[发明专利]一种重金属污染土壤修复材料、制备方法和用途

说明书

本发明公开一种重金属污染土壤修复材料、制备方法和用途。该修复材料含有轻烧白云石粉末和高炉矿渣粉末。将白云石进行煅烧后与高炉矿渣粉末混合即制得。该修复材料成本低廉，工艺简单绿色环保，能很好地修复重金属污染土壤。

技术领域

本发明涉及土壤修复技术领域，特别公开一种重金属污染土壤修复材料、制备方法和用途。

背景技术

随着工业化和城市化的不断推进，我国土壤重金属污染问题越来越受到人们的高度重视。土壤重金属的污染，直接导致了农产品重金属含量的超标，严重影响到了耕地质量、食品安全乃至人类的身体健康。世界各国均十分重视土壤重金属污染的物理/化学等的修复材料、方法研究。

目前最常见的土壤修复物理/化学方法为热脱附技术、蒸气浸提技术、固化/稳定化技术、淋洗技术、氧化/还原技术、光催化讲解技术、电动力学修复等。其中固化/稳定化技术是将污染物在污染介质中固定，使其处于长期稳定状态，是较普遍应用于土壤重金属污染的快速控制修复方法，对同时处理多种重金属复合污染土壤具有明显的优势。该处理技术的费用比较低廉，对一些非敏感区的污染土壤可大大降低场地污染治理成本。常用的固化稳定剂有飞灰、石灰、沥青和硅酸盐水泥等。这些常见固化稳定剂中硅酸盐水泥应用最为广泛，其成本低廉，适用范围广，能有效降低重金属污染物的迁移能力，并提高土体或尾矿的力学性能但有研究表明，某些重金属(如Cu和Zn)会影响硅酸盐水泥的水化过程，严重降低其早期强度。另一方面，硅酸盐水泥水化pH值较高(稳定在13以上)，不利于多种两性重金属迁移性的降低。此外值得注意的是，硅酸盐水泥的生产过程耗能极大(煅烧温度～1450℃),并排放大量温室气体(占人类总排放量的5-8％)，不符合节能减排的要求。因此有必要开发绿色环保，能有效代替硅酸盐水泥并应用于污染土修复等领域。

近年来，人们从多个方面展开了尝试。一方面，使用工业废弃物(如矿渣、飞灰等)材料代替硅酸盐水泥；另一方面探索新的添加剂，使固化稳定剂在不同场地具有有效性。专利CN102174325A公开了一种污染土壤重金属的复合钝化剂，其原料为按质量分数，电厂炉渣33-54％、海泡石矿粉25-39％、生石灰21-28％。然而，过多生石灰的使用大大提高了水化产物的活性进而影响固化稳定剂的耐久性。

专利CN103756682A公开了一种修复高浓度多重金属污染场地的固化剂，按重量百分比其组成组分为：改性磷矿粉60-80％、轻烧氧化镁20-40％。不过该种方法中，改性磷矿粉的制作工艺较为复杂，且固化剂的pH较低，适用范围有限。

专利CN105271630A公开了一种节能环保型淤泥改性材料，其原料为，按重量百分比，工业废渣60-85％、水泥熟料5-15％、二水石膏5-15％、石灰石2-10％、激发剂1-3％、助磨剂0.05-0.5％。其中工业废渣为高炉矿渣与钢渣、粉煤灰、磷渣、硅锰渣、铬铁渣、烧页岩、烧粘土和煤渣中至少一种的混合物，激发剂为碳酸钠、氢氧化钠和硅酸钠中的至少一种。然而，这种方法同样存在适用范围有限、制备过程繁琐等缺陷。

综上所述，急需一种绿色环保、工艺简单、适用性广的重金属污染土壤修复材料，来弥补目前固化稳定剂存在的不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于高炉矿渣的重金属污染土壤修复材料，其含有轻烧白云石粉末。该修复材料成本低廉，可以高效修复重金属污染土壤。

本发明的另一个目的在于提供一种重金属污染土壤修复材料的制备方法，该制备方法操作简单，可产业化生产。

本发明的再一个目的在于提供一种重金属污染土壤修复材料的用途。

本发明提供一种重金属污染土壤修复材料，其含有轻烧白云石粉末和高炉矿渣粉末。