[发明专利]一种利用添加FeSO4·7H2O的偏高岭土基矿物聚合物解毒及固化Cr（Ⅵ）的方法

说明书

技术领域

本发明属于Cr（Ⅵ）的污染控制方法，具体涉及一种利用添加FeSO₄·7H₂O的偏高岭土基矿物聚合物解毒及固化Cr（Ⅵ）的方法。

背景技术

铬盐是重要的化工基础原料。铬盐生产采取高温焙烧—水浸—多级蒸发结晶工艺，铬转化率为75%，残余物以铬渣排出。每生产1 t铬酸钠产品约排放1.7～4.2 t高毒性铬渣，每生产1t金属铬约排放7t铬渣。据统计，自50年代铬盐生产以来，我国20多个城市累计铬渣堆存600万t，处理不到200万t。铬渣的主要化学成分为CaO，Fe₂O₃，MgO，SiO₂，Al₂O₃，Cr₂O₃，其中致癌性铬酸钙约1%～2%，水溶性剧毒六价铬约0.5%～1%。铬污染即为水溶性六价铬污染。六价铬毒性非常大，严重危害皮肤、呼吸道、消化道以及肝脏、肾脏，具有致癌、致畸作用。Cr（Ⅵ）对人体的最小中毒量为110μg/m³。因此，水溶性Cr（Ⅵ）已被列为对人体危害最大的8种化学物质之一，是国际公认的3种致癌金属元素之一，也是美国环境保护署（EPA）公认的129种重点污染物之一。大量铬渣若不经处理长期堆存，细小粉尘会随风飞散，对周围环境和水域造成污染；遭受雨雪浸淋，Cr（Ⅵ）会渗透至地下造成江河、湖泊和地下水污染。

目前，针对Cr（Ⅵ）污染控制方法多种多样。具体如下：1）化学法：是采用各种化学方法使铬沉淀或者将高毒性的Cr（Ⅵ）还原为低毒的Cr³⁺。前者如含铬废水中Cr（Ⅵ）的还原沉淀法、电化学法、纳米铁和零价铁的处理法等。后者如铬渣高温还原解毒、湿法解毒和微解毒法。2）物理法：主要是通过吸附或固定Cr（Ⅵ），达到解毒目的。前者主要适用于水溶液中的Cr（Ⅵ）去除，研究较多。如用活性炭、沸石、针铁矿、煤、粉煤灰、活化煤矸石、木屑等吸附水溶液中的Cr（Ⅵ），合成的层状水铝钙石和层状羟基氯化锌、碱式硝酸锌及碱式硫酸锌等吸附Cr（Ⅵ）也取得了不错的效果。固化法是将Cr（Ⅵ）固定在其它材料中，降低Cr（Ⅵ）的溶出率。早期有用铬渣烧制彩釉玻化砖、制备微晶玻璃、炼制含铬生铁的研究，可将Cr（Ⅵ）固定，但这些方法铬渣的利用量非常低，因此，不能用于大规模Cr（Ⅵ）的污染控制。目前采用的方法主要为水泥固化法，水泥固化法可通过在水泥制造中添加高炉矿渣和其它还原剂的方法将水溶性的Cr（Ⅵ）固定，但是对酸溶性Cr（Ⅵ）还需要采取一定的措施，这是由水泥自身耐酸性比较差决定的。近年来也有用矿物聚合物对Cr（Ⅵ）进行固化的研究，但效果很差。3） 生物法：化学法和物理法都要使用大量的还原剂或吸附剂，而且会产生大量的残渣或沉淀堆积需要及时处理，否则会再次被氧化而污染环境。因此，用生物对Cr（Ⅵ）的解毒研究越来越活跃，如用微生物及植物对Cr的吸附、转化、络合、絮凝、沉淀和富集等作用，达到去除Cr（Ⅵ）的目的。生物法具有解毒彻底、经济、高效等优点。专利“一种铬污染水体的生物修复方法”（CN 101293710A）建立一个表面流人工湿地装置，使铬富集植物李氏禾（Leersia hexandra Swartz）直接生长在选择好的填料上，通过填料和植物的作用去除水体中的Cr（Ⅵ），并通过定期收割李氏禾地上部分有效地将Cr（Ⅵ）带走，使填料保持较高的处理效果。

综合以上Cr（Ⅵ）污染控制方法，归结起来，有两类：一类是解毒法，一类是固化法。解毒法会留下大量的残渣堆积，如化学法、物理法中的吸附法、微波法、生物法等，需要后处理，而且不及时处理会有再次被氧化而产生剧毒的隐患。固化法可将Cr密封在某种材料中，使Cr处于一种厌氧的环境，可弥补解毒法的不足。但是现有技术中固化法涉及的材料主要为水泥和矿物聚合物，水泥自身的局限性使其难以抑制酸溶性Cr（Ⅵ）的淋滤。而用矿物聚合物固化Cr（Ⅵ），现有资料还没有行之有效的方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述现有技术中存在的不足，提供一种环保、铬固化率高、且适用于控制酸溶性Cr的添加FeSO₄·7H₂O的偏高岭土基矿物聚合物解毒及固化Cr（Ⅵ）的方法。

本发明为解决上述技术问题所提出的技术方案为：

一种利用添加FeSO₄·7H₂O的偏高岭土基矿物聚合物解毒及固化Cr（Ⅵ）的方法，其特征在于，它包括如下步骤：