一种用于铊金属污染土壤的修复剂及其制备方法技术

本发明专利技术实施例提供了一种用于铊金属污染土壤的修复剂及其制备方法，属于土壤修复技术领域，所述修复剂成分包括：矿物微胶囊材料；所述矿物微胶囊材料占80‑100份；海泡石粉，所述海泡石粉占10‑30份；粉煤灰，所述粉煤灰占10‑30份；氢氧化钾，所述氢氧化钾占10‑40份；铁锰氧化物，所述铁锰氧化物占60‑80份；以及硅酸钠，所述硅酸钠占20‑30份。达到高效修复土壤且经济性高的技术效果。

A remediant for thallium contaminated soil and its preparation method

The embodiment of the present invention provides a remediant for thallium-contaminated soil and a preparation method thereof, belonging to the technical field of soil remediation. The remediant composition includes: mineral microcapsule material; the mineral microcapsule material accounts for 80 to 100 copies; sepiolite powder, the sepiolite powder accounts for 10 to 30 copies; fly ash, the fly ash accounts for 10 to 30 copies; potassium hydroxide, the potassium hydroxide. It accounts for 10 to 40 parts; ferromanganese oxide, 60 to 80 parts; and sodium silicate, which accounts for 20 to 30 parts. It achieves the technical effect of efficient soil remediation and high economy.

【技术实现步骤摘要】
一种用于铊金属污染土壤的修复剂及其制备方法
本专利技术涉及土壤修复
，尤其涉及一种用于铊金属污染土壤的修复剂及其制备方法。
技术介绍
目前重金属污染土壤的处理问题得到重视，对污染源进行处理的技术有生物修复、植物修复、生物通风、化学氧化、土壤淋洗、电动分离、挖掘等。其中，常用的修复方式为生物修复、植物修复以及电动分离；但是上述常用方式在土壤修复上还是存在诸如修复周期时间长、修复操作的工作量大、修复维持时间短等各类问题；如生物、植物修复的周期一般得三个月以上，且维持时间短；又如电动修复，需要将土壤挖掘放置进专用的处理箱进行电解操作，整个挖掘并搬运土壤的工作量大。其中铊金属存在剧毒，严重影响和危害农田的种植。如在铊污染土壤中种植的农作物，农作物生长过程中，根须会吸附到铊元素，在铊污染严重的土壤中产出的农作物携带有剧毒，人长期食用将严重影响健康。土壤中Tl的存在形态主要有水溶态、硫化物结合态、有机质结合态和残渣态。水溶态的Tl指土壤溶液中以Tl+、Tl3+和以[TlCl4]-等卤素配合物及以SO42-、AsO2-的配合物形式存在的Tl，还有与可溶性有机物配合的Tl。水溶态的Tl可以被植物直接吸收并且很容易被淋滤进入土壤深层或随淋滤溶液迁移。所以，现有技术的技术问题在于，铊的毒性大，铊污染土壤修复周期长，修复成本高、经济性低。
技术实现思路
本申请实施例提供一种用于铊金属污染土壤的修复剂及其制备方法，解决了现有技术中铊的毒性大，铊污染土壤修复周期长，修复成本高、经济性低的技术问题；达到高效修复土壤且经济性高的技术效果。本申请提出一种新的土壤修复理念，将矿物改性，赋予其巨大的比表面积和吸附能力。将改性后的矿物与重金属污染土壤后，该材料将自行包裹土壤中的重金属并形成稳定的微胶囊。由于使用的原料矿物是稳定矿物，生成物也十分稳定，矿物微胶囊可以再在地表条件下数十年乃至上百年不分解不溶解。本申请实施例提供一种用于铊金属污染土壤的修复剂及其制备方法，所述修复剂成分包括：矿物微胶囊材料；所述矿物微胶囊材料占80-100份；海泡石粉，所述海泡石粉占10-30份；粉煤灰，所述粉煤灰占10-30份；铁锰氧化物，所述铁锰氧化物占60-80份；以及硅酸钠，所述硅酸钠占20-30份。作为优选，所述修复剂成分还包括：壳聚糖；所述所述壳聚糖3-10份；氢氧化钾，所述氢氧化钾占10-40份；作为优选，所述矿物微胶囊材料成分包括：氧化硅，所述氧化硅占60-90份；氧化铝，所述氧化铝占8-18份；氧化钠，所述氧化钠占0.5-10份；氧化钙，所述氧化钙占2-10份；以及氧化钾，所述氧化钾占2-5份。作为优选，所述矿物微胶囊材料的pH值在6-8之间。作为优选，所述矿物微胶囊材料的水份含量在2-10％之间。作为优选，所述矿物微胶囊材料的比表面积为50-2000m2/g。作为优选，所述矿物微胶囊材料成分包括：氧化硅，所述氧化硅占70份；氧化铝，所述氧化铝占10份；氧化钠，所述氧化钠占2份；氧化钙，所述氧化钙占5份；以及氧化钾，所述氧化钾占2份。作为优选，所述矿物微胶囊材料制备方法包括：将所述氧化硅、氧化铝、氧化钠、氧化钙以及氧化钾按比例混合，得到混合物料；将混合物料加热到700-1200度，并保持0.5-6小时；将加热保持后的混合物料冷却；以及将混合物料热改性，热改性温度为150-600度，且热改性保持时间为0.5-6小时，得到制备完成的修复剂。作为优选，所述混合物加热到700-1200度，并保持0.5-6小时的过程中，以保持温度为基础进行温度振荡，振荡幅度为10-200度。作为优选，所述混合物加热到700-1200度，并保持0.5-6小时的过程中，所述混合物料的加热温度每隔0.5-1小时加热温度来回波动10-200度。作为优选，所述混合物料初次的加热温度为750-1100度，并保持2-5.5小时。作为优选，所述混合物料初次的加热温度为1000度，并保持3小时。作为优选，所述混合物料的热改性温度为200-580度，热改性时间为1-4小时。作为优选，所述混合物料的热改性温度为450度，热改性时间为3小时。作为优选，所述修复剂制备方法包括：将所述矿物微胶囊材料、海泡石粉、粉煤灰、铁锰氧化物、硅酸钠均匀混合在一块，得到成品的修复剂。作为优选，所述修复剂制备方法包括：在矿物微胶囊材料、海泡石粉、粉煤灰、铁锰氧化物、硅酸钠均匀混合在一块后，加入壳聚糖和氢氧化钾。本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下一种或多种技术效果：1、本申请实施例中，通过将矿物改性，赋予其巨大的比表面积和吸附能力。将改性后的矿物与重金属污染土壤后，该材料将自行包裹土壤中的重金属并形成稳定的微胶囊；为了针对铊金属，增加了氢氧化钾来使得土壤变为碱性土壤，降低铊的活化迁移能力，利用铁锰氧化物来加强对铊金属的吸附能力，使得铊元素聚集，使得矿物微胶囊能快速包覆铊元素；解决了现有技术中铊的毒性大，铊污染土壤修复周期长，修复成本高、经济性低的技术问题；达到高效修复土壤且经济性高的技术效果。2、本申请实施例中，污染土壤中的重金属被修复剂包裹后，其体积增大至原来的数千倍数万倍，重金属元素的迁移能力剧烈下降。由于直径大于农作物根系毛孔或动物皮肤孔隙，因此不能被植物或者人体吸收。一方面将重金属无害化，另一方面在重金属与动植物之间形成地球化学障，断绝了重金属进入地球化学循环的途径，极大地降低了水土环境污染的风险。3、本申请实施例中，矿物微胶囊材料的pH值为6-8，克服了目前市场上许多强酸性或强碱性钝化剂、稳定化材料不能满足农田、污染场地和矿山环境修复工程需求的缺陷，不会造成二次污染。4、本申请实施例中，修复剂的原料主要是一种矿物，本身就是土壤的一部分，其物理性质和化学性质与土壤类似且不包含可交换态重金属，因此不会加重污染。该矿物是土壤中风化的残留物，在地表环境已经存在数百年以上，不易再被进一步风化，因此存在于地表是稳定的。矿物微胶囊作为土壤矿物物理改性后的产物，化学性质并没有发生变化，很难与各种化学物质发生反应，也不会溶于水，因此本身是稳定的。5、本申请实施例中，矿物微胶囊改性技术采用独特的改性和材料复配手段，将原为颗粒状或棒槌状土壤矿物改造成远离平衡态的簇群状、毛发状和绒毛状的材料。改性后的材料的化学成分和化学性质没有改变，与土壤类似。更为重要的是，由于矿物材料的比表面积达到50-2000m2/g，实现少量的修复剂即可吸附大量重金属。静态吸附实验结果显示：矿物微胶囊对Cd、As、Pb和Hg的吸附量分别为127.88±9.81mg/g、54.33±3.16mg/g、112.07±6.38mg/g和79.84±4.17mg/g。吸附能力是活性炭的3～5倍，土壤修复能力强，修复高效。6、对于场地修复而言，矿物微胶囊技术可同时处理As、Cd、Cu、Cr、Hg、Ni、Pb、Tl和Zn等重金属，在多重金属复合污染情形下具有明显的成本优势。修复1方污染土壤的原料成本约为100-150元，经济性高。附图说明图1为本申请实施例中一种修复剂的原始状态的电镜示意图；图2为本申请实施例中一种修复剂的改性后的电镜示意图一；图3为本申请实施例中一种修复剂的改性后的电镜示意图二；图4为本申请实施例中一种修复剂的吸附重金本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于铊金属污染土壤的修复剂，其特征在于，所述修复剂成分包括：矿物微胶囊材料；所述矿物微胶囊材料占80‑100份；海泡石粉，所述海泡石粉占10‑30份；粉煤灰，所述粉煤灰占10‑30份；铁锰氧化物，所述铁锰氧化物占60‑80份；以及硅酸钠，所述硅酸钠占20‑30份。

【技术特征摘要】
1.一种用于铊金属污染土壤的修复剂，其特征在于，所述修复剂成分包括：矿物微胶囊材料；所述矿物微胶囊材料占80-100份；海泡石粉，所述海泡石粉占10-30份；粉煤灰，所述粉煤灰占10-30份；铁锰氧化物，所述铁锰氧化物占60-80份；以及硅酸钠，所述硅酸钠占20-30份。2.如权利要求1所述的修复剂，其特征在于，所述矿物微胶囊材料成分包括：氧化硅，所述氧化硅占60-90份；氧化铝，所述氧化铝占8-18份；氧化钠，所述氧化钠占0.5-10份；氧化钙，所述氧化钙占2-10份；以及氧化钾，所述氧化钾占2-5份。3.如权利要求2所述的修复剂，其特征在于，所矿物微胶囊材料的pH值在6-8之间。4.如权利要求2所述的修复剂，其特征在于，所述矿物微胶囊材料的水份含量在2-10％之间。5.如权利要求2所述的修复剂，其特征在于，所述矿物微胶囊材料的比表面积为50-2000m2/g。6.如权利要求2～5中任意一项所述的修复剂，其特征在于，所述修复剂成分包括：氧化硅，所述氧化硅占70份；氧化...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明，
申请(专利权)人：浙江中地净土科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33