利用电解锰渣制备的重金属污染土壤修复剂及其制备和应用的制作方法

本发明涉及危险废物无害化处置及资源化利用，具体涉及一种利用电解锰渣制备的重金属污染土壤修复剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、电解锰渣是电解锰生产过程中产生的废弃物，主要由锰、铁、硅、铝、钙、镁等元素组成，其含有大量的有害物质，对环境和人体健康具有一定的危害性。电解锰渣中的重金属污染物可以通过雨水冲刷等方式进入土壤，从而影响土壤肥力，并通过食物链进入人体，对人体健康造成威胁。电解锰渣中的有害物质也会对土壤生态系统造成破坏，影响植物的生长和发育。同时如果将电解锰渣直接倾倒到河流或湖泊中，也会对水体造成严重污染，破坏水生态环境。电解锰渣在堆放过程中，还会释放出有害气体，对空气质量造成影响，引发周边居民呼吸道疾病和其他健康问题。因此，对电解锰渣的处理和利用需要采取有效的环保措施，建立科学的废弃物处理系统，采用合适的处理方法进行资源化利用以防止其对环境和人体健康的危害，减少其对环境的污染。只有通过全面的环保措施和科学技术研发，才能实现电解锰渣的有效处理和资源的可持续利用。

2、重金属元素具有较高的毒性，它们易通过食物链进入植物体内，影响农作物的生长和发育。长期暴露于重金属污染的土壤中的植物可能会出现生长迟缓、叶片枯黄、根系受损等症状，甚至导致植物死亡。重金属污染还会破坏土壤微生物的生态平衡，降低土壤的肥力和水分保持能力，进一步加剧土壤退化。当人们食用受重金属污染的农作物或接触受污染的土壤时，重金属元素可能会通过食物链进入人体。长期摄入过量的重金属元素会导致多种健康问题。

3、针对土壤中重金属污染，采用传统物理分离修复技术需要考虑很多因素，对污染物的浓度要求较高，并且需要对后期处理物进行再处理；或采用物理换土法，但该方法工程量大、投资高。通过土壤修复剂修复重金属污染土壤具有操作简便、环境兼容性强、易于推广等优点，契合绿色农业方向，土壤修复剂性能决定了土壤修复效果。因此，若能利用电解锰渣制备重金属污染土壤修复剂，不仅拓展了电解锰渣的资源化途径，也拓展了修复剂制备原料，为重金属污染土壤修复提供了值得参考的技术路线。

4、现有技术中关于利用电解锰渣制备重金属污染土壤修复剂的技术方案有：

5、公开号为cn115466621a的专利说明书公开了一种以电解锰渣为基料的双效修复剂在重金属污染土壤修复中的应用，双效修复剂为电解锰渣和含钙物料的混合物，含钙物料为生石灰、熟石灰和/或石灰石。

6、公开号为cn116174469a的专利说明书公开了另一种以电解锰渣为基料的双效修复剂在重金属污染土壤修复中的应用，该双效修复剂为电解锰渣和含铁物料的混合物，含铁物料选自黄铁矿、feso4和还原铁粉中的至少一种。

技术实现思路

1、本发明提供了一种利用电解锰渣制备重金属污染土壤修复剂的方法，可拓展电解锰渣的资源化途径以及修复剂制备原料，实现废物再利用，同时为重金属污染土壤修复提供操作简便、环境兼容性强、易于推广且契合绿色农业方向的技术路线。

2、一种利用电解锰渣制备重金属污染土壤修复剂的方法，包括步骤：

3、(1)混合硫磷混合酸和电解锰渣，搅拌反应后固液分离，得到的液体为富锰浸出液；所述硫磷混合酸为含硫酸和磷酸的混合酸溶液；

4、(2)对所述富锰浸出液进行低温等离子体照射，得到聚磷多价锰浆；

5、(3)混合所述聚磷多价锰浆和壳聚糖掺铝钙土，搅拌得所述重金属污染土壤修复剂；

6、所述壳聚糖掺铝钙土的原料组成包括壳聚糖(在本发明中也可称之为“聚壳糖”或“壳聚合糖”等)、铝酸钙和土粉。

7、在一实施例中，步骤(1)中，可按液固比2～6ml:1g混合硫磷混合酸和电解锰渣。

8、在一实施例中，步骤(1)中，所述硫磷混合酸中，硫酸浓度可为0.25～4.25m，磷酸浓度可为0.05～2.45m。

9、在一实施例中，步骤(1)中，所述搅拌反应的温度可为20～80℃，时间可为2～12小时。

10、在一实施例中，步骤(2)中，所述低温等离子体照射的电压可为5～75kv，时间可为1～4小时。

11、在一实施例中，步骤(3)中，所述土粉可包括膨润土、高岭土、皂土中的至少一种。

12、在一实施例中，步骤(3)中，所述壳聚糖掺铝钙土中，壳聚糖、铝酸钙和土粉的质量比可为2.5～12.5:10～40:100。

13、在一实施例中，步骤(3)中，可按液固比0.4～1.2ml:1g混合所述聚磷多价锰浆和壳聚糖掺铝钙土。

14、在一实施例中，步骤(3)中，所述搅拌的时间可为2～12小时。

15、一种优选的利用电解锰渣制备重金属污染土壤修复剂的方法，包括步骤：

16、(1)按液固比2～6ml:1g混合硫磷混合酸和电解锰渣，搅拌反应后固液分离，得到的液体为富锰浸出液；所述硫磷混合酸为含硫酸和磷酸的混合酸溶液；所述硫磷混合酸中，硫酸浓度为0.25～4.25m，磷酸浓度为0.05～2.45m；

17、(2)对所述富锰浸出液进行低温等离子体照射，得到聚磷多价锰浆；

18、(3)按液固比0.4～1.2ml:1g混合所述聚磷多价锰浆和壳聚糖掺铝钙土，搅拌得所述重金属污染土壤修复剂；

19、所述壳聚糖掺铝钙土的原料组成包括壳聚糖、铝酸钙和土粉；所述土粉包括膨润土、高岭土、皂土中的至少一种；所述壳聚糖掺铝钙土中，壳聚糖、铝酸钙和土粉的质量比为2.5～12.5:10～40:100。

20、采用上述优选方法制备得到的重金属污染土壤修复剂在抑制重金属环境浸出、降低重金属浸出毒性、提高土壤肥沃性方面具有更好的性能效果。

21、本发明还提供了所述的方法制备得到的重金属污染土壤修复剂。

22、本发明还提供了所述的重金属污染土壤修复剂在修复重金属污染土壤中的应用。

23、作为一个总的发明构思，本发明还提供了一种重金属污染土壤修复方法，采用所述的重金属污染土壤修复剂修复重金属污染土壤。

24、在一实施例中，所述的重金属污染土壤修复方法，按照质量比1～3:100将所述重金属污染土壤修复剂与所述重金属污染土壤混匀，然后均匀撒上水，陈化放置6～8天。

25、本发明与现有技术相比，有益效果有：

26、本发明利用混酸共混、等离子体照射、混合土源外掺的方式实现利用电解锰渣制备高效重金属污染土壤修复剂。所制备的重金属污染土壤修复剂修复效果明显，可显著抑制重金属环境浸出，降低重金属浸出毒性，并适当提高土壤肥沃性。

技术特征：

1.一种利用电解锰渣制备重金属污染土壤修复剂的方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述低温等离子体照射的电压为5～75kv，时间为1～4小时。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中：

5.根据权利要求1或4所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述壳聚糖掺铝钙土中，壳聚糖、铝酸钙和土粉的质量比为2.5～12.5:10～40:100。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，按液固比0.4～1.2ml:1g混合所述聚磷多价锰浆和壳聚糖掺铝钙土。

7.根据权利要求1～6任一项所述的方法制备得到的重金属污染土壤修复剂。

8.根据权利要求7所述的重金属污染土壤修复剂在修复重金属污染土壤中的应用。

9.一种重金属污染土壤修复方法，其特征在于，采用权利要求7所述的重金属污染土壤修复剂修复重金属污染土壤。

10.根据权利要求9所述的重金属污染土壤修复方法，其特征在于，按照质量比1～3:100将所述重金属污染土壤修复剂与所述重金属污染土壤混匀，然后均匀撒上水，陈化放置6～8天。

技术总结本发明公开了一种利用电解锰渣制备的重金属污染土壤修复剂及其制备方法和在修复重金属污染土壤中的应用。一种利用电解锰渣制备重金属污染土壤修复剂的方法，包括步骤：(1)混合硫磷混合酸和电解锰渣，搅拌反应后固液分离，得到的液体为富锰浸出液；硫磷混合酸为含硫酸和磷酸的混合酸溶液；(2)对富锰浸出液进行低温等离子体照射，得到聚磷多价锰浆；(3)混合聚磷多价锰浆和壳聚糖掺铝钙土，搅拌得重金属污染土壤修复剂；壳聚糖掺铝钙土的原料组成包括壳聚糖、铝酸钙和土粉。本发明制备的重金属污染土壤修复剂修复效果明显，可显著抑制重金属环境浸出，降低重金属浸出毒性，并适当提高土壤肥沃性。技术研发人员：胡正峰,张峰,胡保卫,杨小林,赵欣受保护的技术使用者：浙江省生态环境科学设计研究院技术研发日：技术公布日：2024/5/29