铅污染土壤稳定化药剂及铅污染土壤稳定化修复方法技术

本发明专利技术涉及一种以废弃红砖粉为原料的铅污染土壤稳定化药剂及铅污染土壤稳定化修复方法，所述稳定化药剂包括如下重量份数的组分：废弃红砖粉：18～22份；氯化铁：1～5份；磷酸盐：1～5份。本发明专利技术的稳定化药剂可以将待处理土壤中的Pb由处理前的2.13mg/L降低至0.007mg/L，稳定化率可达99.67％，且处理时间不超过10天，处理时间短，且所用原料价格低廉，修复成本低。

【技术实现步骤摘要】
铅污染土壤稳定化药剂及铅污染土壤稳定化修复方法
本专利技术属于污染土壤治理与修复
，尤其涉及一种以废弃红砖粉为原料的铅污染土壤稳定化药剂及铅污染土壤稳定化修复方法。
技术介绍
铅是一种环境重金属污染物，在人和动植物体内蓄积，具有很强的毒害性。随着工业化进程的加快，工矿业、农业等人为活动导致土壤铅污染，使人体健康和生态环境受到严重威胁。目前铅污染土壤的修复方法主要有物理修复、化学修复和生物修复等技术。其中，化学修复中的稳定化技术已成为主要措施之一。稳定化修复技术的核心在于选择经济有效且安全的稳定化药剂，常见的化学稳定药剂为纳米铁、生物炭等，大都成本较高，不利于大规模的污染土壤修复工程应用。公开号为CN102965119B的专利技术专利公开了一种重金属污染土壤稳定剂的制备方法，以聚乙烯亚胺、镁化合物为原料，辅以四甲基氢氧化铵作为二氧化碳吸收剂，使用了多种有机化学材料，其稳定效果好，但存在材料成本较高的问题。公开号为CN106825013A的专利技术专利公开的稳定化材料选择改性纳米铁与多种有机聚合物，稳定化处理效果好，但是存在价格贵，修复成本高，且存在较高二次污染的风险。因此，亟需一种稳定化处理效果好且成本低廉的稳定化药剂。
技术实现思路
本专利技术提供了一种以废弃红砖粉为原料的铅污染土壤稳定化药剂及铅污染土壤稳定化修复方法，在保证处理效果的前提下，解决现有技术中所用稳定剂原材料价格昂贵，修复成本高的技术问题。第一方面，本专利技术提供了一种以废弃红砖粉为原料的铅污染土壤稳定化药剂，所述稳定化药剂包括如下重量份数的组分：废弃红砖粉：18～22份；氯化铁：1～5份；磷酸盐：1～5份。进一步地，所述废弃红砖粉的粒径为2～110μm，所述废弃红砖粉的比表面积为350～400m2/kg。进一步地，所述废弃红砖粉中，Fe2O3的质量分数为3～7％，Al2O3的质量分数为10～16％，SiO2的质量分数为50～60％。进一步地，所述氯化铁中，杂质的质量分数＜5％。进一步地，所述磷酸盐中，杂质的质量分数＜5％。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种铅污染土壤稳定化修复方法，采用上述的稳定化药剂进行，所述方法包括，将氯化铁与水混合，获得含有氯化铁的水溶液；所述氯化铁的重量份数为1～5份；将废弃红砖粉、磷酸盐和待处理土壤混合，获得第一混合污染土壤，所述废弃红砖粉的重量份数为18～22份，所述磷酸盐的重量份数为1～5份；将所述含有氯化铁的水溶液和所述第一混合污染土壤混合均匀，进行稳定处理，获得稳定化土壤。进一步地，所述待处理土壤质量与所述废弃红砖粉、磷酸盐和所述氯化铁的质量总和的比值为100：(1～10)。进一步地，所述水的质量为所述待处理土壤质量的15～23％。进一步地，所述稳定处理时间为5～10天。进一步地，所述待处理土壤的粒径≤5mm。本专利技术实施例具有如下有益效果：本专利技术实施例提供了一种以废弃红砖粉为原料的铅污染土壤稳定化药剂及铅污染土壤稳定化修复方法，所述稳定化药剂包括废弃红砖粉、氯化铁和磷酸盐。废弃红砖粉为建筑垃圾红砖磨粉获得，红砖由多种黏土矿物经过高温烧制而成，因此，红砖粉具有很强的表面活性以及吸附性能，对Pb有很强的吸附能力，同时红砖粉中含有铁、铝氧化物以及硅酸盐类物质，在反应过程中通过水解反应、络合反应以及沉淀反应等与土壤中的Pb结合使其不易迁移和转化。磷酸盐中的磷酸根可以直接与土壤中的铅作用，形成磷酸铅沉淀，与氯化铁协同反应最终经过溶解-沉淀的过程形成氯磷铅矿(Pb5(PO4)3Cl)，而使铅稳定的留在土壤中。本专利技术通过废弃红砖粉、氯化铁和磷酸盐的三者的协同关系，可以将待处理土壤中的Pb由处理前的2.13mg/L降低至0.007mg/L，稳定化率可达99.67％，且处理时间不超过10天，处理时间短，且所用原料价格低廉，修复成本低。具体实施方式下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本专利技术，本专利技术的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本专利技术，而非限制本专利技术。在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。本专利技术实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：一方面，本专利技术实施例提供了一种以废弃红砖粉为原料的铅污染土壤稳定化药剂，所述稳定化药剂包括如下重量份数的组分：废弃红砖粉：18～22份；氯化铁：1～5份；磷酸盐：1～5份。在本专利技术中，各组分的作用如下：红砖由多种黏土矿物经过高温烧制而成，建筑垃圾废弃红砖经过磨粉处理后，其具有很强的表面活性，因此有较强的离子交换能力和吸附性能，对土壤中的Pb有很强的吸附能力，同时废弃红砖粉中含有铁、铝氧化物以及硅酸盐类物质，在反应过程中其会通过水解反应、络合反应以及沉淀反应等与土壤中的Pb结合使其不易迁移和转化。磷酸盐中的磷酸根可以直接与土壤中的铅作用，形成磷酸铅沉淀，与氯化铁协同反应最终经过溶解-沉淀的过程形成氯磷铅矿(Pb5(PO4)3Cl)，从而使铅稳定的留在土壤中。本专利技术所述的稳定化药剂配比中，废弃红砖粉的重量份数过少会使铅浸出浓度不达标，而添加份数过多，铅稳定化率无明显增加，且提高了成本；同样，氯化铁与磷酸盐的重量份数过多，也会升高成本，而重量份数过低，重金属铅的稳定化反应受限，反应不完全，造成铅浸出浓度不达标。本专利技术实施例中，磷酸盐包括但不限于如下任意一种：磷酸二氢钙、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、磷酸钙、磷酸钾、磷酸钠。作为优选，可以选用磷酸二氢钙，其为一种常见的磷肥，用于处理铅污染土壤能够改善土质，改变重金属铅的形态分布，与Pb反应生成羟基磷铅矿(Pb5(PO4)3OH)。作为本专利技术的一种实施方式，所述废弃红砖粉的粒径可以是2～110μm，所述废弃红砖粉的比表面积可以是350～400m2/kg。废弃红砖粉的粒径越小，其比表面积越大，对铅污染土壤中的铅的吸附和离子交换效果越好。作为本专利技术的一种实施方式，所述废弃红砖粉中，Fe2O3的质量分数可以是3～7％，Al2O3的质量分数可以是10～16％，SiO2的质量分数可以是50～60％。废弃红砖粉中铁的氧化物、铝的氧化物以及硅酸盐均有利于提高稳定化药剂吸附和交换铅的能力，使土壤中的Pb以低溶解性、低迁移性的状态存在。作为本专利技术的一种实施方式，所述氯化铁中，杂质的质量分数＜5％。作为本专利技术的一种实施方式，所述磷酸盐，杂质的质量分数＜5％。第二方面，本专利技术实施例提供了一种铅污染土壤稳定化修复方法，所述方法采用上述的稳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以废弃红砖粉为原料的铅污染土壤稳定化药剂，其特征在于，所述稳定化药剂包括如下重量份数的组分：/n废弃红砖粉：18～22份；/n氯化铁：1～5份；/n磷酸盐：1～5份。/n

【技术特征摘要】
1.一种以废弃红砖粉为原料的铅污染土壤稳定化药剂，其特征在于，所述稳定化药剂包括如下重量份数的组分：
废弃红砖粉：18～22份；
氯化铁：1～5份；
磷酸盐：1～5份。


2.根据权利要求1所述的一种以废弃红砖粉为原料的铅污染土壤稳定化药剂，其特征在于，所述废弃红砖粉的粒径为2～110μm，所述废弃红砖粉的比表面积为350～400m2/kg。


3.根据权利要求1所述的一种以废弃红砖粉为原料的铅污染土壤稳定化药剂，其特征在于，所述废弃红砖粉中，Fe2O3的质量分数为3～7％，Al2O3的质量分数为10～16％，SiO2的质量分数为50～60％。


4.根据权利要求1所述的一种以废弃红砖粉为原料的铅污染土壤稳定化药剂，其特征在于，所述氯化铁中，杂质的质量分数＜5％。


5.根据权利要求1所述的一种以废弃红砖粉为原料的铅污染土壤稳定化药剂，其特征在于，所述磷酸盐中，杂质的质量分数＜5％。


6.一种铅污染土壤稳定化修复方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵少丹，曹学龙，马刚平，周宇，赵涛，李世青，
申请(专利权)人：首钢环境产业有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11