公布日：2022.02.18
申請日：2021.11.16
分類號：B01J20/06(2006.01)I;B01J20/30(2006.01)I;C09K17/02(2006.01)I;B09C1/08(2006.01)I
摘要
本發(fā)明屬于重金屬污染土壤穩(wěn)定化處置技術(shù)領域，具體涉及一種鐵錳污泥改性的重金屬穩(wěn)定化制劑及其制備和應用。以自來水廠污泥或水體除鐵、除錳所得底泥廢料為制備原料，首先酸化制成鐵錳可溶態(tài)溶液，過濾溶液通過加入生石灰等堿性物質(zhì)制備得到鐵鹽、錳鹽沉淀，并進行鐵、錳元素含量摩爾比例調(diào)配，并通過無氧熱解污泥酸化剩余廢料的方式改性污泥孔隙結(jié)構(gòu)及回收二氧化錳，再將金屬氧化物與熱解污泥廢料粉碎后均質(zhì)混合，在保障鐵和錳元素含量摩爾比例達到3:1～4:1的條件下，進行高溫煅燒，從而制得鐵錳污泥改性重金屬穩(wěn)定化制劑；再通過調(diào)控土壤修復體系中pH、藥劑摻入量等參數(shù)，實現(xiàn)穩(wěn)定化制劑在三價砷及五價砷等重金屬污染土壤修復中的應用。
權(quán)利要求書
1.一種鐵錳污泥改性的重金屬穩(wěn)定化制劑的制備方法，其特征在于：1)以鐵錳污泥廢料為原料經(jīng)酸解形成鐵錳可溶態(tài)溶液，固液過濾分離，獲得固體廢料及過濾溶液；2)上述獲得過濾溶液中加入生石灰，收集沉淀，至沉淀物中鐵、錳元素含量在3:1～4:1，待用；2)將上述獲得沉淀物在60～80℃條件下風干陳化2 6h，干燥，得到金屬氧化復合物；3)步驟1)中過濾所得沉淀風干后，在400～500℃無氧條件下進行熱解處理，得到污泥廢料熱解物；4)分別將步驟2)中得到的金屬氧化復合物和步驟3)中得到的污泥廢料熱解物均質(zhì)混合，而后調(diào)節(jié)物料中Fe和Mn元素摩爾比例達到3:1～4:1；5)將混合物料在300～500℃條件下煅燒12～24h，制得鐵錳污泥改性的重金屬穩(wěn)定化制劑。
2.按權(quán)利要求1所述鐵錳污泥改性的重金屬穩(wěn)定化制劑的制備方法，其特征在于：所述原料酸解前測定其鐵、錳元素含量，當原料中Fe和Mn元素摩爾比例>4:1時，向收集的沉淀中加入0.5～1.0mol/LMnSO4，再逐滴緩慢加入0.5～1.0mol/LKMnO4溶液，至不再有棕褐色沉淀產(chǎn)生，即沉淀物中鐵、錳元素含量在3:1～4:1；當Fe和Mn元素的摩爾比例<3:1時，在酸解前的溶液中加入鐵粉，并補加1.8mol/L，而后再經(jīng)酸解，而后經(jīng)生石灰沉淀，過濾收集沉淀再經(jīng)酸解，生石灰沉淀，反復操作直至合并沉淀中鐵、錳元素含量在3:1～4:1；當鐵、錳元素含量在3:1～4:1時，向過濾溶液中加入生石灰直接形成沉淀。
3.按權(quán)利要求1或2所述鐵錳污泥改性的重金屬穩(wěn)定化制劑的制備方法，其特征在于：所述鐵錳污泥廢料為原料為自來水廠污泥或水體除鐵、除錳所得底泥廢料。
4.一種權(quán)利要求1所述方法制備所得鐵錳污泥改性的重金屬穩(wěn)定化制劑，其特征在于：按權(quán)利要求1所述方法制備所得多孔鐵 錳二元復合氧化物的鐵錳污泥改性的重金屬穩(wěn)定化制劑。
5.一種權(quán)利要求4所述的穩(wěn)定制劑的應用，其特征在于：所述穩(wěn)定制劑在修復治理重金屬污染土壤中的應用。
6.按權(quán)利要求5所述的應用，其特征在于：所述重金屬為三價砷、五價砷、鎘、鉛、銅、鉻中的一種或幾種。
7.按權(quán)利要求5所述的應用，其特征在于：向待處理土壤中加入所述穩(wěn)定制劑，并調(diào)節(jié)土壤pH為7～8；其，穩(wěn)定制劑投加量為以污染土壤中有效態(tài)砷等重金屬含量與穩(wěn)定化藥劑中Fe含量摩爾比達1:5～1:20。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種基于油污土壤清洗處置過程的物料衡算方法及其應用。
一種鐵錳污泥改性的重金屬穩(wěn)定化制劑的制備方法：
1)以鐵錳污泥廢料為原料經(jīng)酸解形成鐵錳可溶態(tài)溶液，固液過濾分離，獲得固體廢料及過濾溶液；
2)上述獲得過濾溶液中加入生石灰，收集沉淀，至沉淀物中鐵、錳元素含量在3:1～4:1，待用；
2)將上述獲得沉淀物在60～80℃條件下風干陳化2 6h，干燥，得到金屬氧化復合物；
3)步驟1)中過濾所得沉淀風干后，在400～500℃無氧條件下進行熱解處理，得到污泥廢料熱解物；
4)分別將步驟2)中得到的金屬氧化復合物和步驟3)中得到的污泥廢料熱解物均質(zhì)混合，而后調(diào)節(jié)物料中Fe和Mn元素摩爾比例達到3:1～4:1；
5)將混合物料在300～500℃條件下煅燒12～24h，制得鐵錳污泥改性的重金屬穩(wěn)定化制劑。
所述原料酸解前測定其鐵、錳元素含量，
當原料中Fe和Mn元素摩爾比例>4:1時，向收集的沉淀中加入0.5～1.0mol/LMnSO4，再逐滴緩慢加入0.5～1.0mol/LKMnO4溶液，至不再有棕褐色沉淀產(chǎn)生，即沉淀物中鐵、錳元素含量在3:1～4:1；
當Fe和Mn元素的摩爾比例
5)本發(fā)明專利所提供的鐵錳污泥改性重金屬穩(wěn)定化制劑不僅具有砷(III、V)的吸附穩(wěn)定化功能，同時對于鎘(Cd)、鉛(Pb)等重金屬離子，同樣具有可觀的吸附性能。
（發(fā)明人：王卅;吳陽;黃殿男）
