一种治理重金属污染的固化剂制造技术

本发明专利技术提供一种治理重金属污染的固化剂，由以下重量份的原料构成：粉煤灰32‑47重量份，水泥15‑18重量份，氧化镁8‑12重量份，磷酸二氢钾16‑20重量份，硼砂14‑18重量份；与现有技术相比，本发明专利技术具有如下的有益效果：既处理了重金属的污染问题，同时又利用了粉煤灰这类工业废料，一举两得，变废为宝，为废弃资源的回收利用和环境保护提供了一个新的思路。此外，本发明专利技术的固化剂及固化方法不仅原料来源广泛，制造成本低，而且固化处理成本更是相对低廉，经过固化后的重金属底泥，在极端条件下其重金属浸出浓度仍低于危险废物鉴别标准中的限值，毒性危险明显降低，固化效果较为理想。

【技术实现步骤摘要】
一种治理重金属污染的固化剂
本专利技术是一种治理重金属污染的固化剂，属于一种重金属固化剂及其处理重金属复合污染土壤的方法。
技术介绍
土壤重金属污染已经成为目前面积最大，危害最广的环境问题之一，也是目前环境领域研究的热点。重金属不同于其他污染物，一旦进入到土壤环境中，很难被去除，反而会富集，或者转化为毒性更大的化合物。一般情况下，重金属污染不会是单一的某一种元素污染，都是以无机和有机混合物的形式进入土壤形成的复合污染。重金属在土壤中移动性较差，容易在土壤中发生滞留。进入人动植物体后，潜伏期较长，严重影响到了人类的健康和生存。随着城市化的加剧，部分污染严重的工厂因城市扩建和环境治理被迫搬迁，尤其是一些金属冶炼行业，从产品的生产过程到废弃污染物的处理都会对周围环境造成污染。搬迁之后的受污染的场地，会造成土壤的理化及生物特性变异，对赖以生存的植物、动物等产生刺激和生理毒性。同时，土壤中积累的污染物一方面会通过食物链富集最终对人类的健康产生危害，还会对长期直接暴露于污染场地的居民产生较大的致癌风险；另一方面，受污染的场地对地下水环境造成严重的影响，降低地下水的使用功能，威胁居民的身体健康。目前，固化处理是国内外治理土壤重金属污染应用较广的技术之一。研究比较成熟是石灰、粉煤灰对Pb、Cr、Cu、Zn的固定；碱性物质和Pb、Cu形成氢氧化物的沉淀、硫酸铁和As形成复合盐从而达到对土壤中的Pb、Cu和As的固定；针对Pb、Cu和As的污染，由于高pH有利于Pb、Cu的固定，但是不利于As的固定，相反，低pH不利于Pb、Cu的固定，Pb在低pH下容易浸出。这就要求选择合适的固化剂，能够同时对Pb、Cu和As有很好的固定，将贝壳和泥炭煅烧后作为固化剂，混合后的pH既不会太高也不会太低，有利于Pb、Cu和As的固定，同时，使得废物得到充分利用。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术目的是提供一种治理重金属污染的固化剂，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：一种治理重金属污染的固化剂，由以下重量份的原料构成：粉煤灰32-47重量份，水泥15-18重量份，氧化镁8-12重量份，磷酸二氢钾16-20重量份，硼砂14-18重量份。进一步地，所述粉煤灰中的元素组成为：O为47.83%，Si为11.48%～31.14%，Al为6.40%～22.91%，Fe为1.90%～18.51%，Ca为0.30%～25.10%，K为0.22%～3.10%，Mg为0.05%～1.92%，Ti为0.40%～1.80%，S为0.03%～4.75%，Na为0.05%～1.40%，P为0.00%～0.90%，Cl为0.00%～0.12%。进一步地，含氧化镁80%以上的金属镁用无机酸以摩尔比1：2的比例进行溶解，制成无机酸的镁盐，精制除去镁盐中杂质，于氧气气氛下进行加压加热处理，再经水洗、脱水、干燥，于1100℃加热1h，制得原料中氧化镁。进一步地，将预处理的硼镁矿粉与氢氧化钠溶液混合，加温加压分解得偏硼酸钠溶液，再经碳化处理即得原料中硼砂。进一步地，按粉煤灰32-47重量份，水泥15-18重量份，氧化镁8-12重量份，磷酸二氢钾16-20重量份，硼砂14-18重量份混合搅拌制备固化剂，向经过预处理的重金属复合污染土壤中直接添加所述固化剂，组合固化剂的用量为所述重金属复合污染土壤质量的1%-5%，将固化剂与经过预处理的重金属复合污染土壤混合，搅拌均匀，得到混合土壤，向混合土壤中加入水，水的用量为混合土壤质量的40%-45%，将加入水后的混合土壤养护不少于15d，完成固化过程。进一步地，每100重量份的原料中含有粉煤灰41重量份，每100重量份的原料中含有水泥15重量份，每100重量份的原料中含有氧化镁10重量份，每100重量份的原料中含有磷酸二氢钾20重量份，每100重量份的原料中含有硼砂14重量份。本专利技术的有益效果：本专利技术的一种治理重金属污染的固化剂，粉煤灰是我国目前排放量最大的一种工业废料，不仅具有较强的金属吸附能力，而且在高温条件下生成具有火山灰活性的物质，主要成分为二氧化硅和三氧化二铝，与偏高岭土相似，且大部分处于无定形态。通过我们的研究发现，粉煤灰的固化机制最主要的是能生成金属氢氧化物沉淀以及絮凝体表面物质的表面络合作用，通过采用添加工业粉煤灰作为辅助固化剂，与水泥混合后对所述重金属污染底泥进行固化，这不仅能提高固化体的整体强度，而且能使固化体的抗压强度也有一定程度的提高。既处理了重金属的污染问题，同时又利用了粉煤灰这类工业废料，一举两得，变废为宝，为废弃资源的回收利用和环境保护提供了一个新的思路。此外，本专利技术的固化剂及固化方法不仅原料来源广泛，制造成本低，而且固化处理成本更是相对低廉，经过固化后的重金属底泥，在极端条件下其重金属浸出浓度仍低于危险废物鉴别标准中的限值，毒性危险明显降低，固化效果较为理想。具体实施方式为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。本专利技术提供一种技术方案：一种治理重金属污染的固化剂，由以下重量份的原料构成：粉煤灰32-47重量份，水泥15-18重量份，氧化镁8-12重量份，磷酸二氢钾16-20重量份，硼砂14-18重量份。粉煤灰中的元素组成为：O为47.83%，Si为11.48%～31.14%，Al为6.40%～22.91%，Fe为1.90%～18.51%，Ca为0.30%～25.10%，K为0.22%～3.10%，Mg为0.05%～1.92%，Ti为0.40%～1.80%，S为0.03%～4.75%，Na为0.05%～1.40%，P为0.00%～0.90%，Cl为0.00%～0.12%。含氧化镁80%以上的金属镁用无机酸以摩尔比1：2的比例进行溶解，制成无机酸的镁盐，精制除去镁盐中杂质，于氧气气氛下进行加压加热处理，再经水洗、脱水、干燥，于1100℃加热1h，制得原料中氧化镁。将预处理的硼镁矿粉与氢氧化钠溶液混合，加温加压分解得偏硼酸钠溶液，再经碳化处理即得原料中硼砂。按粉煤灰32-47重量份，水泥15-18重量份，氧化镁8-12重量份，磷酸二氢钾16-20重量份，硼砂14-18重量份混合搅拌制备固化剂，向经过预处理的重金属复合污染土壤中直接添加所述固化剂，组合固化剂的用量为所述重金属复合污染土壤质量的1%-5%，将固化剂与经过预处理的重金属复合污染土壤混合，搅拌均匀，得到混合土壤，向混合土壤中加入水，水的用量为混合土壤质量的40%-45%，将加入水后的混合土壤养护不少于15d，完成固化过程。做为本专利技术的一个实施例：每100重量份的原料中含有粉煤灰41重量份，每100重量份的原料中含有水泥15重量份，每100重量份的原料中含有氧化镁10重量份，每100重量份的原料中含有磷酸二氢钾20重量份，每100重量份的原料中含有硼砂14重量份。做为本专利技术的一个实施例：粉煤灰是我国目前排放量最大的一种工业废料，不仅具有较强的金属吸附能力，而且在高温条件下生成具有火山灰活性的物质，主要成分为二氧化硅和三氧化二铝，与偏高岭土相似，且大部分处于无定形态。通过我们的研究发现，粉煤灰的固化机制最主要的是能生成金属氢氧化物沉淀本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种治理重金属污染的固化剂，其特征在于：由以下重量份的原料构成：粉煤灰32‑47重量份，水泥15‑18重量份，氧化镁8‑12重量份，磷酸二氢钾16‑20重量份，硼砂14‑18重量份。

【技术特征摘要】
1.一种治理重金属污染的固化剂，其特征在于：由以下重量份的原料构成：粉煤灰32-47重量份，水泥15-18重量份，氧化镁8-12重量份，磷酸二氢钾16-20重量份，硼砂14-18重量份。2.根据权利要求1所述的一种治理重金属污染的固化剂，其特征在于：所述粉煤灰中的元素组成为：O为47.83%，Si为11.48%～31.14%，Al为6.40%～22.91%，Fe为1.90%～18.51%，Ca为0.30%～25.10%，K为0.22%～3.10%，Mg为0.05%～1.92%，Ti为0.40%～1.80%，S为0.03%～4.75%，Na为0.05%～1.40%，P为0.00%～0.90%，Cl为0.00%～0.12%。3.根据权利要求1所述的一种治理重金属污染的固化剂，其特征在于：含氧化镁80%以上的金属镁用无机酸以摩尔比1：2的比例进行溶解，制成无机酸的镁盐，精制除去镁盐中杂质，于氧气气氛下进行加压加热处理，再经水洗、脱水、干燥，于1100℃加热1h，制得原料中氧化镁。4.根据权利要求1所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李朋国，
申请(专利权)人：李朋国，
类型：发明
国别省市：广东,44