一种用于砷污染土壤的固化稳定剂及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种用于神污染±壤的固化稳定剂及其应用。
【背景技术】
[0002] 神广泛分布于自然界，全世界神储量在200万吨左右，在已探明的神资源中，中国 占70%，居世界首位。主要分布于广西、云南、湖南=省。神的化合物对生物具有较大毒性， =价神化合物的毒性较五价神为强，其中W毒性较大的=氧化二神（俗称祗霜）中毒为多 见，神化物还可经皮肤或创面吸收而中毒。
[0003] 位于湖南石口县鹤山村的雄黄矿，具有1500余年的历史，是亚洲最大的雄黄矿， 该矿区于1956年至1978年间进行神矿开采和祗霜生产，=废无处理排放。矿区附近的± 壤因开采而遭到严重污染。
[0004] 神污染的人为来源主要为农业和工业生产。农业中神污染来源主要来自W神化物 为主要成分的农药和化肥。含神农药和化肥W及除草剂，被直接使用而进入±壤。此外，农 业上含神的木材防腐剂、饲料添加剂等也能在物质循环中进入上壤。工业生产、有色金属矿 (神矿及神伴生矿）的开采及冶炼中含神污染物通过废水、废渣的排放，W及废物堆积等， 流入±壤中。
[0005] 在神污染±壤的修复方法中，主要包括如下方法；1、工程修复法，主要有客±法、 换±法和翻±法；2、物理化学修复法，主要有±壤淋洗法、玻璃化法、电化学法等；3、植物 修复法和微生物修复法；4、化学修复法，向±壤投入改良剂，通过对重金属的吸附、氧化还 原、括抗或沉淀作用。
[0006] 固化稳定化（St油ilization)属于化学修复法中的一类，是当前比较成熟的固体 废物处置技术。固化稳定化是指通过向污染物中加入稳定化药剂，使±壤中的游离态和交 换态的重金属转化为不易溶解、迁移能力低或毒性更小的稳定态形式W达到无害化。该方 法具有成本低廉和见效快的优点，已在实际修复中得到了广泛的应用。
[0007] 中国专利（申请发布号CN101695711A)公开了一种±壤神的化学固定材料及用 途。该方法采用纳米二氧化铁、铁粉等原料组成，对±壤神的吸附能力较强。但该方法存在 如下缺点：纳米二氧化铁成本较高、不容易制备，因此不易广泛使用。
【发明内容】
[000引本发明解决的技术问题是，用于神污染±壤的固化稳定剂成本较高，制备难度大， 对高神污染±壤的修复效率不高。
[0009] 本发明的技术方案是，提供一种用于神污染±壤的固化稳定剂，所述固化稳定剂 包含重量份为20~50份的铁盐、30~40份的侣盐、5~10份的高铺酸盐和10~20份的 碳酸巧。
[0010] 进一步地，所述铁盐为硫酸铁；所述侣盐为硫酸侣；所述高铺酸盐为高铺酸钟。
[0011] 本发明进一步提供所述固化稳定剂的应用，按重量份，每100份所述神污染±壤 中加入所述固化稳定剂0. 1~5份、水20~30份，揽拌均匀，静置养护3天w上。
[0012] 本发明所述的固化稳定剂，其具体反应机理为：在铺盐和侣盐的辅助作用下， 混合±壤中的As与化相互作用后生成无定型神酸铁（FeAs〇4-H2〇)或生成臭葱石 (化As〇4?2&0)等溶解度较低的矿物，从而降低了As的迁移性，最终达到稳定的修复效果。 因为随着化/As摩尔比增加，神酸铁的溶解度降低，稳定性的逐渐加强。例如当抑=3~ 8时，Fe/As的摩尔比为8左右，碱性神酸铁的溶解度均小于Img/L，因此对于神是一种较好 的安全稳定化的方法。
[0013] 侣具有两性，与娃有相似的性质，在抑=6时，溶于水后，侣离子容易水解，W氨氧 化侣的形式存在。由于侣的各种氧化物的零电荷点任ZC)大约在pH=6左右，同时根据多 数神污染±壤抑也在6左右，在该抑下，侣盐多W氨氧化侣形式存在，该物质具有一定的 吸附性，可吸附非稳定状态的神（如水溶态和离子交换态），阻碍神的迁移。一般认为，某 些形态的A1 (OH)3比FeOOH对神的稳定更为有效（反应速率接近100 %，而且要比天然的 FeOOH和粘±矿物的效果还要好。并且，在对神在R-AI2O3水界面的吸附行为的研究发现： 吸附时间越长，神在侣氧化物表面的解吸就越困难。
[0014] 高铺酸根可W使=价神氧化成五价神，减少毒性，迁移性，同时铺酸根部分还原形 成的二氧化铺本身具有一定的吸附性。碳酸巧具有辅助成矿的作用，促进金属沉淀物的形 成。进而降低了As的移动性。
[0015] 将四种组分与神污染±壤混合均匀后，加水养护，使得神可W固化稳定在上壤中， 不会被水浸出，从而大大地减少了神污染±壤的危害。
[0016] 本发明的有益效果是，该固化稳定剂组分简单，制备方便；特别适合用于高浓度的 神污染±壤中。
【具体实施方式】
[0017] W下结合实施例对本发明作进一步的说明，但实施例并不对本发明做任何形式 的限定。W下凡是设及总神浸出毒性的实验方法均采用美国环保总局毒性浸出程巧PA method1311，thetoxicitycharacteristicLeachingProcedure(TCLP)。实施例中的高 神污染±壤样采自湖南省常德市石口县鹤山村雄黄矿区（29° 39' 31"N~29。39' 59" N，111° 2' 40"E~111° 2' 55"巧的某废弃尾矿。
[001引实施例1
[0019] (1)神污染上壤的处理；为防止神渣颗粒侵入上壤层带来干扰，取下层神上壤为 供试±壤。±壤经风干、去杂后，磨碎过20目巧龙筛，并充分混匀，待用。经检测测定，该± 壤中总神含量约为；13000mg/kg，采用TCLP方法检测，其浸出液中总神含量约为70. 59mg/ L。
[0020] (2)加入固化稳定剂：准确称取2kg供试±壤，加入制备好的磨细混匀的固化稳定 剂lOOg(硫酸铁40g、硫酸侣30g、高铺酸钟5g、碳酸巧25g)，充分混合揽拌后，加水0.化，加 盖薄膜保湿。
[002U做养护测试；养护3天后，取修复后的±壤，用TCLP方法检测其浸出液的总神含 量，得出结果如下表1。
[0022] 表1使用固化稳定剂修复前后的效果对比
[0023]
【主权项】
1. 一种用于砷污染土壤的固化稳定剂，其特征在于，所述固化稳定剂包含重量份为 20~50份的铁盐、30~40份的铝盐、5~10份的高锰酸盐和10~20份的碳酸钙。
2. 如权利要求1所述的固化稳定剂，其特征在于，所述铁盐为硫酸铁；所述铝盐为硫酸 铝；所述高锰酸盐为高锰酸钾。
3. -种如权利要求1或2所述固化稳定剂的应用，其特征在于，按重量份，每100份所 述砷污染土壤中加入所述固化稳定剂0. 1~5份、水20~30份；搅拌均匀，静置养护3天 以上。
【专利摘要】本发明涉及一种用于砷污染土壤的固化稳定剂及其应用，该固化稳定剂包含重量份为20～50份的铁盐、30～40份的铝盐、5～10份的高锰酸盐和10～20份的碳酸钙。该固化稳定剂在砷污染土壤中的应用是，按重量份，每100份所述砷污染土壤中加入所述固化稳定剂0.1～5份、水20～30份；搅拌均匀，静置养护3天以上。该固化稳定剂组分简单，制备方便；特别适合用于高浓度的砷污染土壤中。
【IPC分类】B09C1-08, C09K17-08
【公开号】CN104774619
【申请号】CN201510078509
【发明人】贺前锋, 陈四海, 刘代欢, 刘畅, 周虹, 陈宪, 刘烨煊
【申请人】湖南永清环保研究院有限责任公司
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年2月13日