一種應用于Cr土壤污染的穩定礦化修復劑及其工藝方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及環保技術領域，特別涉及一種應用于Cr土壤污染的穩定礦化修復劑 及其工藝方法。
【背景技術】
[0002] 鉻鹽工業為無機化工與冶金材料交叉的重污染行業，資源能源利用率很低，鉻轉 化率僅為75%，每噸鉻鹽產品要排放2~2. 5噸高毒性鉻渣。因此，鉻鹽行業長期被列為我 國嚴重污染行業之首，年排放高毒性鉻渣30萬噸及大量含鉻粉塵廢氣，所產出的鉻渣堆經 雨水沖刷后，其中的六價鉻匯入附近的地表水或滲入地下水，對地表水、地下水和土壤造成 了嚴重污染。
[0003] 現有技術中，常用的鉻污染土壤的修復工藝為化學沉淀法，此方法加入化學物質 與鉻反應后沉淀，使用簡單，可大批量快速修復鉻污染土壤而應用廣泛，其工藝原理是將鉻 從污染的土壤中沉淀出來，但因為六價鉻的水溶性很強，沉淀后的鉻容易重新浸出，使得 鉻污染土壤修復不能達到國家標準。
【發明內容】
[0004] 針對現有技術存在的問題，本發明旨在提供一種應用于Cr土壤污染的穩定礦化 修復劑及其工藝方法，以解決現有技術中鉻污染土壤的修復不能達到國家標準的技術問 題。
[0005] 本發明提供一種應用于Cr土壤污染的穩定礦化修復劑，用于處理Cr污染土壤， 其中：含鉻總量為47. 3~28600mg/kg，浸出液中含總鉻：0. 5~285mg/L，六價鉻：0. 5~ 224mg/L;所述修復劑包括：10~27%wt的硫酸亞鐵溶液，以及含30~90%wt氧化鎂的 固化劑。
[0006] 優選地，所述固化劑為輕質氧化鎂，鎂鈣粉，鈣鎂粉，輕燒氧化鎂中的一種或幾種 形成的混合物。
[0007] 基于同一個發明構思，本發明還提供了一種用于治理Cr污染土壤的穩定礦化修 復劑的工藝方法，其包括如下步驟：
[0008] 步驟S1 :取含Cr的污染土壤的樣品按照公知的浸出方法制作浸出液，并分析浸出 液中Cr的含量；
[0009] 步驟S2 :將待處理的污染土壤經破碎后過10mm篩網進行篩選，再倒入攪拌機內開 啟攪拌；
[0010] 步驟S3 :加入主要含氧化鎂的粉狀固化劑，經稱重計量后，通過提升機攪拌時間 3_5min;
[0011] 步驟S4 :在步驟S3中加入硫酸亞鐵形成飽和溶液，經由稱重計量后加入攪拌機 內，攪拌時間3-5min;
[0012] 步驟S5 :根據步驟S4中的土壤含水率情況適當加水，控制土壤含水率在50 %左 右，攪拌3_5min。
[0013] 優選地，所述步驟S4中，亞鐵離子與六價鉻發生氧化還原反應，反應方程式為： Cr207(2 )+14H(+)+6Fe(2+) - 6Fe(3+)+2Cr(3+)+7H20 ;所述步驟S3 中，輕質氧化鎂與水結合生 成氫氧化鎂，所述氫氧化鎂為具有比表面積大的六邊形層狀結構，所述氫氧化鎂與空氣 中的二氧化碳反應生成水合碳酸鎂晶體，并且在所述晶體形成過程中，將Cr離子包裹在 所述晶體和層狀結構之間，使重金屬離子難以解離，反應方程式為：Mg0+H20 -Mg(0H)2, Mg(0H)2+C02+H20 -MgC03 · 2H20。
[0014] 優選地，所述步驟S4中，因硫酸亞鐵溶液的加入，使得被處理土壤中含有大量的 Fe2+、Fe3+，并且氧化鎂水解后將土壤pH值調整到了 7~9之間，使得部分鐵離子與鉻離子 形成共沉淀，Cr3+就可以取代Fe304晶格里金屬的位置，形成鐵氧體[Fe0CrFe03]，Cr3+在鐵 氧體晶體中結合牢固。
[0015] 基于上述技術方案的公開，本發明提供的所述應用于Cr土壤污染的穩定礦化修 復劑，其組份包括作為還原劑的硫酸亞鐵溶液和固化劑，還原劑能有效還原土壤污染中的 六價鉻，固化劑將還原后的鉻包裹，上述五個步驟的修復工藝使得六價鉻被穩定化/固化， 經該修復劑處理后的土壤，增溶比小，能滿足標準排放要求，且上述修復劑是易得的工業化 學品原料，取材方便，成本低廉。
【具體實施方式】
[0016] 下面通過【具體實施方式】來進一步說明本發明的技術方案：
[0017] 本發明提供一種應用于Cr土壤污染的穩定礦化修復劑，用于處理Cr污染土壤， 其中：含鉻總量為47. 3~28600mg/kg，浸出液中含總鉻：0. 5~285mg/L，六價鉻：0. 5~ 224mg/L;此修復劑包括：10~27 %wt的硫酸亞鐵溶液，作為還原劑；含30~90 %wt氧化 鎂的固化劑。本發明的修復劑根據土壤中Cr的污染程度配置不同的配比，可應用于不同程 度的Cr土壤污染治理項目中。
[0018] 優選地，此固化劑為固化劑輕質氧化鎂，鎂鈣粉，鈣鎂粉，輕燒氧化鎂中的一種或 幾種形成的混合物，固化劑中起主要作用的物質是氧化鎂。此固化劑取材方便，成本低廉。
[0019] 基于同一個發明構思，本發明還提供了一種應用于Cr土壤污染的穩定礦化修復 劑的工藝方法，包括如下步驟：
[0020] 步驟S1 :取含Cr的污染土壤的樣品按照公知的浸出方法制作浸出液，并分析浸出 液中Cr的含量；
[0021] 步驟S2 :將待處理的污染土壤經破碎后過10mm篩網進行篩選，再倒入攪拌機內開 啟攪拌；
[0022] 步驟S3 :加入含氧化鎂的粉狀固化劑，經稱重計量后，通過提升機攪拌時間 3_5min;
[0023] 步驟S4:在步驟S3中加入硫酸亞鐵形成飽和溶液，經由稱重計量后加入攪拌機 內，攪拌時間3-5min;
[0024] 步驟S5:根據步驟S4中的土壤含水率情況加水，控制土壤含水率在50%左右，攪 泮時間3_5min。
[0025] 本發明中，應用于Cr土壤污染的穩定礦化修復劑，其組份包括作為還原劑的硫酸 亞鐵溶液和固化劑，還原劑能有效還原土壤污染中的六價鉻，固化劑將還原后的鉻包裹，上 述五個步驟的修復工藝使得六價鉻被穩定化/固化，經該修復劑處理后的土壤，按照HJ/ T299-2007《固體廢物浸出毒性浸出方法硫酸硝酸法》方法浸出，浸出液中總鉻、六價鉻符合 GB8978-1996《污水排放綜合標準》中要求的排放濃度。且上述修復劑是易得的工業化學品 原料，取材方便，成本低廉。
[0026] 具體地，步驟S4中，亞鐵離子與六價鉻發生氧化還原反應，反應方程式為：〇207 (2-)+14H(+)+6Fe(2+) - 6Fe(3+)+2Cr(3+)+7H20 ;
[0027] 步驟S3中，氧化鎂與水結合生成氫氧化鎂，氫氧化鎂為六邊形層狀結構，六邊形 層狀結構有很大的比表面積，易于吸附重金屬離子。氫氧化鎂與空氣中的二氧化碳反應生 成水合碳酸鎂晶體，并且在晶體形成過程中，將Cr離子包裹在晶體和層狀結構之間，使重 金屬離子難以解離，反應方程式為：Mg0+H20 -Mg(0H)2,Mg(0H)2+C02+H20 -MgC03 · 2H20。
[0028] 或者，步驟S4中，因硫酸亞鐵溶液的加入，使得被處理土壤中含有大量的Fe2+、 Fe3+，并且氧化鎂水解后將土壤pH值調整到了 7~9之間，使得部分鐵離子與鉻離子形成共 沉淀，Cr3+就可以取代Fe304晶格里金屬的位置，形成鐵氧體[Fe0CrFe03]，Cr3+在鐵氧體 晶體中結合牢固，在酸、堿性條件下都不會溶于水，從而使得修復效果更佳。
[0029] 在本發明的實施例中，選取Cr污染土