一种重金属滤吸修复材料及土壤、固废重金属渗透淋滤修复方法

技术领域

本发明实施例涉及固废修复技术领域，具体涉及一种重金属滤吸修复材料及土壤、固废重金属渗透淋滤修复方法。

背景技术

矿山开采过程中大量的固废堆积，特别是针对重金属矿山，固废中含有大量的重金属污染物，固废在水的淋滤渗透作用下，往下迁移渗透，污染其下部的土壤和水体；破环生态环境。

当前固废处理主要为钝化处理后集中填埋，在填埋场底部布设收集管，用于收集固废渗滤液；且下部完全密封后，水进入场内，填埋场在水压下可能形成新的地质灾害问题。

鉴于此，有必要提供一种含重金属固废的处理方法。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种重金属滤吸修复材料及土壤、固废重金属渗透淋滤修复方法。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，本发明提供一种重金属滤吸修复材料，所述重金属滤吸修复材料的原料由如下重量份数的组分组成：聚硫酸铁5-10份、硫酸亚铁5-10份、腐殖酸钠10-15份、软锰矿粉10-15份、钙基膨润土0-10份、熟石灰5-10份、凹凸棒土5-10份、煤矸石5-10份、石英10-15份、粘土10-20份、铝矾土5-10份、炭黑5-10份、膨润土10-15份。

在一些优选的实施例中，所述重金属滤吸修复材料的原料由如下重量份数的组分组成：聚硫酸铁8份、硫酸亚铁8份、腐殖酸钠12份、软锰矿粉12份、钙基膨润土5份、熟石灰8份、凹凸棒土8份、煤矸石8份、石英12份、粘土15份、铝矾土8份、炭黑8份、膨润土12份。

根据本发明实施例的第二方面，本发明提供一种如上所述的重金属滤吸修复材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：

(1)首先将煤矸石、石英、粘土、铝矾土、炭黑和膨润土按比例混合均匀，得到第一混合物料；

(2)向所述第一混合物料中加水，研磨均匀，得到第二混合物料；

(3)将所述第二混合物料球磨成型、烧结，得到陶瓷混合材料；

(4)将所述陶瓷混合材料与聚硫酸铁、硫酸亚铁、腐殖酸钠、软锰矿粉、钙基膨润土、熟石灰、凹凸棒土充分混合，得到所述重金属滤吸修复材料。

在一些优选的实施例中，步骤(2)中，水的用量为第一混合物料重量的2％-10％。

在一些优选的实施例中，步骤(3)中，烧结的温度为1100℃-1250℃，时间为0.5-2h。

根据本发明实施例的第三方面，本发明提供一种土壤、固废重金属渗透淋滤修复方法，当固废或污染土壤长久堆积，不具备挖出处理后填埋的条件时，所述方法包括：

调查固废或污染土壤污染元素及污染程度，计算材料添加量；

在固废或污染土壤表层合适的工程位置向下打孔；

将如上所述的重金属滤吸修复材料通过孔注入固废或污染土壤底部；

上部复垦复绿。

本发明提供一种土壤、固废重金属渗透淋滤修复方法，当固废或污染土壤具备挖出处理后填埋的条件时，所述方法包括：

开挖污染的固废或污染土壤，并将其与如上所述的重金属滤吸修复材料进行拌和，对固废或污染土壤进行钝化处理；

选择合适的填埋场位置，并在底部铺设如上所述的重金属滤吸修复材料，以形成滤吸阻隔层；

将钝化后的固废或污染土壤填至填埋场；

封场复垦。

在一些优选的实施例中，所述方法还包括：在填埋钝化后的固废或污染土壤之前，在所述滤吸阻隔层表面铺设膨润土，以形成膨润土层。

在一些优选的实施例中，所述重金属包括铜、铅、锌、镍、镉、铬、砷、汞。

本发明实施例具有如下优点：

本发明提供一种重金属滤吸修复材料，其由特定用量的聚硫酸铁、硫酸亚铁、腐殖酸钠、软锰矿粉、钙基膨润土、熟石灰、凹凸棒土、煤矸石、石英、粘土、铝矾土、炭黑和膨润土制成，所制成的材料具有优异的重金属修复能力。

本发明提供的基于重金属滤吸修复材料的土壤、固废重金属渗透淋滤修复方法，具有良好的重金属污染土壤修改效果，并且处理成本低，可操作性强，具有广泛的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明实施例6提供的土壤、固废重金属渗透淋滤修复方法的示意图；

图2为本发明实施例7提供的土壤、固废重金属渗透淋滤修复方法的示意图；

图3为本发明实施例提供的重金属滤吸修复材料与传统修复材料的重金属含量对比分析图；

图4为本发明实施例提供的重金属滤吸修复材料与传统修复材料的重金属降低百分比对比分析图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例提供一种重金属滤吸修复材料，其原料为：聚硫酸铁5份、硫酸亚铁6份、腐殖酸钠12份、软锰矿粉10份、钙基膨润土8份、熟石灰5份、凹凸棒土10份、煤矸石5份、石英15份、粘土18份、铝矾土5份、炭黑10份、膨润土15份。

上述重金属滤吸修复材料的制备方法，包括如下步骤：

首先将煤矸石、石英、粘土、铝矾土、炭黑和膨润土按比例混合均匀，得到第一混合物料；

向所述第一混合物料中加水，研磨均匀，得到第二混合物料，其中，水的用量为第一混合物料重量的5％；

将所述第二混合物料球磨成型、于1200℃下烧结1h，得到陶瓷混合材料；

将所述陶瓷混合材料与聚硫酸铁、硫酸亚铁、腐殖酸钠、软锰矿粉、钙基膨润土、熟石灰、凹凸棒土充分混合，得到所述重金属滤吸修复材料。

实施例2

本实施例提供一种重金属滤吸修复材料，其原料为：聚硫酸铁8份、硫酸亚铁8份、腐殖酸钠12份、软锰矿粉12份、钙基膨润土5份、熟石灰8份、凹凸棒土8份、煤矸石8份、石英12份、粘土15份、铝矾土8份、炭黑8份、膨润土12份。

上述重金属滤吸修复材料的制备方法同实施例1。

实施例3

本实施例提供一种重金属滤吸修复材料，其原料为：聚硫酸铁8份、硫酸亚铁10份、腐殖酸钠10份、软锰矿粉13份、熟石灰5份、凹凸棒土7份、煤矸石10份、石英12份、粘土12份、铝矾土8份、炭黑6份、膨润土12份。

上述重金属滤吸修复材料的制备方法同实施例1。

实施例4

本实施例提供一种重金属滤吸修复材料，其原料为：聚硫酸铁5份、硫酸亚铁10份、腐殖酸钠15份、软锰矿粉10份、钙基膨润土10份、熟石灰8份、凹凸棒土6份、煤矸石5份、石英10份、粘土20份、铝矾土8份、炭黑5份、膨润土10份。

上述重金属滤吸修复材料的制备方法同实施例1。

实施例5

本实施例提供一种重金属滤吸修复材料，其原料为：聚硫酸铁10份、硫酸亚铁5份、腐殖酸钠15份、软锰矿粉15份、钙基膨润土2份、熟石灰10份、凹凸棒土10份、煤矸石8份、石英15份、粘土14份、铝矾土10份、炭黑5份、膨润土15份。

上述重金属滤吸修复材料的制备方法同实施例1。

实施例6

本实施例提供一种土壤、固废重金属渗透淋滤修复方法，当固废或污染土壤长久堆积，不具备挖出处理后填埋的条件时，包括如下步骤：

(1)调查固废或污染土壤污染元素及污染程度，计算材料添加量；

(2)在固废或污染土壤表层合适的工程位置向下打孔；

(3)将实施例1-5中任一的重金属滤吸修复材料通过孔注入固废或污染土壤底部；

(4)上部复垦复绿。

实施例7

本实施例提供一种土壤、固废重金属渗透淋滤修复方法，当固废或污染土壤具备挖出处理后填埋的条件时，包括如下步骤：

(1)开挖污染的固废或污染土壤，并将其与实施例1-5中任一的重金属滤吸修复材料进行拌和，对固废或污染土壤钝化处理；

(2)选择合适的填埋场位置，并在底部依次铺设稳定材料形成持力层，再铺设实施例1-5中任一的重金属滤吸修复材料，以在持力层表面形成滤吸阻隔层，之后再铺设膨润土，以在滤吸阻隔层表面形成膨润土层；

(3)将步骤(1)得到的钝化后的固废或污染土壤填至填埋场；

(4)封场复垦。

测试例1

本测试例涉及的研究区位于广西壮族自治区贺州某矿区，总面积8.7918km

具体步骤如下：称0.05g土壤样品，依次加入3ml硝酸，3ml氢氟酸，1ml高氯酸，置于聚四氟乙烯坩埚中，放在电热板上于180℃消解，直至烧杯内剩余液体体积小于0.5ml，液体呈透明或者浅黄绿透明色，同时烧杯底部无任何残余样品时，样品消解完成，主要测试铜、铅、锌、镍、镉、铬、砷、汞8种重金属元素。

为检测本重金属滤吸修复材料对重金属修复能力，同时对比传统修复材料；样品分别均等分为2份，分别往其加入实施例2的重金属滤吸修复材料与传统修复材料，进行拌和，使得材料与污染土壤进行充分接触，静置48h和72h后分别测试其重金属含量。结果见表1。

表1重金属修复效果对比分析一览表

注：pH值7.15.

以上结果表明：

重金属超标越严重，修复效果(重金属降低百分比)越好；

第一次添加本材料效果最好，逐次降低；

本发明提供的重金属滤吸修复材料对比传统修复材料具有更好的修复效果。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。