含Cr废渣、Cr污染土壤或其组合的稳定化方法技术

本发明专利技术公开了一种含Cr废渣、Cr污染土壤或其组合的稳定化方法，包括如下步骤：1）将含Cr废渣或Cr污染土壤的pH值调节至6~9；2）将还原剂、吸附剂和结晶活化剂加入步骤1）所得混合物中，调节含水率至20%~40%，搅拌均匀；3）将沉淀剂加入步骤2）所得的混合物中，搅拌均匀，密闭养护；步骤2）中，所述还原剂为硫化亚铁、焦亚硫酸钠或连二亚硫酸钠中的一种或其组合，所述吸附剂为黏土矿物，所述结晶活化剂为二氧化硅；步骤3）中所述沉淀剂为硫化钠和多硫化钙的一种或其组合。本发明专利技术不用添加固化剂，操作简单，增容率小，可大幅度节省成本，并且长期稳定性好。

Stabilization method for Cr containing waste residue, Cr contaminated soil or combination thereof

The invention discloses a method for stabilizing waste containing Cr and Cr contaminated soil or a combination thereof, which comprises the following steps: 1) Cr containing waste or Cr contaminated soil pH value adjusted to 6~9; 2) the reducing agent, adsorbent and crystallization activating agent is added in step 1) in the resulting mixture, regulating water the rate to 20%~40%, stirring evenly; 3) the precipitant mixture obtained in step 2), mixing in airtight curing; step 2), the reducing agent for ferrous sulfide, sodium metabisulfite or even two sodium sulfite in one or a combination thereof, the adsorbent for the clay minerals. The crystallization activation agent for silicon dioxide; step 3) in the precipitation agent for sodium sulfide and calcium polysulfide one or the combination of. Without adding curing agent, the invention has simple operation, small compatibilization rate, large cost saving and long term stability.

【技术实现步骤摘要】
含Cr废渣、Cr污染土壤或其组合的稳定化方法
本专利技术属于环境工程
，具体涉及一种含Cr废渣、Cr污染土壤或其组合的稳定化方法，尤其涉及一种高浓度的含Cr废渣、Cr污染土壤或其组合的稳定化方法。
技术介绍
含铬废渣是铬盐生产厂或铬铁合金厂在生产过程中排放出来的剧毒固体废渣，在这些固体废弃物中，含有相当数量的反应不完全的Cr2O3，少量水溶性铬酸钠及酸溶性铬酸钙。含铬固体废渣是最危险的固体废弃物，因为铬渣中的铬大多以Cr6+离子的形式存在，Cr6+对人体健康的危害极大，长期接触会出现全身中毒症状；同时，它会对周围生态环境，尤其是会对周围土壤和地下水造成持续性的污染，会随着水土的流失而扩大污染范围。同时铬渣作为持续的污染源，通过淋滤等作用持续地对周围土壤和地下水造成污染，所以治理高浓度含铬废渣是一个十分紧迫的环保问题。现有学术文献以及社会上实际发生的案例都表明含Cr废渣，以及由此导致的土壤被Cr污染都严重威胁着人类的身体健康和生态环境安全，制约着经济的可持续发展。所以对含Cr废渣，以及Cr污染土壤进行修复治理势在必行，刻不容缓。治理含铬废渣的关键是对含铬废渣进行有效的无害化处理，即进行解毒。由于铬的化合物具有强氧化性，所以铬渣解毒的基本原理就是在铬渣中加入某种还原剂，在一定的温度和气氛条件下，将有毒的Cr6+离子还原为无毒的Cr3+离子，再通过添加沉淀剂使得Cr3+沉淀下来。常用的还原解毒方法有：（1）烧结法：将铁精矿和含铬废渣混合作原料，生产烧结矿。此种方法每生产1吨烧结矿，要加入80%的铁精矿，因此，成本较高。（2）碱性还原法：直接在碱性含铬废渣中加入硫化钠、硫氢化钠等进行还原反应。（3）酸性还原法：将碱性含铬废渣用酸调至酸性，然后加入亚硫酸钠、硫酸亚铁等还原剂，在液固两相状态下，将Cr6+离子还原为Cr3+。此种工艺耗酸量较大，适用于有废酸排放的企业。（4）碳还原法：用碳作还原剂，把有毒的Cr6+离子还原成无毒的Cr3+离子，比如说将铬渣和无烟煤粉按比例混合在弱氧化气氛中加热至800℃左右，就可将Cr6+离子转化为无毒的Cr3+离子。随着我国环保事业的发展，伴随的是环境修复工程项目的验收标准也越来越严格。根据相关调研，目前很多含铬废渣、铬污染土壤修复项目的验收标准为：Cr6+：64-70mg/kg，酸浸出或水浸出浸出液中Cr6+≤0.5mg/L，总铬≤1.5mg/L。面对高浓度的含铬废渣和铬污染土壤，其浓度高达1000mg/kg～10000mg/kg，以现有的稳定化方法处理高浓度的含铬废渣和铬污染土壤很难达标，验收达标面临着巨大的技术挑战。基于此，开发一种技术可行、成本可控的工程技术变得十分迫切。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：现有的高浓度含Cr废渣以及Cr污染土壤的稳定化方法成本较高，稳定效果差，应用的范围受到限制，能耗较高，长期稳定性差。为了解决上述技术问题，本专利技术所涉及的还原稳定化方法通过药剂的多重化学反应，通过还原作用、吸附作用、晶化包封作用、沉淀作用、络合螯合和离子交换等多重反应实现对高浓度含Cr废渣，Cr污染土壤的还原稳定化，并且长期稳定性好。本专利技术提供了一种含Cr废渣、Cr污染土壤或其组合的稳定化方法，包括如下步骤：1）将含Cr废渣或Cr污染土壤的pH值调节至6~9；2）将还原剂、吸附剂和结晶活化剂加入步骤1）所得混合物中，调节含水率至20%~40%，搅拌均匀；3）将沉淀剂加入步骤2）所得的混合物中，搅拌均匀，密闭养护；步骤2）中，所述还原剂为硫化亚铁、焦亚硫酸钠或连二亚硫酸钠中的一种或其组合，所述吸附剂为黏土矿物，所述结晶活化剂为二氧化硅；步骤3）中所述沉淀剂为硫化钠和多硫化钙的一种或其组合。优选地，所述还原剂、吸附剂、结晶活化剂和沉淀剂的重量比例为100：（15～100）：（15～50）：（15～50）。更优选地，所述还原剂、吸附剂、结晶活化剂和沉淀剂的重量比例为100：（40～50）：（15～20）：（15～20）。优选地，所述还原剂、吸附剂、结晶活化剂与沉淀剂的重量之和为含Cr废渣、Cr污染土壤或其组合的重量的5%～30%。优选地，步骤1）以酸性调理剂和碱性调理剂调节pH。优选地，所述酸性调理剂是硫酸、硫酸亚铁、腐殖酸、硫磺粉、草炭土、泥炭土的一种或两种以上的任意组合，所述碱性调理剂是石灰、氢氧化钠、氢氧化钙、草木灰的一种或两种以上的任意组合。优选地，所述吸附剂为膨润土、高岭土、凹凸棒石、海泡石的一种或两种以上的任意组合。优选地，结晶活化剂为粉末石英砂、二氧化硅粉末、玻璃粉末的一种或两种以上的任意组合。优选地，步骤3）中的密闭养护时间为2-7天。优选地，所述含Cr废渣、Cr污染土壤或其组合中Cr6+的浓度为1000mg/kg～10000mg/kg。本专利技术能够达到以下技术效果：治理高浓度的含Cr废渣、Cr污染土壤或其组合，本专利技术的方法可不用水泥等固化剂，只通过2-7天的密闭养护即可完成稳定化达到修复目的。本专利技术不用添加固化剂，操作简单，增容率小，可大幅度节省成本，并且长期稳定性好。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。本专利技术提供了一种含Cr废渣、Cr污染土壤或其组合的稳定化方法，包括如下步骤：1）将含Cr废渣或Cr污染土壤的pH值调节至6~9；2）将还原剂、吸附剂和结晶活化剂加入步骤1）所得混合物中，调节含水率至20%~40%（目的是提供合适的水量和一个反应环境，同时方便搅拌均匀），搅拌均匀；3）将沉淀剂加入步骤2）所得的混合物中，搅拌均匀，密闭养护；步骤2）中，所述还原剂为硫化亚铁、焦亚硫酸钠或连二亚硫酸钠中的一种或其组合，所述吸附剂为黏土矿物，所述结晶活化剂为二氧化硅；步骤3）中所述沉淀剂为硫化钠和多硫化钙的一种或其组合。根据本专利技术的方法，在传统搅拌和计量设备条件下，首先通过pH调理剂把含Cr废渣或Cr污染土壤调节至中性，为下一步还原作好准备；第二步加入还原剂，吸附剂和结晶活化剂，以还原剂实现把Cr6+还原成Cr3+（经过实验发现，从反应动力学来看硫化亚铁、焦亚硫酸钠或连二亚硫酸钠为较佳的还原剂），同时以吸附剂对其进行吸附和离子交换作用，同时结晶活化剂为下一步的晶化包封作准备；最后加入沉淀剂，使得之前没有被完全还原的Cr6+在多硫化钙的作用下得到完全强化还原，并且强碱性的多硫化钙提供充足的OH-使得Cr3+完全沉淀下来，并且在沉淀过程中会在无定形二氧化硅粉末颗粒的表面生长成针状或柱状结晶体，使得生成的Cr(OH)3结构致密，将重金属晶化包封。通过还原作用、吸附作用、晶化包封作用、沉淀作用、络合螯合和离子交换等多重反应的协同和交互作用达到对污染物Cr的稳定化作用。列举具体实施例进行进一步说明。本专利技术所叙述药剂均为试剂纯，由国药集团化学试剂有限公司提供。实施例中所述供试含Cr废渣，Cr污染土壤的样品来自青海、山东、四川和湖南的铬污染场地。样品主要受Cr6+污染，样品分别风干、磨碎、过2mm筛后备用。实施例1本实施例用于青海某铬污染场地，具体如下：污染物为夹杂着含Cr废渣和Cr污染土壤的混合物，Cr6+浓度为5022mg/kg～7810mg/kg。（1）使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含Cr废渣、Cr污染土壤或其组合的稳定化方法，其特征在于，包括如下步骤：1）将含Cr废渣或Cr污染土壤的pH值调节至6~9；2）将还原剂、吸附剂和结晶活化剂加入步骤1）所得混合物中，调节含水率至20%~40%，搅拌均匀；3）将沉淀剂加入步骤2）所得的混合物中，搅拌均匀，密闭养护；步骤2）中，所述还原剂为硫化亚铁、焦亚硫酸钠或连二亚硫酸钠中的一种或其组合，所述吸附剂为黏土矿物，所述结晶活化剂为二氧化硅；步骤3）中所述沉淀剂为硫化钠和多硫化钙的一种或其组合。

【技术特征摘要】
1.一种含Cr废渣、Cr污染土壤或其组合的稳定化方法，其特征在于，包括如下步骤：1）将含Cr废渣或Cr污染土壤的pH值调节至6~9；2）将还原剂、吸附剂和结晶活化剂加入步骤1）所得混合物中，调节含水率至20%~40%，搅拌均匀；3）将沉淀剂加入步骤2）所得的混合物中，搅拌均匀，密闭养护；步骤2）中，所述还原剂为硫化亚铁、焦亚硫酸钠或连二亚硫酸钠中的一种或其组合，所述吸附剂为黏土矿物，所述结晶活化剂为二氧化硅；步骤3）中所述沉淀剂为硫化钠和多硫化钙的一种或其组合。2.根据权利要求1所述的含Cr废渣、Cr污染土壤或其组合的稳定化方法，其特征在于，所述还原剂、吸附剂、结晶活化剂和沉淀剂的重量比例为100：（15～100）：（15～50）：（15～50）。3.根据权利要求1所述的含Cr废渣、Cr污染土壤或其组合的稳定化方法，其特征在于，所述还原剂、吸附剂、结晶活化剂和沉淀剂的重量比例为100：（40～50）：（15～20）：（15～20）。4.根据权利要求1所述的含Cr废渣、Cr污染土壤或其组合的稳定化方法，其特征在于，所述还原剂、吸附剂、结晶活化剂与沉淀剂的重量之和为含Cr废渣、Cr污染土壤或其...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕正勇，魏丽，申坤，任贝，甄胜利，朱湖地，佟立永，苗竹，
申请(专利权)人：北京高能时代环境技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11