一種用于砷污染土壤的固化穩(wěn)定劑及其應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種用于神污染±壤的固化穩(wěn)定劑及其應用。
【背景技術】
[0002] 神廣泛分布于自然界，全世界神儲量在200萬噸左右，在已探明的神資源中，中國 占70%，居世界首位。主要分布于廣西、云南、湖南=省。神的化合物對生物具有較大毒性， =價神化合物的毒性較五價神為強，其中W毒性較大的=氧化二神（俗稱祗霜）中毒為多 見，神化物還可經皮膚或創(chuàng)面吸收而中毒。
[0003] 位于湖南石口縣鶴山村的雄黃礦，具有1500余年的歷史，是亞洲最大的雄黃礦， 該礦區(qū)于1956年至1978年間進行神礦開采和祗霜生產，=廢無處理排放。礦區(qū)附近的± 壤因開采而遭到嚴重污染。
[0004] 神污染的人為來源主要為農業(yè)和工業(yè)生產。農業(yè)中神污染來源主要來自W神化物 為主要成分的農藥和化肥。含神農藥和化肥W及除草劑，被直接使用而進入±壤。此外，農 業(yè)上含神的木材防腐劑、飼料添加劑等也能在物質循環(huán)中進入上壤。工業(yè)生產、有色金屬礦 (神礦及神伴生礦）的開采及冶煉中含神污染物通過廢水、廢渣的排放，W及廢物堆積等， 流入±壤中。
[0005] 在神污染±壤的修復方法中，主要包括如下方法；1、工程修復法，主要有客±法、 換±法和翻±法；2、物理化學修復法，主要有±壤淋洗法、玻璃化法、電化學法等；3、植物 修復法和微生物修復法；4、化學修復法，向±壤投入改良劑，通過對重金屬的吸附、氧化還 原、括抗或沉淀作用。
[0006] 固化穩(wěn)定化（St油ilization)屬于化學修復法中的一類，是當前比較成熟的固體 廢物處置技術。固化穩(wěn)定化是指通過向污染物中加入穩(wěn)定化藥劑，使±壤中的游離態(tài)和交 換態(tài)的重金屬轉化為不易溶解、遷移能力低或毒性更小的穩(wěn)定態(tài)形式W達到無害化。該方 法具有成本低廉和見效快的優(yōu)點，已在實際修復中得到了廣泛的應用。
[0007] 中國專利（申請發(fā)布號CN101695711A)公開了一種±壤神的化學固定材料及用 途。該方法采用納米二氧化鐵、鐵粉等原料組成，對±壤神的吸附能力較強。但該方法存在 如下缺點：納米二氧化鐵成本較高、不容易制備，因此不易廣泛使用。

【發(fā)明內容】

[000引本發(fā)明解決的技術問題是，用于神污染±壤的固化穩(wěn)定劑成本較高，制備難度大， 對高神污染±壤的修復效率不高。
[0009] 本發(fā)明的技術方案是，提供一種用于神污染±壤的固化穩(wěn)定劑，所述固化穩(wěn)定劑 包含重量份為20~50份的鐵鹽、30~40份的侶鹽、5~10份的高鋪酸鹽和10~20份的 碳酸巧。
[0010] 進一步地，所述鐵鹽為硫酸鐵；所述侶鹽為硫酸侶；所述高鋪酸鹽為高鋪酸鐘。
[0011] 本發(fā)明進一步提供所述固化穩(wěn)定劑的應用，按重量份，每100份所述神污染±壤 中加入所述固化穩(wěn)定劑0. 1~5份、水20~30份，攬拌均勻，靜置養(yǎng)護3天w上。
[0012] 本發(fā)明所述的固化穩(wěn)定劑，其具體反應機理為：在鋪鹽和侶鹽的輔助作用下， 混合±壤中的As與化相互作用后生成無定型神酸鐵（FeAs〇4-H2〇)或生成臭蔥石 (化As〇4?2&0)等溶解度較低的礦物，從而降低了As的遷移性，最終達到穩(wěn)定的修復效果。 因為隨著化/As摩爾比增加，神酸鐵的溶解度降低，穩(wěn)定性的逐漸加強。例如當抑=3~ 8時，F(xiàn)e/As的摩爾比為8左右，堿性神酸鐵的溶解度均小于Img/L，因此對于神是一種較好 的安全穩(wěn)定化的方法。
[0013] 侶具有兩性，與娃有相似的性質，在抑=6時，溶于水后，侶離子容易水解，W氨氧 化侶的形式存在。由于侶的各種氧化物的零電荷點任ZC)大約在pH=6左右，同時根據多 數神污染±壤抑也在6左右，在該抑下，侶鹽多W氨氧化侶形式存在，該物質具有一定的 吸附性，可吸附非穩(wěn)定狀態(tài)的神（如水溶態(tài)和離子交換態(tài)），阻礙神的遷移。一般認為，某 些形態(tài)的A1 (OH)3比FeOOH對神的穩(wěn)定更為有效（反應速率接近100 %，而且要比天然的 FeOOH和粘±礦物的效果還要好。并且，在對神在R-AI2O3水界面的吸附行為的研究發(fā)現(xiàn)： 吸附時間越長，神在侶氧化物表面的解吸就越困難。
[0014] 高鋪酸根可W使=價神氧化成五價神，減少毒性，遷移性，同時鋪酸根部分還原形 成的二氧化鋪本身具有一定的吸附性。碳酸巧具有輔助成礦的作用，促進金屬沉淀物的形 成。進而降低了As的移動性。
[0015] 將四種組分與神污染±壤混合均勻后，加水養(yǎng)護，使得神可W固化穩(wěn)定在上壤中， 不會被水浸出，從而大大地減少了神污染±壤的危害。
[0016] 本發(fā)明的有益效果是，該固化穩(wěn)定劑組分簡單，制備方便；特別適合用于高濃度的 神污染±壤中。
【具體實施方式】
[0017] W下結合實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但實施例并不對本發(fā)明做任何形式 的限定。W下凡是設及總神浸出毒性的實驗方法均采用美國環(huán)?？偩侄拘越龀糖蒔A method1311，thetoxicitycharacteristicLeachingProcedure(TCLP)。實施例中的高 神污染±壤樣采自湖南省常德市石口縣鶴山村雄黃礦區(qū)（29° 39' 31"N~29。39' 59" N，111° 2' 40"E~111° 2' 55"巧的某廢棄尾礦。
[001引實施例1
[0019] (1)神污染上壤的處理；為防止神渣顆粒侵入上壤層帶來干擾，取下層神上壤為 供試±壤?！廊澜涳L干、去雜后，磨碎過20目巧龍篩，并充分混勻，待用。經檢測測定，該± 壤中總神含量約為；13000mg/kg，采用TCLP方法檢測，其浸出液中總神含量約為70. 59mg/ L。
[0020] (2)加入固化穩(wěn)定劑：準確稱取2kg供試±壤，加入制備好的磨細混勻的固化穩(wěn)定 劑lOOg(硫酸鐵40g、硫酸侶30g、高鋪酸鐘5g、碳酸巧25g)，充分混合攬拌后，加水0.化，加 蓋薄膜保濕。
[002U做養(yǎng)護測試；養(yǎng)護3天后，取修復后的±壤，用TCLP方法檢測其浸出液的總神含 量，得出結果如下表1。
[0022] 表1使用固化穩(wěn)定劑修復前后的效果對比
[0023]
【主權項】
1. 一種用于砷污染土壤的固化穩(wěn)定劑，其特征在于，所述固化穩(wěn)定劑包含重量份為 20~50份的鐵鹽、30~40份的鋁鹽、5~10份的高錳酸鹽和10~20份的碳酸鈣。
2. 如權利要求1所述的固化穩(wěn)定劑，其特征在于，所述鐵鹽為硫酸鐵；所述鋁鹽為硫酸 鋁；所述高錳酸鹽為高錳酸鉀。
3. -種如權利要求1或2所述固化穩(wěn)定劑的應用，其特征在于，按重量份，每100份所 述砷污染土壤中加入所述固化穩(wěn)定劑0. 1~5份、水20~30份；攪拌均勻，靜置養(yǎng)護3天 以上。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于砷污染土壤的固化穩(wěn)定劑及其應用，該固化穩(wěn)定劑包含重量份為20～50份的鐵鹽、30～40份的鋁鹽、5～10份的高錳酸鹽和10～20份的碳酸鈣。該固化穩(wěn)定劑在砷污染土壤中的應用是，按重量份，每100份所述砷污染土壤中加入所述固化穩(wěn)定劑0.1～5份、水20～30份；攪拌均勻，靜置養(yǎng)護3天以上。該固化穩(wěn)定劑組分簡單，制備方便；特別適合用于高濃度的砷污染土壤中。
【IPC分類】B09C1-08, C09K17-08
【公開號】CN104774619
【申請?zhí)枴緾N201510078509
【發(fā)明人】賀前鋒, 陳四海, 劉代歡, 劉暢, 周虹, 陳憲, 劉燁煊
【申請人】湖南永清環(huán)保研究院有限責任公司
【公開日】2015年7月15日
【申請日】2015年2月13日