[发明专利]去除重金属土壤淋洗液中铅的材料及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及重金属污染土壤修复技术领域，具体涉及一种可以用来处理化学淋洗法修复污染土壤的淋洗液的材料，以及该材料的制备方法与应用该材料去除重金属土壤淋洗液中铅的方法。

背景技术

重金属污染土壤修复技术根据修复原理的不同，可以分为物理修复技术、化学修复技术、植物修复技术以及微生物修复技术。

物理修复技术包括改土法、电动修复、热处理法以及清洗法，这些方法适用于治理面积小、污染较轻的土壤，而对于污染面积较大污染较重的土壤需要消耗大量的人力和财力，并且容易导致土壤结构破坏、土壤肥力下降和二次污染。化学修复技术主要有氧化还原电位法、化学试剂法、固化、稳定化法等，这些方法费用适中，适用于中度污染区的改良，但如若处理不当，会造成二次污染。植物修复技术是近年来快速发展的一种新的治理技术，具有经济、绿色、环保等优势，常常被称为绿色修复，是一种通常用重金属超积累植物吸收土壤中的重金属的技术。关于微生物修复技术的研究和应用报道较少，仅在近几年才引起人们的广泛重视。微生物修复主要有生物吸附和生物氧化还原法，前者是重金属被生物体吸附的处置方法，后者则是利用微生物改变重金属离子的氧化还原状态以降低环境中的重金属水平的方法。

化学淋洗修复技术是化学修复的一种，它使用淋洗剂来淋洗污染的土壤，使吸附于土壤颗粒上的重金属形成溶解性的金属离子或金属络合物，然后收集淋洗液回收重金属。典型的淋洗剂为螯合淋洗剂EDTA淋洗液，主要是吸附土壤中的重金属铅。化学淋洗修复技术是为数不多的有效修复重金属污染土壤的技术之一，它能够用于处理植物修复所不能达到的地下水位以下的重金属污染，且费用低，可以用于大规模推广。

化学淋洗修复重金属污染土壤的技术使用非常广泛，不论是单独使用还是结合其他修复技术都有较好的效果。目前国内外的相关研究主要集中在淋洗剂的使用条件以及新淋洗剂的开发上，对于土壤淋洗液的处理的方法研究相对较少。而无论原位还是异位修复最终都要对含大量重金属的土壤淋洗液进行处理。土壤淋洗液的成分十分复杂，目前的处理方法有电解法、光催化氧化法和化学法。但是电解法使用的条件苛刻并且操作成本高，光催化氧化法适用于处理重金属浓度低的小量淋洗液，化学法的投料和沉淀分离的操作过程十分复杂，而且这些方法都无法对原位修复的淋洗液进行处理。因此，开发新的处理方法是具有很重要的意义的。

发明内容

本发明目的在于开发一种环境矿物材料，以去除重金属污染土壤淋洗液例如典型螯合淋洗剂(EDTA)淋洗液中的重金属铅，且保证该材料对环境友好，不会造成二次污染。

本发明的另一目的在于提供一种制备所述用于去除重金属污染土壤淋洗液中铅的材料的方法。

本发明的另一目的在于提供所述用于去除重金属污染土壤淋洗液中铅的材料的应用，具体是应用该材料去除重金属污染土壤淋洗液中铅的方法。

一方面，本发明提供了一种用于去除重金属污染土壤淋洗液中铅的材料，该材料为铁基膨润土材料。其主要成分为铁基膨润土，是一种环境矿物材料，用环境矿物材料处理土壤淋洗液的方法目前国内外尚无相关研究，该材料不会造成环境污染、生产简易并且可回收利用。

根据本发明的具体实施方案，本发明的用于去除重金属污染土壤淋洗液中铅的材料是按照以下方法制备得到的：

将钙基膨润土与三氯化铁水溶液混合，搅拌5～30分钟，使之呈泥浆状混合物，然后干燥使含水率在15％以下，优选在10％以下，即得到所述的用于去除重金属污染土壤淋洗液中铅的材料。也就是说，本发明的用于去除重金属污染土壤淋洗液中铅的材料是普通的钙基膨润土经与三氯化铁混合反应后而得到的铁基膨润土材料。

本发明中，除特别标明外，所述含量和比例均为重量含量和比例。

根据本发明的具体实施方案，上述钙基膨润土与三氯化铁水溶液的混合物中，钙基膨润土与三氯化铁的重量比为10～15∶0.8～1.2。

另一方面，本发明还提供了所述的用于去除重金属污染土壤淋洗液中铅的材料的制备方法，该方法包括步骤：

将钙基膨润土与三氯化铁水溶液混合，搅拌5～30分钟，使之呈泥浆状混合物，然后干燥使含水率在15％以下，得到所述的用于去除重金属污染土壤淋洗液中铅的材料。

根据本发明的具体实施方案，优选所述三氯化铁水溶液中三氯化铁浓度为3％～6％；钙基膨润土与三氯化铁水溶液的混合物中，钙基膨润土与三氯化铁的重量比优选为10～15∶0.8～1.2。

根据本发明的具体实施方案，所述干燥优选为30～45℃真空干燥2～4小时。