[发明专利]一种应用于Cr土壤污染的稳定矿化修复剂及其工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及环保技术领域，特别涉及一种应用于Cr土壤污染的稳定矿化修复剂及其工艺方法。

背景技术

铬盐工业为无机化工与冶金材料交叉的重污染行业，资源能源利用率很低，铬转化率仅为75％，每吨铬盐产品要排放2～2.5吨高毒性铬渣。因此，铬盐行业长期被列为我国严重污染行业之首，年排放高毒性铬渣30万吨及大量含铬粉尘废气，所产出的铬渣堆经雨水冲刷后，其中的六价铬汇入附近的地表水或渗入地下水，对地表水、地下水和土壤造成了严重污染。

现有技术中，常用的铬污染土壤的修复工艺为化学沉淀法，此方法加入化学物质与铬反应后沉淀，使用简单，可大批量快速修复铬污染土壤而应用广泛，其工艺原理是将铬从污染的土壤中沉淀出来，但因为六价铬的水溶性很强,沉淀后的铬容易重新浸出，使得铬污染土壤修复不能达到国家标准。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种应用于Cr土壤污染的稳定矿化修复剂及其工艺方法，以解决现有技术中铬污染土壤的修复不能达到国家标准的技术问题。

本发明提供一种应用于Cr土壤污染的稳定矿化修复剂，用于处理Cr污染土壤，其中：含铬总量为47.3～28600mg/kg，浸出液中含总铬：0.5～285mg/L，六价铬：0.5～224mg/L；所述修复剂包括：10～27％wt的硫酸亚铁溶液，以及含30～90％wt氧化镁的固化剂。

优选地，所述固化剂为轻质氧化镁，镁钙粉，钙镁粉，轻烧氧化镁中的一种或几种形成的混合物。

基于同一个发明构思，本发明还提供了一种用于治理Cr污染土壤的稳定矿化修复剂的工艺方法，其包括如下步骤：

步骤S1：取含Cr的污染土壤的样品按照公知的浸出方法制作浸出液，并分析浸出液中Cr的含量；

步骤S2：将待处理的污染土壤经破碎后过10mm筛网进行筛选，再倒入搅拌机内开启搅拌；

步骤S3：加入主要含氧化镁的粉状固化剂，经称重计量后，通过提升机搅拌时间3-5min；

步骤S4：在步骤S3中加入硫酸亚铁形成饱和溶液，经由称重计量后加入搅拌机内，搅拌时间3-5min；

步骤S5：根据步骤S4中的土壤含水率情况适当加水，控制土壤含水率在50％左右，搅拌3-5min。

优选地，所述步骤S4中，亚铁离子与六价铬发生氧化还原反应，反应方程式为：Cr₂O₇^(2-)+14H⁽⁺⁾+6Fe⁽²⁺⁾→6Fe⁽³⁺⁾+2Cr⁽³⁺⁾+7H₂O；所述步骤S3中，轻质氧化镁与水结合生成氢氧化镁，所述氢氧化镁为具有比表面积大的六边形层状结构，所述氢氧化镁与空气中的二氧化碳反应生成水合碳酸镁晶体，并且在所述晶体形成过程中，将Cr离子包裹在所述晶体和层状结构之间，使重金属离子难以解离，反应方程式为：MgO+H₂O→Mg(OH)_2，Mg(OH)₂+CO₂+H₂O→MgCO₃·2H₂O。

优选地，所述步骤S4中，因硫酸亚铁溶液的加入，使得被处理土壤中含有大量的Fe²⁺、Fe³⁺，并且氧化镁水解后将土壤pH值调整到了7～9之间，使得部分铁离子与铬离子形成共沉淀，Cr³⁺就可以取代Fe₃O₄晶格里金属的位置,形成铁氧体[FeOCrFeO₃]，Cr³⁺在铁氧体晶体中结合牢固。

基于上述技术方案的公开，本发明提供的所述应用于Cr土壤污染的稳定矿化修复剂，其组份包括作为还原剂的硫酸亚铁溶液和固化剂，还原剂能有效还原土壤污染中的六价铬，固化剂将还原后的铬包裹，上述五个步骤的修复工艺使得六价铬被稳定化/固化，经该修复剂处理后的土壤，增溶比小，能满足标准排放要求，且上述修复剂是易得的工业化学品原料，取材方便，成本低廉。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案：