一种利用赤泥颗粒材料修复重金属污染土壤的方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于±壤重金属污染治理技术领域。更具体地，设及一种利用赤泥颗粒材 料修复重金属污染±壤的方法，特别是铅污染±壤的修复。
【背景技术】
[0002] 我国重金属污染的±壤已达2000万hm2,占总耕地面积的1/6,因工业废"污染 的农田达700万hm2,导致每年粮食减产100亿kg。同时采矿、冶炼也造成了矿区及周边地 区±壤等表生环境严重的重金属污染。我国西南和中部地区，特别是云南、江西、湖南、贵州 和广西等省区，由于采矿与金属冶炼造成矿区及周边地区±地严重的重金属污染，造成大 片±地不适于耕种，对当地的生态环境与人民身体健康构成严重威胁，妨碍了农业生产。
[0003] 重金属污染±壤的修复技术主要分为两类：原位修复和异位修复。原位修复方式 主要包括物理技术、化学技术和生物修复技术；物理技术包括客上和翻上法、热处理分离、 动电修复和隔离包埋等；化学技术包括化学固定、化学淋洗和化学氧化/还原等；生物修复 技术包括植物修复、微生物修复和堆肥等。其中，应用最广的物理技术的传统挖掘填埋修复 技术，由于成本高和占地大的不足，限制了其在±壤污染场地修复中的广泛应用，逐渐被成 本低、对周围环境扰动下、社会可接受程度高的原位化学固定技术所取代。原位化学固定指 的是向污染±壤中添加某一类或几类化学添加剂，通过吸附、沉淀或共沉淀、离子交换等机 理来改变重金属在±壤中的赋存形态，降低重金属的移动性和生物有效性从而减少重金属 对环境和人体危害的一种修复技术。原位固定技术的关键在于针对污染±壤的特性选择合 适的固化剂，常用的固化剂一般为经济成本较低的矿物和工业副产物，如生石灰、憐酸盐及 其矿物、侣娃酸盐、铁儘氧化物、沸石、污泥、堆肥等，研究发现运些固化剂可W有效固定± 壤中的铅、福、铜、锋、神等重金属。
[0004] 赤泥是氧化侣生产过程中产生的残渣，含有丰富的铁、侣和巧的氧化物，能减少金 属的溶度和生物利用度，通过释放OH离子对±壤中重金属起到持续稳定固化作用，促进污 染±壤中重金属的化学形态转化，可作为重金属污染±壤的稳定固化剂。但是，目前赤泥应 用于污染治理和生态修复时基本还是直接利用赤泥粉，由于其游离碱释放过快，导致上壤 pH上升速度很快，对植被和±壤微生物造成严重的危害。
[0005] 因此，如何降低游离碱释放速度，如何抑制治理重金属污染±壤时±壤抑上升速 度过快的问题，是当前赤泥应用于重金属污染±壤治理修复方面亟待解决的问题。
【发明内容】
[0006] 本发明要解决的技术问题是克服现有直接利用赤泥粉修复污染±壤，由于其游离 碱释放过快，导致±壤PH很快上升，会对植被和±壤微生物造成危害的问题，提供一种采 用颗粒化赤泥稳定固化重金属离子的±壤修复方法，利用石膏、娃酸盐水泥、粉煤灰的胶凝 性制备赤泥颗粒上壤修复剂，用于稳定固化重金属离子。该颗粒修复剂修复方法成本低廉， 能有效解决±壤抑快速上升的问题，实现受重金属污染的农田±壤原位修复。
[0007] 本发明的目的是提供一种赤泥颗粒材料及其制备方法。
[0008] 本发明另一目的是提供一种利用上述赤泥颗粒材料修复重金属污染±壤或污泥 的方法。
[0009] 本发明上述目的通过W下技术方案实现：
[0010] 一种赤泥颗粒材料，是W废赤泥粉和废石膏为主要原料，添加胶凝材料提高赤泥 的凝胶能力，并添加憐酸盐作为活性材料，经过加水混合、成球、常溫干燥、固化一系列过程 制备得到；所述胶凝材料为娃酸盐水泥和粉煤灰的混合物。所述石膏可W是工业石膏，也可 W是工业废渣废石膏。
[0011] 其中，优选地，所述娃酸盐水泥和粉煤灰的用量比为1~4 :1。
[0012] 更优选地，所述娃酸盐水泥和粉煤灰的用量比为1 :1。
[0013] 优选地，所述赤泥为拜耳法生产氧化侣过程中所产生的赤泥，其主要成分为氧化 侣、氧化铁和氧化巧。
[0014] 优选地，按照占=者的总重量比计，赤泥、石膏和胶凝材料的用量分别为80~ 90%、3~8%和2~10%;所述憐酸盐的用量占S者总重量的3~8%。优选地。
[0015] 更优选地，按照占=者的总重量的比例计，赤泥、石膏和胶凝材料的用量分别为 85%、5%和10%，憐酸盐的用量为2~5%，最优选地，憐酸盐的用量为5%。
[0016] 另外优选地，所述水的用量为：按照重量比计，水：混合料=0. 4~0. 6 :1，所述混 合料为赤泥、石膏和胶凝材料的混合物。
[0017] 更优选地，水：混合料=0. 5 :1。
[0018] 优选地，所述赤泥、石膏和胶凝材料均为粉料，并使用前先过50~70目筛。更优 选地，过40~60目筛。最优选地，过60目筛。
[0019] 优选地，所述赤泥、石膏和胶凝材料先混合揽拌2~地后，再加水和憐酸盐混合。
[0020] 优选地，所述的赤泥颗粒材料的制备采用圆盘造粒机。
[0021] 更优选地，圆盘造粒机的使用转速为20~40r/min。
[0022] 上述制备的赤泥颗粒材料为颗粒状，优选地，其形状为粒径1~5mm的球状。更优 选地，形状为粒径2~3mm的球状。
[0023] 具体地，上述赤泥颗粒材料的制备方法包括如下步骤：
[0024] SI.混料：将赤泥、石膏和胶凝材料按比例混合、粉碎，揽拌2~地，使所有粉料混 合均匀；混合料过60目筛，得到混合粉料；
[00巧]S2.造粒：置混合粉料于圆盘造粒机中，控制造粒转速20~40r/min，按0. 4~ 0. 6 :1的水灰比喷入水，再按比例添加过50~70目筛的憐酸盐，将混合粉料造粒成球；
[0026] S3.风干：自然风干12~4化；
[0027] S4.烘干：将S3风干后的生球60~70°C烘干2~化；
[002引 S5.自然冷却，得到赤泥颗粒材料。
[0029] 其中，优选地，步骤Sl所述揽拌时间为3.化。
[0030] 优选地，步骤S2所述水灰比为0. 5。
[0031] 优选地，步骤S2所述球的粒径为2~3mm。
[0032] 优选地，步骤S2所述憐酸盐过60目筛。
[0033] 优选地，步骤S3所述自然风干的时间为36h。
[0034]优选地，步骤S4所述烘干的溫度为65°C，所述烘干的时间为4h。
[0035] 上述赤泥颗粒材料在重金属污染±壤或污泥的治理修复方面的应用也在本发明 的保护范围之内。
[0036] 优选地，所述重金属污染±壤或污泥为化2\化2+和/或化 2+等重金属离子污染的 ±壤或污泥。
[0037] 更优选地，适用的重金属污染±壤或污泥的标准为：重金属的浓度含量为： Pb2+《500mg/L，化800mg/L，化650mg/L。
[003引Pb2+《300mg/L，化500mg/L，Cu 500mg/L作为一种优选的可实施方案，具 体应用的方法，一种利用赤泥颗粒材料修复重金属污染±壤的方法：按照2~8%的用量 比，将上述赤泥颗粒材料混入重金属污染±壤或污泥，在自然条件下稳定5~10天，即完成 对±壤及污泥中重金属离子的稳定固化。
[0039] 优选地，赤泥颗粒材料的用量比为6%。
[0040] 本发明为了克服现有直接利用赤泥粉修复污染±壤，由于其游离碱释放过快，导 致±壤抑很快上升，会对植被和±壤微生物造成危害的问题，经过大量研究和探索制备出 一种颗粒化的赤泥材料，具体是W废赤泥粉、废石膏为主要原料，并渗加一定量的娃酸盐水 泥和粉煤灰等胶凝材料作为骨架材料，再添加活化材料憐酸盐，经过加水混合、成球、自然 干风、烘干一系列过程复合成型为颗粒状修复剂。该赤泥颗粒±壤修复剂通过缓释对重金 属起到持续稳定化作用，可用于纯化污±中铅锋等重金属离子，有利于促进污染±壤中重 金属离子的化学形态转化，更重要的是，能有效解决±壤抑上升过快的问题，实现受重金 属污染的农田±壤原位修复。
[0041] 本发明具有W下有益效果：
[0042] 本发明利用水泥和粉煤灰复配使用能够协同增效的改善赤泥的胶凝性能，并进一 步结合活化材料憐酸盐的作用，实现了常溫下赤泥粉末的颗粒化，具有一定的机械强度和 很好的稳定固化重金属离子性能，可有效处理重金属，尤其是铅离子污染的±壤；而且利用 本发明的赤泥颗粒材料修复后±壤的抑基本稳定在7. 5 W下，能有效克服粉状赤泥材料修 复±壤存在±壤抑快速上升、不利于植物生长的问题，能够实现工业化的连续操作，有利 于实现重金属污染±壤及污泥中重金属离子的有效稳定固化，在重金属污染±壤或污泥的 实际处理修复中具有较高的应用价值。
[0043] 本发明制备赤泥颗粒是W废赤泥粉、废石膏等为原料，赤泥粉、废石膏、粉煤灰和 水泥均为廉价的物料，来源广泛易得，成本低廉，而且采用工业废赤泥粉作为颗粒修复剂的 主料，将赤泥用于处理重金属污染上壤及污泥，不仅解决了其自身堆放占地的问题，而且还 解决了重金属污染±壤的问题，达到W废治废的目的，具有较高的应用价值和环境效益。
[0044] 另外，本发明的制备工艺简单，成本低，具有很高的经济价值，适