[发明专利]一种重金属固化剂的制备方法及其使用方法

说明书

本发明属于重金属固化剂技术领域，具体提供了一种重金属固化剂的制备方法及其使用方法，工艺流程简洁，仅涉及到样品的采集、预处理、提纯、养护，全流程生产周期不超过2天，成本低廉，解决了铁锰胶膜中化学成分复杂、有用组分提取难度大的问题，最终得到的重金属固化剂中铁锰氧化物含量超过80％；原材料为自然环境中的天然样品，除了氢氧化物碱性溶液处理外，不需要添加额外的化学成分，环保无污染；依靠天然铁锰氧化物的纳米颗粒效应、静电吸附效应、晶体孔道结构效应实现重金属的多途径高效固化，铅锌尾矿的各类重金属固化效率最高可达95％。

技术领域

本发明属于重金属固化剂技术领域，具体涉及一种重金属固化剂的制备方法及其使用方法。

背景技术

铁锰胶膜是一种产于华中湿润红壤地区土壤颗粒表面的薄膜状粘性物质，呈深黑色，厚度50-300微米，具有油脂光泽和一定粘性。铁锰胶膜主要由约10％的铁氧化物、10％的锰氧化物、65％的黏土矿物、5％的长石石英矿物碎屑和10％的有机质组成，是地表环境中富含铁锰元素的天然载体。

天然铁锰氧化物矿物的颗粒细小，粒径不超过100nm，具有良好的纳米颗粒效应。常见铁氧化物与锰氧化物的pHpzc值为8.0-8.6，表明在地表pH6.5-7.5环境中这些物质表面带负电荷，可有效吸附环境中的重金属离子。铁锰胶膜中的锰氧化物以2×2孔道状结构的锰钾矿和层状结构的水钠锰矿为主，铁氧化物中的针铁矿也具有1×2孔道状结构，基于铁锰氧化物矿物的晶体结构特征，各类重金属元素如铅、锌、铬、汞、钡等可沉淀在铁锰氧化物颗粒的层间、孔道中，或以离子态吸附在铁锰氧化物颗粒表面，从而实现固化重金属的效果。

通过开发利用天然铁锰胶膜制备重金属固化剂，将其应用到各类重金属环境污染场所，可以实现重金属的高效固化，但铁锰胶膜存在化学成分复杂、有用组分提取难度大的问题，长期以来仅作为一种地质观赏物，未能进行大规模开发利用。为此，本发明提供了一种铁锰胶膜中铁锰氧化物高效提取的技术方法，通过离心干燥养护，制备成一种具有重金属高效固化能力的环境功能材料，该新型环境功能材料相对传统人工合成型材料具有原材料无污染、储量高、成本低廉、固化效果好等多方面优势。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中铁锰胶膜化学成分复杂、有用组分提取难度大的问题。

为此，本发明提供了一种重金属固化剂的制备方法，包括以下步骤：

(1)样品采集：将室外环境中采集到的红壤土块样品破碎，使铁锰胶膜充分暴露出来，刮取表面的铁锰胶膜样品进行初步提取；

(2)样品粉磨：将刮取到的铁锰胶膜样品粉磨细碎，过筛，分离出样品中的大颗粒矿物碎屑；

(3)氢氧化物碱性溶液处理：将粉磨后的铁锰胶膜样品浸泡在氢氧化物碱性溶液中，分解释放铁锰胶膜中的黏土矿物组分；

(4)清洗养护：将氢氧化物碱性溶液处理后的铁锰胶膜固相组分捞出，用去离子水冲洗后，放入烘箱中，烘干时间为6-8小时，温度设置为60-80℃，得到重金属固化剂。

具体的，上述步骤(1)中刮取深度控制在0.2-0.3cm。

具体的，上述步骤(2)中过筛后铁锰胶膜的最终粒径小于75μm。

具体的，上述步骤(3)中氢氧化物碱性溶液的浓度为0.5-1Mol/L。

具体的，上述步骤(3)中铁锰胶膜样品与氢氧化物碱性溶液的浸泡配比为每100克样品浸泡在500mL氢氧化物碱性溶液中。

具体的，上述步骤(3)中的浸泡时间为2-3小时。

本发明还提供了上述任意一项所述制备方法制得的重金属固化剂的使用方法，包括以下步骤：

(1)将制得的重金属固化剂与重金属尾矿混合；