專利名稱：固定劑及重金屬污染土壤修復(fù)植物的安全處置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于資源環(huán)境技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種重金屬污染土壤修復(fù)植物的安全處置技
術(shù)，具體是積累重金屬修復(fù)植物焚燒中對銅、鎘、鉛、鋅等重金屬元素的固定，防止其通過煙 氣排出造成二次污染的安全處置方法。
背景技術(shù)：
自從20世紀(jì)80年代以來，植物修復(fù)以治理效果的永久性、治理過程的原位性、治 理成本的低廉性、環(huán)境美學(xué)的兼容性等特點(diǎn)，開始進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，且因其獨(dú)特技術(shù)及經(jīng)濟(jì) 優(yōu)勢，逐漸發(fā)展成為污染治理的重要途徑，但是有關(guān)于對積累重金屬修復(fù)植物的處置方面， 目前國內(nèi)外少有研究報(bào)道。 能源林木及蔗渣等相應(yīng)的后處理技術(shù)主要包括焚燒、堆肥、填埋和高溫分解、液相 萃取處理等。 焚燒法是一種高溫處置技術(shù)，以一定的過?？諝馀c被處理的有機(jī)廢物在焚燒爐 內(nèi)進(jìn)行氧化燃燒反應(yīng)。有毒有害物質(zhì)在高溫下氧化、熱解而被破壞，是一種可同時(shí)實(shí)現(xiàn)廢 物"三化"的處理技術(shù)。Ghosh M認(rèn)為焚燒技術(shù)利于實(shí)現(xiàn)富含重金屬植物的快速安全處置。 BoominathanR進(jìn)行富集鎳植物的分離研究，120(TC焚燒處理后，灰份中Ni含量為82%，主 要以結(jié)晶形式存在。而氮?dú)鈿夥障碌腘i損失大大減少。 不過在焚燒的過程中重金屬一部分會吸附在亞微米級塵粒上隨煙氣飛出，一般的
煙道清潔技術(shù)難以捕獲，該塵粒直接排到大氣容易造成重金屬的二次污染。 由于修復(fù)植物中含有一定的重金屬資源和能源，發(fā)展資源化綜合利用技術(shù)是最好
的選擇途徑。目前對于污染土壤植物修復(fù)收獲物的后處理技術(shù)研究較少，缺少實(shí)際過程應(yīng)
用。由于重金屬在焚燒過程中無法徹底破壞，只能遷移轉(zhuǎn)化，大多數(shù)相關(guān)研究僅界限于重金
屬含量的變化。 為促進(jìn)植物修復(fù)技術(shù)在凈化重金屬污染土壤中的應(yīng)用，積極展開焚燒固定劑相關(guān) 研究極為重要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種焚燒固定劑，對積累重金屬修 復(fù)植物焚燒過程中重金屬進(jìn)行固定。 本發(fā)明同時(shí)提供了一種重金屬污染土壤修復(fù)植物的安全處置方法，使用上述的焚
燒固定劑，通過化學(xué)反應(yīng)和物理吸附雙重作用，對積累重金屬修復(fù)植物焚燒過程中重金屬
進(jìn)行固定。使得重金屬元素不是隨煙氣飛走造成二次污染，而是固定在灰渣里面，富含重金
屬的灰渣又可以作為煉礦原料，這樣就使得重金屬得到無害處理。 本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn) 提供一種固定劑，為磷酸鈣礦石和膨潤土的混合物。
所述固定劑為粉狀顆?；旌衔?，磷酸鈣礦石和膨潤土的質(zhì)量比為i : i i : 3。
所述混合物優(yōu)選磷酸鈣礦石和膨潤土按照i : i的比例混合的粉狀顆粒，所述固 定劑對重金屬有較強(qiáng)的吸附固定作用。磷酸鈣礦石與膨潤土按照i : i的比例混合使用， 達(dá)到相同的效果所需要添加的吸附劑量比較少。 本發(fā)明同時(shí)提供了一種重金屬污染土壤修復(fù)植物的安全處置方法，將上述固定劑 加入待焚重金屬污染土壤修復(fù)植物進(jìn)行焚燒。 優(yōu)選的方案是，焚燒在回轉(zhuǎn)煅燒窖中進(jìn)行，有利于固定劑與重金屬的混合與接觸， 較好地吸附重金屬。 特別優(yōu)選的是按照待焚燒植物重量的1 10%將上述焚燒固定劑加入待焚植物，
焚燒可在回轉(zhuǎn)煅燒窖中進(jìn)行。焚燒后，植物體中有機(jī)物分解，主要以氧化物形式釋放出重金 屬，重金屬與所述固定劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)或者物理吸附雙重作用，使得重金屬元素不是隨煙 氣飛走造成二次污染，而是以灰渣的形式沉降下來，富含重金屬的灰渣可以作為煉礦原料， 變害為利。 本發(fā)明的有益效果是 提供了一種新的重金屬污染土壤修復(fù)植物焚燒固定劑，簡單易得，但能有效固定 修復(fù)植物焚燒中的重金屬。 本發(fā)明提供了一種重金屬污染土壤修復(fù)植物的安全處置方法，總結(jié)得到在積累重
金屬修復(fù)植物中加入合適的固定劑、將添加了固定劑的植物在回轉(zhuǎn)煅燒窖中焚燒的處理方
法，通過化學(xué)反應(yīng)與物理吸附雙重作用，使重金屬元素以固體的形式沉降在灰渣中，減少重
金屬元素以氣體或者微粒的形式從煙氣中排出，進(jìn)而防止積累重金屬修復(fù)植物焚燒過程造
成二次污染，從而為積累重金屬修復(fù)植物的實(shí)際應(yīng)用提供有力的技術(shù)保障。 使用本發(fā)明方法，重金屬元素不是隨煙氣飛走造成二次污染，而是固定在灰渣里
面，富含重金屬的灰渣可以作為煉礦原料，這樣就使得重金屬得到無害處理，并變廢為寶。 本發(fā)明具有工程量少、成本低、操作簡單方便等特點(diǎn)，能有效解決重金屬污染土壤
修復(fù)植物的安全處置問題，應(yīng)用性強(qiáng)，且較容易實(shí)施，在重金屬污染土壤修復(fù)植物的安全處
置領(lǐng)域中具有廣闊市場前景。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例來進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明。經(jīng)過大量長期的實(shí)驗(yàn)積累，本發(fā)
明總結(jié)得到在積累重金屬修復(fù)植物中加入合適的固定劑、將添加了固定劑的植物在回轉(zhuǎn)煅
燒窖中焚燒，通過化學(xué)反應(yīng)與物理吸附雙重作用，把植物中的重金屬成功固定在灰渣里面，
實(shí)施例只能就幾個(gè)實(shí)例來幫助理解本發(fā)明，并不因此限定本發(fā)明。 實(shí)施例1 在重金屬污染土壤種植的甘蔗，經(jīng)過榨汁后含有重金屬的甘蔗渣，經(jīng)測定其中鎘 含量為0. 99mg/kg、鉛含量為1. 83mg/kg、銅含量為10. 20mg/kg、鋅含量為98. 3mg/kg，往蔗 渣中加入其重量1%的固定劑，所述重金屬固定劑為磷酸鈣礦石與膨潤土按照1 : l的比 例混合的固體顆粒，將甘蔗渣和固定劑置于回轉(zhuǎn)燒窖中焚燒，通過對灰渣中鎘、鉛、銅和鋅4 種重金屬元素的追蹤測定，最后結(jié)果表明，所測重金屬元素被吸附沉降的質(zhì)量百分比分別 為鎘91.3%、鉛95. 2%、銅92. 2%、鋅92.8%。收集含重金屬灰渣，返回礦山，用作金屬冶 煉的原料。
實(shí)施例2 在重金屬污染土壤種植的甘蔗，經(jīng)過榨汁后含有重金屬的甘蔗渣，渣中鎘含量為 0. 99mg/kg、鉛含量為1. 83mg/kg、銅含量為10. 20mg/kg、鋅含量為98. 3mg/kg，往渣中加入 其重量8%的重金屬固定劑，所述重金屬固定劑為磷酸鈣礦石與膨潤土按照1 : 3的比例 混合的固體顆粒，置于回轉(zhuǎn)燒窖中焚燒，通過對鎘、鉛、銅和鋅4種重金屬元素的追蹤測定， 最后結(jié)果表明，所測重金屬元素被吸附沉降的質(zhì)量百分比分別為鎘91.8%、鉛95.4%、銅 92. 9% 、鋅93. 0% 。收集含重金屬灰渣，返回礦山，用作金屬冶煉的原料。
實(shí)施例3 在重金屬污染土壤種植的菊葉薯蕷，經(jīng)過提取皂素，發(fā)酵生產(chǎn)乙醇后，曬干得到 含有重金屬菊葉薯蕷發(fā)酵渣。經(jīng)測定，菊葉薯蕷發(fā)酵渣中鎘含量為0.82mg/kg、鉛含量為 2. 12mg/kg、銅含量為7. 33mg/kg、鋅含量為182. 9mg/kg，往發(fā)酵渣中加入其重量6%的重金 屬固定劑磷酸鈣礦石與膨潤土按照l : l的比例混合的固體顆粒，置于回轉(zhuǎn)燒窖中焚燒，通 過對鎘、鉛、銅和鋅4種重金屬元素的追蹤測定，最后結(jié)果表明，所測重金屬元素被吸附沉 降的質(zhì)量百分比分別為鎘90. 8%、鉛93. 5%、銅93. 2%、鋅94. 2%。收集含重金屬灰渣， 返回礦山，用作金屬冶煉的原料。
實(shí)施例4 在重金屬污染土壤種植的木薯，經(jīng)過發(fā)酵生產(chǎn)丁醇，在含有重金屬木薯發(fā)酵渣，渣 中鎘含量為1. 02mg/kg、鉛含量為2. 36mg/kg、銅含量為9. 36mg/kg、鋅含量為189. 6mg/kg， 往渣中加入其重量5%的重金屬固定劑磷酸|丐礦石與膨潤土按照1 : 2比例混合的固體 顆粒，置于回轉(zhuǎn)燒窖中焚燒，通過對鎘、鉛、銅和鋅4種重金屬元素的追蹤測定，最后結(jié)果表 明，所測重金屬元素被吸附沉降的質(zhì)量百分比分別為鎘93. 7%、鉛91. 4%、銅92. 7%、鋅 96. 6% 。收集含重金屬灰渣，返回礦山，用作金屬冶煉的原料。
實(shí)施例5 在重金屬污染土壤種植的木薯，經(jīng)過發(fā)酵生產(chǎn)丁醇，在含有重金屬木薯發(fā)酵渣，發(fā) 酵渣中鎘含量為1. 13mg/kg、鉛含量為2. 19mg/kg、銅含量為8. 75mg/kg、鋅含量為190. 4mg/ kg，往發(fā)酵渣中加入其重量10X的重金屬固定劑(磷酸鈣礦石與膨潤土按照1 : l比例混 合的固體顆粒)，置于回轉(zhuǎn)燒窖中焚燒，通過對鎘、鉛、銅和鋅4種重金屬元素的追蹤測定， 最后結(jié)果表明，所測重金屬元素被吸附沉降的質(zhì)量百分比分別為鎘94.0%、鉛92. 1%、銅 93.5%、鋅96.8%。收集含重金屬灰渣，返回礦山，用作金屬冶煉的原料。
實(shí)施例6 在重金屬污染土壤種植的木薯，經(jīng)過發(fā)酵生產(chǎn)丁醇，將含有重金屬木薯發(fā)酵渣，渣 中鎘含量為1. 13mg/kg、鉛含量為2. 19mg/kg、銅含量為8. 75mg/kg、鋅含量為190. 4mg/kg， 直接加入回轉(zhuǎn)燒窖中焚燒，通過對鎘、鉛、銅和鋅4種重金屬元素的追蹤測定，最后結(jié)果表 明，所測重金屬元素被吸附沉降的質(zhì)量百分比分別為鎘1. 2 % 、鉛2. 8 % 、 5. 1 % 、鋅3. 6 % 。
其它實(shí)施例不一一在此贅述，但并不因此限定本發(fā)明范圍。本發(fā)明采用焚燒固定 劑，通過化學(xué)反應(yīng)與物理吸附雙重作用，使重金屬元素以固體的形式沉降在灰渣中，減少重 金屬元素以氣體或者微粒的形式從煙氣中排出，進(jìn)而防止積累重金屬修復(fù)植物焚燒過程造 成二次污染，從而為積累重金屬修復(fù)植物的實(shí)際應(yīng)用提供有力的技術(shù)保障。
權(quán)利要求
一種固定劑，其特征在于包括磷酸鈣礦石和膨潤土。
2. 根據(jù)權(quán)利要求i所述的固定劑，其特征在于所述磷酸鈣礦石和膨潤土按照i : i i : 3的比例混合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的固定劑，其特征在于所述磷酸鈣礦石和膨潤土按照i : i的 比例混合。
4. 一種重金屬污染土壤修復(fù)植物的安全處置的方法，其特征在于是將權(quán)利要求1、2或 3所述的固定劑加入待焚重金屬污染土壤修復(fù)植物進(jìn)行焚燒。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述重金屬污染土壤修復(fù)植物的安全處置方法，其特征在于所述焚 燒是在回轉(zhuǎn)煅燒窖中進(jìn)行。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述重金屬污染土壤修復(fù)植物的安全處置方法，其特征在于所述焚 燒固定劑是按照待焚燒植物重量的1 10%的量加入待焚植物置于回轉(zhuǎn)煅燒窖中進(jìn)行焚燒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種固定劑及重金屬污染土壤修復(fù)植物的安全處置的方法。所述固定劑包括磷酸鈣礦石和膨潤土，將固定劑按照適宜的量加入待焚重金屬污染土壤修復(fù)植物中焚燒，可成功將重金屬沉降于灰渣中進(jìn)行再利用，同時(shí)避免了二次污染。
文檔編號B09C1/06GK101700524SQ20091019369
公開日2010年5月5日 申請日期2009年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月6日
發(fā)明者馮蕾, 徐寧, 徐曉立, 羅思施, 謝君, 陳國濤, 陳曉陽 申請人:華南農(nóng)業(yè)大學(xué)