一种铁改性生物质电厂灰钝化剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种铁改性生物质电厂灰钝化剂及其制备方法，涉及土壤治理技术领域，该钝化剂包括以下原料：生物质电厂灰、氯化铁、柠檬酸铁、海藻酸钠、茶多酚。该铁改性生物质电厂灰钝化剂对于土壤中的重金属Cd、As具有良好的吸附固化作用，能够有效实现生物质电厂灰的资源化利用，同时，更为高效、环保。环保。

【技术实现步骤摘要】
一种铁改性生物质电厂灰钝化剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及土壤治理
，具体涉及一种铁改性生物质电厂灰钝化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]土壤重金属污染是由于汞、镉、铅以及铜等重金属不能被土壤微生物分解，逐渐积累，进而导致土壤肥沃程度降低、土壤质量下降、影响植被生长的现象。为了解决土壤重金属污染，需要对土壤进行修复。土壤重金属的修复原理主要包括降低土壤中重金属总量，以及改变重金属生物有效性，在土壤修复过程中，钝化剂可以通过改变土壤重金属的形态，进而降低土壤重金属的生物有效性，降低其对生物的危害性。常用的钝化剂有有机钝化剂、无机钝化剂、微生物钝化剂以及复合钝化剂。
[0003]在众多种类的钝化剂中，生物质电厂灰由于廉价、高效等优点，目前被广泛研究。生物质电厂灰是生物质电厂通过燃烧生物质发电产生的灰，分为飞灰和灰渣，均可以用来作为钝化剂原料。各类生物质燃烧成分较为接近，主要成分包括硅、铝、硫、钙、钾、磷等，对Cd、As等重金属具有良好的吸附钝化效果。
[0004]现有的生物质电厂灰作为钝化剂的研究具体有：
[0005]文献：宋乐,韩占涛,张威,等.改性生物质电厂灰钝化修复南方镉污染土壤及其长效性研究[J].中国环境科学,2019,39(1):9.选取我国南方生物质发电厂的灰渣为原料，经物理和化学改性制成重金属钝化剂，最终制备的BFA型钝化剂在水中对Cd的吸附量可达16mg/g以上。
[0006]文献：宋乐,韩占涛,吕晓立,等.利用改性生物质电厂灰钝化修复北方Cd污染土壤的试验研究[J].农业环境科学学报,2018,037(007):1484
‑
1494.以我国北方生物质发电厂的灰渣为原料，经改性制成重金属钝化剂，开展等温吸附试验、盆栽试验和原位修复试验的研究，最终制备的钝化剂在水中对Cd的吸附性能高于粉煤灰，最大吸附量达10mg
·
g
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1以上；且中性条件下，沉淀量对总吸附量的贡献率不到30％。
[0007]文献：李雄光.应用改性生物质电厂灰修复Cd污染土壤[D].河北地质大学.通过添加氧化镁和多酚还原纳米铁两种材料对生物质电厂灰进行改性，用来提高生物质电厂灰对Cd的吸附性能，结果表明多酚还原纳米铁改性生物质电厂灰在铁灰比0.3:1的时，改性生物质电厂灰对Cd的吸附量最大，最大吸附量为38.39mg/g。
[0008]文献：张驰.铁改性生物质电厂灰对镉砷复合污染土壤钝化修复研究[D].河北地质大学.以生物质电厂灰作载体，硫酸亚铁做改性剂，同时使用超声和调节pH值等手段，使铁改性的生物质电厂灰(FeBFA)具备同时钝化土壤中镉和砷的能力。
[0009]另有专利CN110157442A公开了一种修复镉铜污染土壤的钝化材料及其联合农艺措施的修复方法，该钝化材料pH为10
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13，粒径为1
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3mm，由生物质电厂灰、石灰、磷灰石和有机肥配制而成；该钝化材料及其联合修复方法能有效促进土壤重金属Cd、Cu从可利用态向潜在可利用态或不可利用态转化，在稳定/固化重金属Cd、Cu的同时，促进植物生长和生物
量积累，提高土地生产力和经济效益。
[0010]但目前为止，生物质电厂灰依旧存在用量过大、对于除Cd外其他重金属的钝化效果较弱等问题，而目前采用的改性手段则存在改性剂消耗大、污染高等问题，因此，寻找一种环保、消耗小且效果优异的铁改性生物质电厂灰钝化剂及其制备方法十分必要。

技术实现思路

[0011]本专利技术针对现有技术存在的问题，提供了一种铁改性生物质电厂灰钝化剂及其制备方法，该铁改性生物质电厂灰钝化剂对于土壤中的重金属Cd、As具有良好的吸附固化作用。
[0012]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0013]本专利技术提供了一种钝化剂，包括以下原料：生物质电厂灰(以飞灰和灰渣的形式存在，飞灰直接利用，灰渣利用球磨机研磨后使用)、氯化铁、柠檬酸铁、海藻酸钠、茶多酚。
[0014]进一步地，所述的钝化剂，按重量份数计，包括：180
‑
224份生物质电厂灰、1
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3份氯化铁、1
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2份柠檬酸铁、0.8
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2份海藻酸钠、0.8
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2份茶多酚。
[0015]优选地，所述的钝化剂，按重量份数计，包括：200份生物质电厂灰、2份氯化铁、1份柠檬酸铁、1份海藻酸钠、1份茶多酚。
[0016]进一步地，所述生物质电厂灰和氯化铁、柠檬酸铁的重量比为180
‑
224:1
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3:1
‑
2。优选地，所述生物质电厂灰和氯化铁、柠檬酸铁的重量比为200:2:1。
[0017]进一步地，所述生物质电厂灰和海藻酸钠、茶多酚的重量比为180
‑
224:0.8
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2:0.8
‑
2。优选地，所述生物质电厂灰和海藻酸钠、茶多酚的重量比为200:1:1。
[0018]进一步地，所述柠檬酸铁、海藻酸钠和茶多酚的重量比为1
‑
2:0.8
‑
2:0.8
‑
2。优选地，所述柠檬酸铁、海藻酸钠和茶多酚的重量比为1:1:1。
[0019]进一步地，本专利技术提供了上述的钝化剂的制备方法，包括以下步骤：将氯化铁、柠檬酸铁、海藻酸钠、茶多酚与水混合后，水浴加热，加入生物质电厂灰，浸渍，烘干，即得。
[0020]进一步地，所述水浴加热的温度为60
‑
70℃。
[0021]进一步地，所述浸渍的时间为18
‑
24h。
[0022]进一步地，原料还包括木质素、沸石粉、粉煤灰和活性炭中的一种或多种。
[0023]进一步地，本专利技术提供了上述的钝化剂的制备方法，包括以下步骤：将氯化铁、柠檬酸铁、海藻酸钠、茶多酚与水混合后，水浴加热，加入生物质电厂灰，浸渍，烘干，再加入木质素、沸石粉、粉煤灰和活性炭中的一种或多种，
[0024]研磨，即得。
[0025]本专利技术所取得的技术效果是：
[0026]1.相比硫酸亚铁改性，本专利技术中氯化铁改性效果优异，搭配柠檬酸铁相互作用，在用量较低的前提下，能够实现铁物种的负载，使生物质电厂灰得到有效改性，能够有效实现生物质电厂灰的资源化利用，同时，更为高效、环保。
[0027]2.本专利技术中的生物质电厂灰在浸渍于氯化铁、柠檬酸铁、海藻酸钠和茶多酚的混合液中后，部分组分被溶解而出，使得生物质电厂灰的比表面积提高，有助于铁物种充分吸附在生物质电厂灰的表面孔隙中。与此同时，铁物种与海藻酸钠、茶多酚中的各类基团进行络合，配合生物质电厂灰，有助于最终制得的钝化剂对于土壤中的重金属Cd、As的良好的吸
附固化。
[0028]3.本专利技术研究发现，相比于部分研究者基于氯化铁、绿茶提取物、生物质电厂灰以及碱液的共同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钝化剂，其特征在于：包括以下原料：生物质电厂灰、氯化铁、柠檬酸铁、海藻酸钠、茶多酚。2.根据权利要求1所述的钝化剂，其特征在于：按重量份数计，包括：180
‑
224份生物质电厂灰、1
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3份氯化铁、1
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2份柠檬酸铁、0.8
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2份海藻酸钠、0.8
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2份茶多酚。3.根据权利要求2所述的钝化剂，其特征在于：按重量份数计，包括：200份生物质电厂灰、2份氯化铁、1份柠檬酸铁、1份海藻酸钠、1份茶多酚。4.根据权利要求1所述的钝化剂，其特征在于：所述生物质电厂灰和氯化铁、柠檬酸铁的重量比为180
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224:1
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3:1
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2。5.根据权利要求4所述的钝化剂，其特征在于：所述柠檬酸铁、海藻酸钠和茶多酚的重量比为1
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【专利技术属性】
技术研发人员：韩占涛，张文，赵雪皓，李锦超，刘梦娇，张起超，
申请(专利权)人：生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心，
类型：发明
国别省市：