[发明专利]一种铬污染土壤固化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铬污染土壤固化剂及其制备方法，属于土壤修复技术领域。

背景技术

土壤重金属污染是指由于人类活动，土壤中的微量金属元素在土壤中的含量超过背景值，过量沉积而引起的含量过高，统称为土壤重金属污染。而农田土壤重金属污染有巨大的危害性，土壤中重金属污染不但会导致农作物减产和品质下降，还会通过土壤-植物系统，经食物链进人人体，危害人体健康和生命安全。土壤重金属污染有隐蔽性、危害的滞后性、长期性以及生物链对重金属的生物富集等特点，这些决定着若对土壤重金属污染认识和治理滞后将带来难以预料的严重后果。

铬及其化合物在工业生产的各个领域广泛应用，是冶金、电镀、制革、印染等行业必不可少的原材料，由此产生了大量的铬污染的土壤。铬的毒性主要来自六价铬，对人体危害极大，是国际公认的三种致癌金属物之一。

在现有铬污染土壤修复或处置方法中，人们目前所关注的主要目标是使处置后的铬污染土壤铬的浸出降低到人们要求的指标，也即使之对环境无害，而对铬污染土壤实现资源化利用方面的研究还很少。

发明内容

本发明的目的之一，是提供一种铬污染土壤固化剂。本发明的固化剂不仅具有良好的胶凝性，还兼具还原性，固化后的土壤具有一定的强度,能够有效降低污染土壤中六价铬和总铬的溶出，而且不随时间而反弹，可以用于路基砖等用途，具有经济环保特点。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种铬污染土壤固化剂，由如下重量份数的原料制成：羟基磷酸钙30-50份、聚乙烯亚胺表面改性硅藻土30-40份、棕榈酸20-30份、沸石10-20份、偏高岭土10-20份、粉煤灰5-15份、三聚磷酸钠5-15份、硫酸亚铁4-12份、碱激发剂6-12份和钢渣20-30份。

本发明的原理是：

本发明的铬污染土壤土壤固化剂，对铬污染土壤同时起化学还原和化学固化作用。其中，偏高岭土、钢渣与碱激发剂发生反应形成地质聚合物是一种新型的胶凝材料，使土壤形成有强度的胶结体，填充土壤颗粒间空隙，对土壤颗粒进行包裹，封堵离子渗出通道，赋予其强度，而地质聚合物为牢笼型结构还能有效固定铬等重金属离子；钢渣中含亚铁、硫化物等还原性物质，起持续的还原作用，在土壤中不易流失；硫酸亚铁在碱性条件下也具有较强的还原能力，对土壤中的六价铬具有较好的还原作用；固化剂中各组分共同作用，有效降低了土壤中六价铬和总铬的溶出，同时赋予它较高的力学强度。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，由如下重量份数的原料制成：羟基磷酸钙40份、聚乙烯亚胺表面改性硅藻土35份、棕榈酸25份、沸石15份、偏高岭土15份、粉煤灰10份、三聚磷酸钠10份、硫酸亚铁8份、碱激发剂9份和钢渣25份。

更进一步，所述羟基磷酸钙的目数为500目。

更进一步，所述碱激发剂为氢氧化钠、氢氧化钾、速溶硅酸钠和速溶硅酸钾中的一种。

更进一步，所述钢渣为转炉钢渣或电炉钢渣，勃氏比表面积为400-500m²/Kg。

本发明的目的之二，是提上述铬污染土壤固化剂的制备方法。本发明的制备方法简单，市场前景广阔，适合规模化生产。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种铬污染土壤固化剂的制备方法，包括如下步骤：

取如下重量份数的原料：羟基磷酸钙30-50份、聚乙烯亚胺表面改性硅藻土30-40份、棕榈酸20-30份、沸石10-20份、偏高岭土10-20份、粉煤灰5-15份、三聚磷酸钠5-15份、硫酸亚铁4-12份、碱激发剂6-12份和钢渣20-30份，混合均匀后，粉磨至勃氏比表面积360-400m²/Kg，即得所述铬污染土壤固化剂。

本发明的铬污染土壤固化剂应用于铬污染土壤处置时，可直接在土壤中掺加30％左右，搅拌均匀后，进行铺摊压实，使之在短期内固结，或加压制成砖块。

本发明的有益效果是：

(1)本发明的固化剂不仅具有良好的胶凝性，还兼具还原性，固化后的土壤具有一定的强度,能够有效降低污染土壤中六价铬和总铬的溶出，而且不随时间而反弹，可以用于路基砖等用途，具有经济环保特点。

(2)本发明的铬污染土壤固定剂的各组分均为市售商品或工业废渣，制作成本相对较低。

(3)本发明的制备方法简单，市场前景广阔，适合规模化生产。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1：