[发明专利]一种重金属吸附剂的制备和吸附剂插棒及应用

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种重金属吸附剂的制备和吸附剂插棒及应用，属于新材料与受重金属 污染土壤环境修复技术领域。

背景技术

就重金属污染土壤修复的技术本身，理论上和技术上均认为是可行的，目前尽管有植物 修复、微生物修复、化学修复、物理修复和综合修复等几大类，但近年来推崇的是植物修复， 而且从稳定技术方面，植物稳定性＞土壤覆盖＞沥清覆盖，因而具有优势。可是，植物修复 仍存在一些问题和技术上的局限性，主要表现在：①适合一定污染程度以下的土壤修复，即使 找到高富集或超积累植物，它的容量也有限，限制了对高浓度污染土壤的修复；②超累积的 植物是重金属胁迫条件下，植种适应性变体，往往生长缓慢、生物量低，对气候的适应性差， 使其修复周期相对较长；③超集物具有很强的单一富集性，而土壤受重金属污染往往是多种 有毒元素的复合；④积累大量重金属的超富集植物的再处理始终是一个相当棘手的问题。此 外，其他一些原位修复技术也存在如下不足：如污染物及其降解产物的重新活化问题；吸附 了重金属的吸附体不易与土壤分离问题；采用工程、物理和化学等修复技术，难以大规模处 理，并导致土壤结构破坏、生物活性下降和土壤肥力退化等问题。

目前，关于重金属污染的修复技术，已取得系统工程的共识，但依然停留在植物修复为 主，辅之以化学、微生物及农业生态措施的技术阶段上，期望达到增加重金属的生物有效性， 促进植物的生长与吸收，从而提高植物修复的综合效率。但是，且不讲综合功效，仅满足和 改善植物修复的周期过长这一基本要求，还有待时日。因而，以植物修复为主导的“系统工 程”仍不成熟、尚存在技术的局限性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，针对重金属污染土壤的复合性、隐蔽(潜 伏)性，不可逆性、蓄积性和修复的长期性等特点，与治理措施和修复技术存在的局限性两 方面的制约因素，而提供一种具比较优势的金属污染土壤修复材料与技术系统措施的重金属 吸附剂的制备和吸附剂插棒及应用。

本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，它选用海相(内陆咸湖)沉积的非金属天 然生态矿物质作为PAL材料的原料，先将其粉碎，然后经分离提纯制成90-98％高纯PAL材料， 再经解聚分散的超微化处理，制成小于等于100-800nm纳米、亚微米PAL材料，然后经无机 活化，制成大比表面积纳米、亚微米PAL材料，最后经界面改性制成吸附性的纳米、亚微米 PAL材料。

所述的分离提纯是利用水介质的高速螺旋技术；所述的解聚分散超微化控制浓度在10％ -35％、转速在1000φ/min-3500φ/min；无机活化应用HCl或H₂SO₄无机酸；热和机械力化 学的综合措施；功能化表面改性，是通过优化活化效果和强化机械力化学作用来实现，以大 幅度提高表面活性，增强吸附。

所述的分离提纯是以水为介质，使PAL材料在水中高度分散，然后使用具双螺杆装置， 采用高速螺旋推进的操作模式，利用PAL材料与杂质的比重差异，使PAL材料与杂质分离； 所述的解聚分散首先控制PAL材料在水介质中的浓度，将PAL材料加入水中制成浆体，受控 的浓度经优化为10％-30％，该浓度参数控制在均质搅拌器中解聚；将浓度优化的PAL材料浆 体，打入均质高速分离机，在最佳效率转速1000φ/min-3500φ/min的条件，由设备的前端 制得细微化粒子；所述的无机活化包括酸活化、热活化和机械力化学活化三个流程，酸活化 常用8％-18％体积比的稀盐酸和6％-12％体积比的稀硫酸；热活化是将PAL材料在110℃恒温 下失水4-6小时；机械力化学活化是使用高光洁度变速电碾，使PAL材料晶格缺陷大幅增加。

一种含有如上所述重金属吸附剂的插棒，它包括有一带孔的、用工程塑料制作或纤维制品 缝制而成的中空锥体，在该中空锥体内充填有所述PAL材料高效吸附剂。

所述的插棒规格分别为：φ50mm、φ100mm、φ150mm三种，h＝400mm，插入土壤内的带孔 锥形段长度为200mm。