一种以电解锰渣为基料的双效修复剂在重金属污染土壤修复中的应用制造技术

本发明专利技术涉及环境重金属土壤修复技术领域，具体涉及一种以电解锰渣为基料的修复剂在重金属污染土壤修复中的应用。本发明专利技术以电解锰渣为基料，将其与含铁物料混合并球磨改性，利用其中的硅酸盐类成分和铁锰元素去钝化土壤中的重金属离子，既可以促进土壤重金属的钝化，又可增加土壤的钙镁硫硅锰等中量元素含量，增强土壤的肥效，只需将电解锰渣基修复剂拌入重金属污染的土壤中，而无需其他操作，具有重要的环境效益和社会价值，为电解锰渣的资源化和无害化提供一定的技术指导。无害化提供一定的技术指导。

【技术实现步骤摘要】
一种以电解锰渣为基料的双效修复剂在重金属污染土壤修复中的应用


[0001]本专利技术涉及环境重金属土壤修复
，具体涉及一种以电解锰渣为基料的双效修复剂在重金属污染土壤修复中的应用。

技术介绍

[0002]在工业和矿业活动的日益发展过程中，伴随而来的会产生大量的废渣，堆放在矿山或者在工厂周围，通过空气沉降、雨水淋融、粉尘扩散等，会污染矿山或工厂周围的土壤，造成其周边会出现重金属污染的现象，从而影响人类的生活生产活动。
[0003]电解锰渣是生产电解锰过程中，矿粉经过硫酸酸浸后所产生的酸浸渣。电解锰行业是高污染行业，在生产电解锰的过程中会产生大量固体废渣，造成环境污染。
[0004]目前农田土壤修复主要利用矿物(类)材料进行修复，但面临成本高、施工复杂、长效性低等实施痛点。因此开发长效、经济、安全的土壤重金属修复剂迫在眉睫。
[0005]目前，国内外对于重金属污染土地的治理现有的研究主要通过硫酸亚铁等纯物质复配成为钝化剂去修复稳定土壤中的重金属，但是由于大多数由纯化学药剂组成的复配本身存在化学毒性，一旦使用不恰当就容易对土壤造成污染，并且，大多数钝化剂都是针对单一的重金属污染的土壤或者较为相似的重金属污染土壤，而对于较多重金属污染的土壤的研究较少。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中存在的不足，本专利技术的目的首先在于提供了一种以电解锰渣为基料的双效修复剂在重金属污染土壤修复中的应用。
[0007]电解锰渣中的物质通过活化可变成含有白云母等及其他类似硅酸盐类物质，因此利用电解锰渣去除钝化土壤中的重金属离子的前景广阔。利用电解锰渣作为基料制备可用于重金属污染土壤修复的修复剂，可将原本为废物的材料资源化利用的方法，可以有效缓解土壤中的重金属污染。
[0008]为了达到上述目的，本专利技术提出了以下技术方案：
[0009]本专利技术提供了一种以电解锰渣为基料的双效修复剂在重金属污染土壤修复中的应用，所述修复剂为电解锰渣和含铁物料的混合物，所述含铁物料选自黄铁矿、FeSO4和还原铁粉中的至少一种。进一步的，所述重金属污染土壤中重金属至少包含镉、铬、铅和砷中的一种。
[0010]进一步的，所述电解锰渣和含铁物料的质量比为(0.5～3):1；优选的质量比为(1～1.5):1。
[0011]进一步的，所述应用的具体操作为：将修复剂按照0.2％～5％的质量比拌入重金属污染土壤中。
[0012]上述以电解锰渣为基料的双效修复剂在应用于重金属污染土壤时，不仅可以促进
土壤重金属的钝化，又可增加土壤中的钙、镁、硫等营养元素含量，增强土壤的肥效。同时该修复剂的应用过程便于实施，无繁琐的客观条件，能够适用于多种重金属污染土壤环境，并且实施成本低。该材料既可以增加土壤的钙镁硫硅锰等中量元素含量，增强土壤的肥效，又可钝化土壤中的重金属。
[0013]本专利技术还提供了上述以电解锰渣为基料的双效修复剂的制备方法，依次包括以下步骤：
[0014]S1混合
[0015]将电解锰渣和含铁物料按照一定比例混合，得到混合物；
[0016]S2球磨
[0017]将步骤S1得到的混合物放入球磨机中，球磨，然后取出球磨后的固体进行磨碎筛分，得双效修复剂。
[0018]优选的，所述球磨时间为1
‑
5h，球磨转速为200
‑
600r/min。
[0019]最优选的，所述含铁物料为还原铁粉，所述电解锰渣和还原铁粉的质量比为1:1，球磨转速为500r/min，球磨时间为1h，球料比为10:1。
[0020]所述电解锰渣基修复剂吸附土壤重金属的机理是：
[0021]电解锰渣中含有较高含量的二氧化硅和二氧化锰，经过与矿石中的铁类物质进行混合，球磨活化，使得其活化成为硅酸盐类物质，还增加了其二价铁离子和硫的含量，然后与重金属污染土壤接触后，活化后的电解锰渣中的活性基团会首先与重金属污染土壤中的铅、镉、铜等正二价离子发生反应，然后经活化后的钙离子和铁离子被缓慢释放出来，与土壤中的砷进行结合，从而通过电解锰渣和含铁物料中的铁锰元素使土壤中的砷固定下来，从而降低砷的移动性，使其固定稳定化，降低其浸出毒性。另一方面，还可以增加土壤的钙、镁、硫等中量营养元素。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和有益效果：
[0023]本专利技术公开的一种利用电解锰渣为基料的双效修复剂剂具有制备方法简单、操作方便、无二次污染，吸附效果和钝化效果好的特点，成本低廉，在常温下就对有毒的重金属离子具有优良的吸附性能，为电解锰渣的资源化利用提供了一种新的思路，具有重要的环境效益和良好的应用前景。
[0024]本专利技术为利用电解锰渣为基料的材料，将电解锰渣和铁矿混合在一起，经过改性，利用其中的成分钝化土壤中的重金属离子，具有重要的环境效益和社会价值。
附图说明
[0025]图1是实施例中所用电解锰渣(EMR)所得的XRD图，图中数字分别为：1
‑
碳酸钙，2
‑
白云石，3
‑
水硅钙锰石，4
‑
石英，5
‑
石膏，6
‑
白硅钙石，7
‑
蔷薇辉石；
[0026]图2是实施例1所得修复剂的XRD图，图中数字分别为：1
‑
FeOOH，2
‑
CaCO3，3
‑
Ca(OH)2，4
‑
Ca2SiO4，5
‑
FeS2，6
‑
SiO2，7
‑
MnSiO3，8
‑
MnO2，9
‑
CaSO4·
0.5H2O。
[0027]由图1和2可知，电解锰渣的晶相主要为石英、石膏、水硅钙锰石、白硅钙石和蔷薇辉石；然后经过加铁矿之后球磨活化，其晶型变为无定形晶相，原本电解锰渣中的铁元素也随之变成了水铁矿(FeOOH)，还有二氧化锰和含钙化合物，构成钙锰铁复合物，有助于对于土壤中的砷元素进行钝化修复。
[0028][0029][0030]2FeS2+2H2O+7O2→
2Fe
2+
+4SO
42
‑
+4H
+ (3)
[0031]4Fe
2+
+O2+8OH
‑
→
4FeOOH+2H2O (4)
[0032]4Fe
2+
+O2+4H
+
→
4Fe
3+
+2H2O (5)
[0033]2MnO+O2→
2MnO
2 (6)
[0034]MnSO4+2OH
‑
→
Mn(OH)2+SO
42
‑ (7)
[0035]AsO
43
‑
+FeOOH
→...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以电解锰渣为基料的双效修复剂在重金属污染土壤修复中的应用，所述双效修复剂为电解锰渣和含铁物料的混合物，所述含铁物料选自黄铁矿、FeSO4和还原铁粉中的至少一种。2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述重金属污染土壤中重金属至少包含镉、铬、铅和砷中的一种。3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述应用的具体操作为：将双效修复剂按照0.2％～5％的质量比拌入重...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜冬云，马梦雨，哈志昊，
申请(专利权)人：中南民族大学，
类型：发明
国别省市：