公布日：2022.02.18
申请日：2021.11.16
分类号：B01J20/06(2006.01)I;B01J20/30(2006.01)I;C09K17/02(2006.01)I;B09C1/08(2006.01)I
摘要
本发明属于重金属污染土壤稳定化处置技术领域，具体涉及一种铁锰污泥改性的重金属稳定化制剂及其制备和应用。以自来水厂污泥或水体除铁、除锰所得底泥废料为制备原料，首先酸化制成铁锰可溶态溶液，过滤溶液通过加入生石灰等碱性物质制备得到铁盐、锰盐沉淀，并进行铁、锰元素含量摩尔比例调配，并通过无氧热解污泥酸化剩余废料的方式改性污泥孔隙结构及回收二氧化锰，再将金属氧化物与热解污泥废料粉碎后均质混合，在保障铁和锰元素含量摩尔比例达到3:1～4:1的条件下，进行高温煅烧，从而制得铁锰污泥改性重金属稳定化制剂；再通过调控土壤修复体系中pH、药剂掺入量等参数，实现稳定化制剂在三价砷及五价砷等重金属污染土壤修复中的应用。
权利要求书
1.一种铁锰污泥改性的重金属稳定化制剂的制备方法，其特征在于：1)以铁锰污泥废料为原料经酸解形成铁锰可溶态溶液，固液过滤分离，获得固体废料及过滤溶液；2)上述获得过滤溶液中加入生石灰，收集沉淀，至沉淀物中铁、锰元素含量在3:1～4:1，待用；2)将上述获得沉淀物在60～80℃条件下风干陈化2 6h，干燥，得到金属氧化复合物；3)步骤1)中过滤所得沉淀风干后，在400～500℃无氧条件下进行热解处理，得到污泥废料热解物；4)分别将步骤2)中得到的金属氧化复合物和步骤3)中得到的污泥废料热解物均质混合，而后调节物料中Fe和Mn元素摩尔比例达到3:1～4:1；5)将混合物料在300～500℃条件下煅烧12～24h，制得铁锰污泥改性的重金属稳定化制剂。
2.按权利要求1所述铁锰污泥改性的重金属稳定化制剂的制备方法，其特征在于：所述原料酸解前测定其铁、锰元素含量，当原料中Fe和Mn元素摩尔比例>4:1时，向收集的沉淀中加入0.5～1.0mol/LMnSO4，再逐滴缓慢加入0.5～1.0mol/LKMnO4溶液，至不再有棕褐色沉淀产生，即沉淀物中铁、锰元素含量在3:1～4:1；当Fe和Mn元素的摩尔比例<3:1时，在酸解前的溶液中加入铁粉，并补加1.8mol/L，而后再经酸解，而后经生石灰沉淀，过滤收集沉淀再经酸解，生石灰沉淀，反复操作直至合并沉淀中铁、锰元素含量在3:1～4:1；当铁、锰元素含量在3:1～4:1时，向过滤溶液中加入生石灰直接形成沉淀。
3.按权利要求1或2所述铁锰污泥改性的重金属稳定化制剂的制备方法，其特征在于：所述铁锰污泥废料为原料为自来水厂污泥或水体除铁、除锰所得底泥废料。
4.一种权利要求1所述方法制备所得铁锰污泥改性的重金属稳定化制剂，其特征在于：按权利要求1所述方法制备所得多孔铁 锰二元复合氧化物的铁锰污泥改性的重金属稳定化制剂。
5.一种权利要求4所述的稳定制剂的应用，其特征在于：所述稳定制剂在修复治理重金属污染土壤中的应用。
6.按权利要求5所述的应用，其特征在于：所述重金属为三价砷、五价砷、镉、铅、铜、铬中的一种或几种。
7.按权利要求5所述的应用，其特征在于：向待处理土壤中加入所述稳定制剂，并调节土壤pH为7～8；其，稳定制剂投加量为以污染土壤中有效态砷等重金属含量与稳定化药剂中Fe含量摩尔比达1:5～1:20。
发明内容
本发明目的在于提供一种基于油污土壤清洗处置过程的物料衡算方法及其应用。
一种铁锰污泥改性的重金属稳定化制剂的制备方法：
1)以铁锰污泥废料为原料经酸解形成铁锰可溶态溶液，固液过滤分离，获得固体废料及过滤溶液；
2)上述获得过滤溶液中加入生石灰，收集沉淀，至沉淀物中铁、锰元素含量在3:1～4:1，待用；
2)将上述获得沉淀物在60～80℃条件下风干陈化2 6h，干燥，得到金属氧化复合物；
3)步骤1)中过滤所得沉淀风干后，在400～500℃无氧条件下进行热解处理，得到污泥废料热解物；
4)分别将步骤2)中得到的金属氧化复合物和步骤3)中得到的污泥废料热解物均质混合，而后调节物料中Fe和Mn元素摩尔比例达到3:1～4:1；
5)将混合物料在300～500℃条件下煅烧12～24h，制得铁锰污泥改性的重金属稳定化制剂。
所述原料酸解前测定其铁、锰元素含量，
当原料中Fe和Mn元素摩尔比例>4:1时，向收集的沉淀中加入0.5～1.0mol/LMnSO4，再逐滴缓慢加入0.5～1.0mol/LKMnO4溶液，至不再有棕褐色沉淀产生，即沉淀物中铁、锰元素含量在3:1～4:1；
当Fe和Mn元素的摩尔比例
5)本发明专利所提供的铁锰污泥改性重金属稳定化制剂不仅具有砷(III、V)的吸附稳定化功能，同时对于镉(Cd)、铅(Pb)等重金属离子，同样具有可观的吸附性能。
（发明人：王卅;吴阳;黄殿男）