清潔技術(shù)難以捕獲，該塵粒直接排到大氣容易造成重金屬的二次污染。 由于修復(fù)植物中含有一定的重金屬資源和能源，發(fā)展資源化綜合利用技術(shù)是最好
的選擇途徑。目前對(duì)于污染土壤植物修復(fù)收獲物的后處理技術(shù)研究較少，缺少實(shí)際過程應(yīng)
用。由于重金屬在焚燒過程中無法徹底破壞，只能遷移轉(zhuǎn)化，大多數(shù)相關(guān)研究僅界限于重金
屬含量的變化。 為促進(jìn)植物修復(fù)技術(shù)在凈化重金屬污染土壤中的應(yīng)用，積極展開焚燒固定劑相關(guān) 研究極為重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種焚燒固定劑，對(duì)積累重金屬修 復(fù)植物焚燒過程中重金屬進(jìn)行固定。 本發(fā)明同時(shí)提供了一種重金屬污染土壤修復(fù)植物的安全處置方法，使用上述的焚
燒固定劑，通過化學(xué)反應(yīng)和物理吸附雙重作用，對(duì)積累重金屬修復(fù)植物焚燒過程中重金屬
進(jìn)行固定。使得重金屬元素不是隨煙氣飛走造成二次污染，而是固定在灰渣里面，富含重金
屬的灰渣又可以作為煉礦原料，這樣就使得重金屬得到無害處理。 本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn) 提供一種固定劑，為磷酸鈣礦石和膨潤土的混合物。
所述固定劑為粉狀顆?；旌衔?，磷酸鈣礦石和膨潤土的質(zhì)量比為i : i i : 3。
所述混合物優(yōu)選磷酸鈣礦石和膨潤土按照i : i的比例混合的粉狀顆粒，所述固 定劑對(duì)重金屬有較強(qiáng)的吸附固定作用。磷酸鈣礦石與膨潤土按照i : i的比例混合使用， 達(dá)到相同的效果所需要添加的吸附劑量比較少。 本發(fā)明同時(shí)提供了一種重金屬污染土壤修復(fù)植物的安全處置方法，將上述固定劑 加入待焚重金屬污染土壤修復(fù)植物進(jìn)行焚燒。 優(yōu)選的方案是，焚燒在回轉(zhuǎn)煅燒窖中進(jìn)行，有利于固定劑與重金屬的混合與接觸， 較好地吸附重金屬。 特別優(yōu)選的是按照待焚燒植物重量的1 10%將上述焚燒固定劑加入待焚植物，
焚燒可在回轉(zhuǎn)煅燒窖中進(jìn)行。焚燒后，植物體中有機(jī)物分解，主要以氧化物形式釋放出重金 屬，重金屬與所述固定劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)或者物理吸附雙重作用，使得重金屬元素不是隨煙 氣飛走造成二次污染，而是以灰渣的形式沉降下來，富含重金屬的灰渣可以作為煉礦原料， 變害為利。 本發(fā)明的有益效果是 提供了一種新的重金屬污染土壤修復(fù)植物焚燒固定劑，簡單易得，但能有效固定 修復(fù)植物焚燒中的重金屬。 本發(fā)明提供了一種重金屬污染土壤修復(fù)植物的安全處置方法，總結(jié)得到在積累重
金屬修復(fù)植物中加入合適的固定劑、將添加了固定劑的植物在回轉(zhuǎn)煅燒窖中焚燒的處理方
法，通過化學(xué)反應(yīng)與物理吸附雙重作用，使重金屬元素以固體的形式沉降在灰渣中，減少重
金屬元素以氣體或者微粒的形式從煙氣中排出，進(jìn)而防止積累重金屬修復(fù)植物焚燒過程造
成二次污染，從而為積累重金屬修復(fù)植物的實(shí)際應(yīng)用提供有力的技術(shù)保障。 使用本發(fā)明方法，重金屬元素不是隨煙氣飛走造成二次污染，而是固定在灰渣里
面，富含重金屬的灰渣可以作為煉礦原料，這樣就使得重金屬得到無害處理，并變廢為寶。 本發(fā)明具有工程量少、成本低、操作簡單方便等特點(diǎn)，能有效解決重金屬污染土壤
修復(fù)植物的安全處置問題，應(yīng)用性強(qiáng)，且較容易實(shí)施，在重金屬污染土壤修復(fù)植物的安全處
置領(lǐng)域中具有廣闊市場前景。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明。經(jīng)過大量長期的實(shí)驗(yàn)積累，本發(fā)
明總結(jié)得到在積累重金屬修復(fù)植物中加入合適的固定劑、將添加了固定劑的植物在回轉(zhuǎn)煅
燒窖中焚燒，通過化學(xué)反應(yīng)與物理吸附雙重作用，把植物中的重金屬成功固定在灰渣里面，
實(shí)施例只能就幾個(gè)實(shí)例來幫助理解本發(fā)明，并不因此限定本發(fā)明。 實(shí)施例1 在重金屬污染土壤種植的甘蔗，經(jīng)過榨汁后含有重金屬的甘蔗渣，經(jīng)測定其中鎘 含量為0. 99mg/kg、鉛含量為1. 83mg/kg、銅含量為10. 20mg/kg、鋅含量為98. 3mg/kg，往蔗 渣中加入其重量1%的固定劑，所述重金屬固定劑為磷酸鈣礦石與膨潤土按照1 : l的比 例混合的固體顆粒，將甘蔗渣和固定劑置于回轉(zhuǎn)燒窖中焚燒，通過對(duì)灰渣中鎘、鉛、銅和鋅4 種重金屬元素的追蹤測定，最后結(jié)果表明，所測重金屬元素被吸附沉降的質(zhì)量百分比分別 為鎘91.3%、鉛95. 2%、銅92. 2%、鋅92.8%。收集含重金屬灰渣，返回礦山，用作金屬冶 煉的原料。
實(shí)施例2 在重金屬污染土壤種植的甘蔗，經(jīng)過榨汁后含有重金屬的甘蔗渣，渣中鎘含量為 0. 99mg/kg、鉛含量為1. 83mg/kg、銅含量為10. 20mg/kg、鋅含量為98. 3mg/kg，往渣中加入 其重量8%的重金屬固定劑，所述重金屬固定劑為磷酸鈣礦石與膨潤土按照1 : 3的比例 混合的固體顆粒，置于回轉(zhuǎn)燒窖中焚燒，通過對(duì)鎘、鉛、銅和鋅4種重金屬元素的追蹤測定， 最后結(jié)果表明，所測重金屬元素被吸附沉降的質(zhì)量百分比分別為鎘91.8%、鉛95.4%、銅 92. 9% 、鋅93. 0% 。收集含重金屬灰渣，返回礦山，用作金屬冶煉的原料。
實(shí)施例3 在重金屬污染土壤種植的菊葉薯蕷，經(jīng)過提取皂素，發(fā)酵生產(chǎn)乙醇后，曬干得到 含有重金屬菊葉薯蕷發(fā)酵渣。經(jīng)測定，菊葉薯蕷發(fā)酵渣中鎘含量為0.82mg/kg、鉛含量為 2. 12mg/kg、銅含量為7. 33mg/kg、鋅含量為182. 9mg/kg，往發(fā)酵渣中加入其重量6%的重金 屬固定劑磷酸鈣礦石與膨潤土按照l : l的比例混合的固體顆粒，置于回轉(zhuǎn)燒窖中焚燒，通 過對(duì)鎘、鉛、銅和鋅4種重金屬元素的追蹤測定，最后結(jié)果表明，所測重金屬元素被吸附沉 降的質(zhì)量百分比分別為鎘90. 8%、鉛93. 5%、銅93. 2%、鋅94. 2%。收集含重金屬灰渣， 返回礦山，用作金屬冶煉的原料。
實(shí)施例4 在重金屬污染土壤種植的木薯，經(jīng)過發(fā)酵生產(chǎn)丁醇，在含有重金屬木薯發(fā)酵渣，渣 中鎘含量為1. 02mg/kg、鉛含量為2. 36mg/kg、銅含量為9. 36mg/kg、鋅含量為189. 6mg/kg， 往渣中加入其重量5%的重金屬固定劑磷酸|丐礦石與膨潤土按照1 : 2比例混合的固體 顆粒，置于回轉(zhuǎn)燒窖中焚燒，通過對(duì)鎘、鉛、銅和鋅4種重金屬元素的追蹤測定，最后結(jié)果表 明，所測重金屬元素被吸附沉降的質(zhì)量百分比分別為鎘93. 7%、鉛91. 4%、銅92. 7%、鋅 96. 6% 。收集含重金屬灰渣，返回礦山，用作金屬冶煉的原料。
實(shí)施例5 在重金屬污染土壤種植的木薯，經(jīng)過發(fā)酵生產(chǎn)丁醇，在含有重金屬木薯發(fā)酵渣，發(fā) 酵渣中鎘含量為1. 13mg/kg、鉛含量為2. 19mg/kg、銅含量為8. 75mg/kg、鋅含量為190. 4mg/ kg，往發(fā)酵渣中加入其重量10X的重金屬固定劑(磷酸鈣礦石與膨潤土按照1 : l比例混 合的固體顆粒)，置于回轉(zhuǎn)燒窖中焚燒，通過對(duì)鎘、鉛、銅和鋅4種重金屬元素的追蹤測定， 最后結(jié)果表明，所測重金屬元素被吸附沉降的質(zhì)量百分比分別為鎘94.0%、鉛92. 1%、銅 93.5%、鋅96.8%。收集含重金屬灰渣，返回礦山，用作金屬冶煉的原料。
實(shí)施例6 在重金屬污染土壤種植的木薯，經(jīng)過發(fā)酵生產(chǎn)丁醇，將含有重金屬木薯發(fā)酵渣，渣 中鎘含量為1. 13mg/kg、鉛含量為2. 19mg/kg、銅含量為8. 75mg/kg、鋅含量為190. 4mg/kg， 直接加入回轉(zhuǎn)燒窖中焚燒，通過對(duì)鎘、鉛、銅和鋅4種重金屬元素的追蹤測定，最后結(jié)果表 明，所測重金屬元素被吸附沉降的質(zhì)量百分比分別為鎘1. 2 % 、鉛2. 8 % 、 5. 1 % 、鋅3. 6 % 。
其它實(shí)施例不一一在此贅述，但并不因此限定本發(fā)明范圍。本發(fā)明采用焚燒固定 劑，通過化學(xué)反應(yīng)與物理吸附雙重作用，使重金屬元素以固體的形式沉降在灰渣中，減少重 金屬元素以氣體或者微粒的形式從煙氣中排出，進(jìn)而防止積累重金屬修復(fù)植物焚燒過程造 成二次污染，從而為積累重金屬修復(fù)植物的實(shí)際應(yīng)用提供有力的技術(shù)保障。
權(quán)利要求
一種固定劑，其特征在于包括磷酸鈣礦石和膨潤土。
2. 根據(jù)權(quán)利要求i所述的固定劑，其特征在于所述磷酸鈣礦石和膨潤土按照i : i i : 3的比例混合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的固定劑，其特征在于所述磷酸鈣礦石和膨潤土按照i : i的 比例混合。
4. 一種重金屬污染土壤修復(fù)植物的安全處置的方法，其特征在于是將權(quán)利要求1、2或 3所述的固定劑加入待焚重金屬污染土壤修復(fù)植物進(jìn)行焚燒。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述重金屬污染土壤修復(fù)植物的安全處置方法，其特征在于所述焚 燒是在回轉(zhuǎn)煅燒窖中進(jìn)行。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述重金屬污染土壤修復(fù)植物的安全處置方法，其特征在于所述焚 燒固定劑是按照待焚燒植物重量的1 10%的量加入待焚植物置于回轉(zhuǎn)煅燒窖中進(jìn)行焚燒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種固定劑及重金屬污染土壤修復(fù)植物的安全處置的方法。所述固定劑包括磷酸鈣礦石和膨潤土，將固定劑按照適宜的量加入待焚重金屬污染土壤修復(fù)植物中焚燒，可成功將重金屬沉降于灰渣中進(jìn)行再利用，同時(shí)避免了二次污染。
文檔編號(hào)B09C1/06GK101700524SQ20091019369
公開日2010年5月5日 申請(qǐng)日期2009年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月6日
發(fā)明者馮蕾, 徐寧, 徐曉立, 羅思施, 謝君, 陳國濤, 陳曉陽 申請(qǐng)人:華南農(nóng)業(yè)大學(xué)