[发明专利]一种含铅污染土壤的磷渣基修复材料

说明书

本发明提供一种含铅污染土壤的磷渣基修复材料，主要包括磷渣，沸腾炉渣，石油焦脱硫灰，水泥窑灰，外加剂。本发明将磷渣基修复材料在含铅污染土壤上的应用，采用旋耕机旋耕至污染土壤规定深度底层，翻晒或洒水方式调整污染土壤含水率至含水率4%；然后将所述的磷渣基修复材料按照该含铅污染土壤修复材料最低掺量2%均匀喷洒至污染土壤中；1天后，采用平地机整平后胶轮压路机碾压2~4遍，再覆膜封闭保湿保温养护；累计养护不少7天后采用旋耕机旋耕破碎恢复土壤蓬松结构，即可完成对含铅污染土壤的修复。采用本发明的技术方案对含铅污染土壤的磷渣基修复材料与水泥、磷酸盐材料相比，土壤铅浓度下降幅度大、时间短、并能持续修复。

技术领域

本发明专利涉及一种含铅污染土壤的磷渣基修复材料，以磷渣为主、掺加一定比例沸腾炉渣、石油焦脱硫灰、水泥窑灰混合均匀，并添加一定的外加剂得到能快速修复含铅污染土壤的磷渣基修复材料。

背景技术

铅是重金属污染土壤中分布较广，蓄积能力强生物毒性重金属。土壤铅污染主要来源于矿山开采、金属冶炼加工、IT制造、生活污水排放、污水灌溉、污泥使用以及含铅汽油的使用和燃烧，在国内，每年铅排放量约为56000t，铅已成为土壤污染的主要元素之一。进入土壤中的铅大多存在于表土层,几乎不向下移动，铅在土壤中易与有机物结合，极不易溶解。铅也能与大气中的颗粒物结合，并随风从城市输送到郊外，甚至从国内输送到国外，再经过大气沉降归于土壤，引发土壤污染，从而有造成全球铅污染的风险。铅具有强累积性,通过食物链的富集,人体中的铅能与多种酶结合从而干扰有机体多方面的生理活动,严重损害人的神经、消化、免疫和生殖系统,对人类健康造成威胁,人体中的铅约有80％来自饮食吸收，低剂量的铅就会影响人的中枢神经以及骨骼发育。土壤铅污染具有隐蔽性、长期性和不可逆性等特点,已经受到广泛关注。

铅污染土壤的高效修复技术一直是研究的热点与难点。铅的生物毒性与其生物有效性密切相关，以降低土壤铅生物有效性为核心的固化/稳定化处理是铅污染土壤修复的重要手段之一，重金属固化/稳定化重金属污染土壤的处置是一项耗资巨大而又艰巨的任务，而原位固化/稳定化修复是一种经济高效的治理技术，在铅污染土壤原位固化/稳定化修复中，使用范围较为广泛的是无机固化/稳定化修复剂，如水泥、钠基膨润土、海泡石、凹凸棒石、粉煤灰、及磷酸二氢钙、磷酸一氢钙、磷酸钠、羟基磷灰石等磷酸盐材料等。其中以水泥和磷酸盐材料研究和应用较多。

磷渣是黄磷工业中的一种工业副产物。在黄磷生产过程中，焦炭、硅石与磷矿石反应，磷灰石中的钙与二氧化硅结合生成硅酸钙，高温熔融状态下，经高压水骤冷水淬形成粒状颗粒。通常每生产1t黄磷将会产生8～10t的磷渣，随着黄磷工业生产规模的扩大，越来越多的磷渣将会产生。磷渣是高温熔融状态下被急冷成玻璃态，再者磷渣中含有大量的硅、铝成分，在急冷状态下没有形成稳定的化合物，将获得的热能封存在玻璃体中，从而使得磷渣具有潜在活性，能够发生火山灰反应。

目前，磷渣主要用于混凝土掺合料、水泥混合材、矿化剂、低熟料磷渣水泥等方面，使磷渣得到了一定程度的资源化利用。磷渣中可溶的P₂O₅和F的存在，造成磷渣水泥水化速率减慢，凝结时间延长，早期强度降低，严重制约了磷渣的资源化利用。我国目前黄磷产量约为90万吨/a，磷渣总量约为810万吨/a。磷渣大部分露天堆放，不仅占用大量土地资源，而且经雨水淋洗之后，磷渣中含有磷、氟等元素的物质逐渐溶出，不仅会污染地表水体，而且这些溶出的物质渗入地下后，还会污染地下水，进而影响植物生长，严重危害人类健康。此外，黄磷企业大多分布在地广人稀，与磷矿山距离较近的地区，坡度大、雨水集中，如遇暴雨，大量的磷渣会随雨水流动至低洼河流形成沉淀，阻碍河流流动、提高河床，很容易危及径流地区人畜的安全。