[发明专利]一种铁基砷钝化材料的制备方法、由该方法制备得到的铁基砷钝化材料及其用途

说明书

本发明涉及一种铁基砷钝化材料的制备方法、由该方法制备得到的铁基砷钝化材料及使用其处理土壤、废水、废渣中砷污染的方法。所述制备方法包括如下步骤：将硅铝酸盐矿物与复合盐混合后进行焙烧处理；将焙烧后得到的焙烧渣粉碎后，进行水洗浸出，固液分离得到固体和液体；将固体与铁基材料和水混合后，在温度100～400℃下进行水热活化处理；将水热活化处理后的固体干燥得到铁基砷钝化材料。本发明的铁基砷钝化材料成本低，但是能够有效降低废水砷含量，固化土壤及废渣中砷的形态，降低砷的溶出率。此外，通过优化处理技术参数开发一条在废水、土壤及废渣中兼具良好效果，处理成本低廉、工艺简单、环保的修复产品制备工艺及技术路径。

技术领域

本发明属于砷污染处理技术领域，涉及一种铁基砷钝化材料的制备方法、由该方法制备得到的铁基砷钝化材料及使用其处理土壤、废水、废渣中砷污染的方法。本发明的铁基砷钝化材料使土壤及废渣中的砷稳定化、固化，降低砷的溶出率，使废水中的砷达国家排放标准。

背景技术

砷是一种毒性很高的原生质毒物，与汞、镉、铬、铅被称为环境五毒。砷及其化合物是常见的环境污染物，其污染危害已经成为一个全球性问题。砷在环境中以有机砷和无机砷两种形态存在，在水体及土壤中常以无机砷形态存在，无机砷主要以亚砷酸根离子(AsO₃^3-) 和砷酸根离子(AsO₄^3-)形式存在，其中As(III)比As(V)的毒性高出60倍。农业生产过程中含砷化学物质如杀虫剂、除草剂和其他农药的大量使用，以及矿区附近废水的不合理排放，使得许多农田、果园、工厂周边的土壤受到砷的污染；化工厂生产过程中原料砷含量较高导致产品、副产物及排放的固体废弃物中砷的含量也逐渐升高。土壤、废渣及地下水中由砷污染引发的环境问题已经引起人们的广泛关注。对于土壤、废渣与废水中的砷污染，国内外已有大量的研究，通常是将高毒性的砷转化成低毒性的、低迁移的砷沉淀。

含砷废水的处理技术主要有化学沉淀法、絮凝沉淀法、铁氧体法、离子交换法、电渗析法、膜分离法、光催化氧化法、吸附法、微生物胞内转化法、微生物胞外转化法、微生物死细胞吸附法、植物吸收法及活性污泥法等，但是现有处理技术均存在不足之处，其中吸附法适用于低浓度含砷废水，含砷吸附材料的堆存要求苛刻；电凝聚法操作复杂，能耗大，设备腐蚀严重；离子交换法对复杂废水交换树脂易失效，成本过高；铁氧体法能耗高；电渗析法目前尚处于实验室阶段；生化法存在固定资本较高等问题。

土壤与废渣中砷污染处理技术主要有稳定化-固化法，淋洗法，植物修复，微生物修复等，其中稳定化-固化法相比其他修复技术，具有快速，操作简单，成本低，二次污染小等优势。稳定化/固化技术的关键是寻找一种经济而有效的稳定化/固化剂。稳定化/固化剂主要根据实际条件来选择，主要是看它与土壤的亲和力，如金属氧化物、磷酸盐、硫化物等。同时，它的选择还取决于金属元素的存在形态。在砷的稳定化/固化法方面，研究较多的是含砷污水、污泥及工业砷渣。砷的稳定性主要是由于吸附-解吸过程和砷与金属氧化物的共沉淀过程来控制完成的。因此，研究较多的是铁氧化物，其次是铝氧化物和锰化合物。但现有处理砷污染技术针对性较强，有的只适用于废水，有的专门适用于土壤与废渣，有的只在土壤、废渣或废水中某一领域应用的效果较好，但在其它领域效果却并不理想，因此开发技术成熟、成本低廉、高效可靠且适用于土壤、废渣及废水中砷污染修复产品及处理技术刻不容缓。

发明内容

本发明旨在解决现有砷污染修复产品及处理技术存在的成本高，操作复杂，二次污染严重等问题，提供一种铁基砷钝化材料的制备方法、由该方法制备得到的铁基砷钝化材料及使用其处理土壤、废水、废渣中砷污染的方法。本发明的铁基砷钝化材料成本低，但是能够有效降低废水砷含量，固化土壤及废渣中砷的形态，降低砷的溶出率。此外，通过优化处理技术参数开发一条在废水、土壤及废渣中兼具良好效果，处理成本低廉、工艺简单、环保的修复产品制备工艺及技术路径。

本发明一方面提供了一种铁基砷钝化材料的制备方法，包括如下步骤：

A、将硅铝酸盐矿物与复合盐混合后进行焙烧处理；