【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属元素提取，尤其涉及一种基于含氯塑料共热解实现污染土壤重金属元素高效浸出的方法。
技术介绍
1、土壤重金属污染问题一直备受关注，污染修复是实现土壤安全利用的有效途径之一。然而，工业场地、矿区、尾矿库周边土壤往往受到重度重金属污染，由于重度污染土壤的修复周期长、成本高、难彻底，导致其修复价值难以覆盖其修复成本。因此，针对重度污染土壤，研究人员很少从修复治理层面去处理应用，而是从高价值金属元素分离回收的角度去资源化利用，这种方式不仅可以降低重度污染土壤的危害性，还可以减少天然矿物的开采，符合环保与循环经济的理念，具有显著的环境和经济效益。
2、重金属分离回收技术主要包括热分离技术、湿法冶金技术(包括化学浸出、生物浸出)和电化学技术等。其中，湿法冶金技术的化学浸出工艺是目前最常用的重金属分离提取技术，而且其也是唯一一种已实现工业化应用的技术。化学浸出技术是将土壤与强酸性或强碱性溶液混合，通过化学反应将重金属转移到液相，然后通过沉淀法、结晶法、萃取法或电化学等方法进一步回收重金属。酸是化学浸出最常用的浸出剂，尤其是高浓度的盐酸(hcl)。由于hcl的提取效果好，且适用于多种重金属的同时浸出，故其常作为最佳浸出剂用于重金属的提取回收。尽管hcl浸提工艺简单成熟，可提取率高，反应周期短，但其需消耗大量的水和化学试剂，并产生高盐废水需二次处理，综合处置成本较高。因此，需要改进当前的化学浸出重金属技术，以在尽可能不使用酸碱化学试剂的条件下，实现多种金属的绿色高效浸出-提取-回收。
技术实现
1、本专利技术的目的在于提供一种基于含氯塑料共热解实现污染土壤重金属元素高效浸出的方法，采用本专利技术的方法能够在不使用酸碱化学试剂的条件下，将土壤中的重金属高效浸出，进而实现重金属的高效回收。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种基于含氯塑料共热解实现污染土壤重金属元素高效浸出的方法，包括以下步骤：
4、将重金属污染土壤与含氯塑料混合，得到混合物料；当所述重金属污染土壤的ph值＞6.5，所述含氯塑料的质量占混合物料质量的15～80％；当所述重金属污染土壤的ph值≤6.5，所述含氯塑料的质量占混合物料质量的1～60％；
5、将所述混合物料进行共热解，所述共热解的温度为300～600℃。
6、优选的，所述含氯塑料中氯元素的含量＞50wt％。
7、优选的，当所述重金属污染土壤的ph值＞6.5，所述含氯塑料的质量占混合物料质量的20～60％。
8、进一步优选的，当所述重金属污染土壤的ph值＞6.5，所述含氯塑料的质量占混合物料质量的25～40％。
9、优选的，当所述重金属污染土壤的ph值≤6.5，所述含氯塑料的质量占混合物料质量的1～40％。
10、进一步优选的，当所述重金属污染土壤的ph值≤6.5，所述含氯塑料的质量占混合物料质量的3～15％。
11、优选的，当所述重金属污染土壤的ph值＞6.5，所述共热解的温度为400～500℃；当所述重金属污染土壤的ph值≤6.5，所述共热解的温度为300～500℃。
12、优选的，所述重金属污染土壤为重度重金属污染土壤。
13、优选的，所述共热解的时间为1～2h。
14、优选的，将所述混合物料进行共热解后，还包括将所得固态热解产物置于提取溶液中进行浸取，通过固液分离，得到重金属提取液。
15、与现有技术相比，本专利技术具有以下优势：
16、本专利技术利用含氯塑料在热降解过程中通过氯自由基和氢自由基结合产生的hcl，巧妙地与污染土壤重金属浸出相结合，促进土壤矿物晶格结合重金属的解离-浸出，以弥补现有化学浸出工艺大量耗费酸碱试剂的不足，从而实现在无化学试剂添加下绿色浸出重金属元素。
17、而且含氯塑料可以选用废弃的塑料，也有助于塑料废弃物的资源化处置。
18、此外，现有的热分离技术需要在约1000℃高温下，通过气化固态物料中的金属元素以实现分离回收，其能耗高，设备投资大。与热分离技术相比，本专利技术只需要将含氯塑料热解，基于热解过程中的自由基反应，以最大限度溶出土壤矿物晶格结合态重金属，温度最高也只需600℃。
19、相比生物浸出、电化学浸出和超临界萃取等技术反应周期长、提取率较低，而且工艺较为复杂。本专利技术仅需要一步共热解，即可活化土壤重金属，促进土壤重金属的高效溶出，具有操作简单、反应周期短、提取率较高等优点。
20、本专利技术运用氯化钙(cacl2)溶液提取污染土壤中的可溶性重金属元素，提取的溶解性重金属的含量越高，表明重金属从土壤晶格浸出的潜力越大，越易被提取回收。与不添加含氯塑料共热解，直接利用cacl2溶液浸出的方法相比，本专利技术实施例中的共热解反应使土壤镉、铅、铜、锌等重金属元素的浸出率分别增加了6～440倍、138～530倍、26～483倍和5～672倍。添加含氯塑料的共热解作用能够使土壤重金属元素的提取率显著增加，表明土壤重金属的浸出回收潜力得到大幅度提升。
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1.一种基于含氯塑料共热解实现污染土壤重金属元素高效浸出的方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含氯塑料中氯元素的含量＞50wt％。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当所述重金属污染土壤的pH值＞6.5，所述含氯塑料的质量占混合物料质量的20～60％。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述重金属污染土壤的pH值＞6.5，所述含氯塑料的质量占混合物料质量的25～40％。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当所述重金属污染土壤的pH值≤6.5，所述含氯塑料的质量占混合物料质量的1～40％。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述重金属污染土壤的pH值≤6.5，所述含氯塑料的质量占混合物料质量的3～15％。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述重金属污染土壤的pH值＞6.5，所述共热解的温度为400～500℃；当所述重金属污染土壤的pH值≤6.5，所述共热解的温度为300～500℃。
8.根据权利要求1或7所述的方
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述重金属污染土壤为重度重金属污染土壤。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述混合物料进行共热解后，还包括将所得固态热解产物置于提取溶液中进行浸取，固液分离，得到重金属提取液。
...【技术特征摘要】
1.一种基于含氯塑料共热解实现污染土壤重金属元素高效浸出的方法，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含氯塑料中氯元素的含量＞50wt％。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当所述重金属污染土壤的ph值＞6.5，所述含氯塑料的质量占混合物料质量的20～60％。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述重金属污染土壤的ph值＞6.5，所述含氯塑料的质量占混合物料质量的25～40％。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当所述重金属污染土壤的ph值≤6.5，所述含氯塑料的质量占混合物料质量的1～40％。
6.根据权利要求5所述的方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：柳检，徐香雪，孟俊，李章涛，邹松保，刘梅，原居林，杨东，单胜道，
申请(专利权)人：浙江科技大学，
类型：发明
国别省市：
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