重金属镉污染的处理方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910290070.8 (22)申请日 2019.04.11 (71)申请人 北京净界新宇环保科技有限公司 地址 100000 北京市朝阳区北辰东路8号7 号楼(N座)11层1107室 (72)发明人 秦凯宁红创孔维轩 (74)专利代理机构 成都顶峰专利事务所(普通 合伙) 51224 代理人 曾凯 (51)Int.Cl. B09B 3/00(2006.01) (54)发明名称 一种重金属镉污染的处理方法 (57)摘要 本发明属于重金属污染治理技术领域， 公开 了一种重金属。

2、镉污染的处理方法， 包括以下步 骤： 步骤S1， 将含镉矿渣进行破碎处理， 得到含镉 矿渣粉末； 步骤S2， 向含镉矿渣粉末中加入石灰 混合均匀， 得到含镉矿渣混合物； 步骤S3， 向含镉 矿渣混合物中加入碱性钙质激活剂、 固化剂、 酸 性物质、 微生物复合菌剂和水， 混合后得到固化 混合物， 固化混合物经过固化成型后得到固化产 物。 本发明可以使矿渣中的镉离子充分沉淀， 使 镉离子转化为稳定的化合状态， 并将稳定状态的 镉化合物进行包裹固化， 达到较好的固化稳定化 效果， 并且镉离子不易溶出， 不易迁移， 降低了镉 对环境和生态系统的危害。 权利要求书1页 说明书6页 CN 10992643。

3、5 A 2019.06.25 CN 109926435 A 1.一种重金属镉污染的处理方法， 其特征在于， 包括以下步骤： 步骤S1， 将含镉矿渣进行破碎处理， 得到含镉矿渣粉末； 步骤S2， 向含镉矿渣粉末中加入石灰混合均匀， 得到含镉矿渣混合物； 步骤S3， 向含镉矿渣混合物中加入碱性钙质激活剂、 固化剂、 酸性物质、 微生物复合菌 剂和水， 混合后得到固化混合物， 固化混合物经过固化成型后得到固化产物。 2.根据权利要求1所述的重金属镉污染的处理方法， 其特征在于， 在步骤S2中， 所述含 镉矿渣粉末与石灰的重量比为10： 12。 3.根据权利要求1所述的重金属镉污染的处理方法， 其特征。

4、在于， 在步骤S3中， 所述含 镉矿渣混合物、 碱性钙质激活剂、 固化剂和微生物复合菌剂的重量比为3060： 1015： 10 40： 110。 4.根据权利要求1所述的重金属镉污染的处理方法， 其特征在于， 在步骤S3中， 所述碱 性钙质激活剂为碳酸钙、 氢氧化钙、 氧化钙、 硫酸钙、 磷酸钙、 硝酸钙和氯化钙中的至少一 种。 5.根据权利要求1所述的重金属镉污染的处理方法， 其特征在于， 在步骤S3中， 所述固 化剂为硅酸盐、 铝酸盐、 硫铝酸盐、 铁铝酸盐和氟石雷矿物中的至少一种。 6.根据权利要求1所述的重金属镉污染的处理方法， 其特征在于， 在步骤S3中， 所述酸 性物质为植酸、 柠。

5、檬酸和硫酸中的至少一种。 7.根据权利要求1所述的重金属镉污染的处理方法， 其特征在于， 在步骤S3中， 加入酸 性物质调节固化混合物的pH值为910。 8.根据权利要求1所述的重金属镉污染的处理方法， 其特征在于， 在步骤S3中， 所述微 生物复合菌剂包括以下按照重量份计的组分： 混合菌15份和载体215份。 9.根据权利要求8所述的重金属镉污染的处理方法， 其特征在于， 所述混合菌包括以下 按照重量份计的组分： 蜡状芽孢杆菌15份、 枯草芽孢杆菌13份和希瓦氏菌13份。 10.根据权利要求8所述的重金属镉污染的处理方法， 其特征在于， 所述载体为活性炭 或者硅藻土。 权利要求书 1/1 页。

6、 2 CN 109926435 A 2 一种重金属镉污染的处理方法 技术领域 0001 本发明属于重金属污染治理技术领域， 具体涉及一种重金属镉污染的处理方法。 背景技术 0002 矿渣是在高炉炼铁过程中的副产品， 矿渣含有较多重金属， 重金属污染具有污染 范围广、 持续时间长、 污染隐蔽性、 无法被生物降解， 并可能通过食物链不断在生物体内富 集， 最终在人体内蓄积而危害健康的特点， 因此重金属污染日益引起人们的关注。 当环境受 到重金属镉污染后， 镉可能会在生物体内富集， 镉与生物体内的含羟基、 氨基、 巯基的蛋白 质分子结合， 能使许多酶系统受到抑制， 从而影响肝、 肾器官中酶系统的正常。

7、功能。 0003 对于重金属镉的污染， 通常采用固化稳定化技术进行处理。 固化稳定化技术， 即通 过添加化学药剂(稳定剂、 螯合剂等)或天然矿物， 化学药剂与土壤或废弃物中的重金属离 子发生反应， 使其中易溶出、 易迁移的重金属离子转化成为不易溶解、 迁移能力低或毒性更 低的形式， 以此降低污染物对环境和生态系统的危害。 0004 传统的固化稳定化药剂主要以水泥为主体， 采用石灰进行pH调节使重金属生成难 溶的氢氧化物实现重金属稳定化。 然而， 重金属氢氧化物的稳定性较差， 并且它们都有一个 极窄的最佳pH值区间， 通常落在9-11之间， 它们的稳定性对pH变化相当敏感， 通常一个pH值 单位。

8、的变化(不论往酸性还是碱性变动)就会导致1个数量级的溶解度增加。 因此， 仅仅通 过调节PH值来沉淀重金属不易于重金属的长期固化稳定， 而且易于反弹。 为达到较好的固 化稳定化效果， 通常需要加入一些其它价格相对较高的材料。 目前有一些固化稳定剂在去 重金属的固化上采用了螯合的反应机理， 但是螯合技术存在着无法长期保证重金属安定性 的问题。 发明内容 0005 为了解决现有技术存在的上述问题， 本发明目的在于提供一种重金属镉污染的处 理方法， 能够使镉离子沉淀固化， 达到较好的固化稳定化效果， 并且镉离子不易溶出， 不易 迁移， 降低了镉对环境和生态系统的危害。 0006 本发明所采用的技术方。

9、案为： 一种重金属镉污染的处理方法， 包括以下步骤： 0007 步骤S1， 将含镉矿渣进行破碎处理， 得到含镉矿渣粉末； 0008 步骤S2， 向含镉矿渣粉末中加入石灰混合均匀， 得到含镉矿渣混合物； 0009 步骤S3， 向含镉矿渣混合物中加入碱性钙质激活剂、 固化剂、 酸性物质、 微生物复 合菌剂和水， 混合后得到固化混合物， 固化混合物经过固化成型后得到固化产物。 0010 作为优选方式， 在步骤S2中， 所述含镉矿渣粉末与石灰的重量比为10： 12。 0011 作为优选方式， 在步骤S3中， 所述含镉矿渣混合物、 碱性钙质激活剂、 固化剂和微 生物复合菌剂的重量比为3060： 1015。

10、： 1040： 110。 0012 作为优选方式， 在步骤S3中， 所述碱性钙质激活剂为碳酸钙、 氢氧化钙、 氧化钙、 硫 酸钙、 磷酸钙、 硝酸钙和氯化钙中的至少一种。 说明书 1/6 页 3 CN 109926435 A 3 0013 作为优选方式， 在步骤S3中， 所述固化剂为硅酸盐、 铝酸盐、 硫铝酸盐、 铁铝酸盐和 氟石雷矿物中的至少一种。 0014 作为优选方式， 在步骤S3中， 所述酸性物质为植酸、 柠檬酸和硫酸中的至少一种。 0015 作为优选方式， 在步骤S3中， 加入酸性物质调节固化混合物的pH值为910。 0016 作为优选方式， 在步骤S3中， 所述微生物复合菌剂包括以。

11、下按照重量份计的组分： 混合菌15份和载体215份。 0017 作为优选方式， 所述混合菌包括以下按照重量份计的组分： 蜡状芽孢杆菌15份、 枯草芽孢杆菌13份和希瓦氏菌13份。 0018 作为优选方式， 所述载体为活性炭或者硅藻土。 0019 本发明的有益效果为： 0020 本发明通过使用石灰、 碱性钙质激活剂、 酸性物质、 微生物复合菌剂对矿渣中的镉 离子进行充分沉淀， 使镉离子转化为稳定的化合状态， 再通过固化剂将稳定状态的镉化合 物进行包裹固化， 达到较好的固化稳定化效果， 并且镉离子不易溶出， 不易迁移， 降低了镉 对环境和生态系统的危害。 具体实施方式 0021 实施例1 0022。

12、 本实施例提供了一种重金属镉污染的处理方法， 包括以下步骤： 0023 步骤S1， 将含镉矿渣进行破碎处理， 得到含镉矿渣粉末。 具体地， 所述含镉矿渣粉 末的粒度为100目， 便于矿渣中镉离子的溶出。 0024 步骤S2， 向含镉矿渣粉末中加入石灰混合均匀， 得到含镉矿渣混合物。 其中， 含镉 矿渣粉末与石灰的重量比为10： 1。 0025 步骤S3， 向含镉矿渣混合物中加入碱性钙质激活剂、 固化剂、 酸性物质、 微生物复 合菌剂和水， 混合后得到固化混合物， 固化混合物经过固化成型后得到固化产物。 其中， 含 镉矿渣混合物、 碱性钙质激活剂、 固化剂和微生物复合菌剂的重量比为30： 10：。

13、 10： 1。 0026 具体地， 在步骤S3中， 所述碱性钙质激活剂为硫酸钙， 所述固化剂为硫酸铝和硅酸 铝， 所述酸性物质为植酸， 加入酸性物质调节固化混合物的pH值为9， 从而将溶液中的重金 属离子沉淀， 从而降低重金属离子的毒性。 0027 在本实施方式中， 所述微生物复合菌剂包括以下按照重量份计的组分： 混合菌1份 和载体2份。 优选地， 所述载体为硅藻土， 所述混合菌包括以下按照重量份计的组分： 蜡状芽 孢杆菌1份、 枯草芽孢杆菌1份和希瓦氏菌1份。 蜡状芽孢杆菌、 枯草芽孢杆菌和希瓦氏菌配 置在磷酸缓冲溶液中形成混合菌， 混合菌通过带电荷的细胞表面吸附重金属镉离子， 将重 金属离。

14、子富集在细胞表面或内部。 在自然条件下， 混合菌也可通过氧化-还原作用、 甲基化 作用和脱烃作用等产生硫离子， 硫离子与重金属镉离子结合形成硫化镉沉淀， 从而将重金 属镉离子转化为无毒或低毒的化合物形式。 0028 本发明通过使用石灰、 碱性钙质激活剂、 酸性物质、 微生物复合菌剂对矿渣中的镉 离子进行充分沉淀， 使镉离子转化为稳定的化合状态， 再通过固化剂将稳定状态的镉化合 物进行包裹固化， 达到较好的固化稳定化效果， 并且镉离子不易溶出， 不易迁移， 降低了镉 对环境和生态系统的危害。 通过本发明对含镉矿渣进行处理后可以形成无害化的矿渣， 无 说明书 2/6 页 4 CN 10992643。

15、5 A 4 害化的矿渣可以做路基材料进行循环使用， 既可解决筑路材料的来源问题， 又可解决工矿 企业废物排放的问题， 对环境保护有很大的现实意义。 0029 实施例2 0030 本实施例提供了一种重金属镉污染的处理方法， 包括以下步骤： 0031 步骤S1， 将含镉矿渣进行破碎处理， 得到含镉矿渣粉末。 具体地， 所述含镉矿渣粉 末的粒度为80目， 便于矿渣中镉离子的溶出。 0032 步骤S2， 向含镉矿渣粉末中加入石灰混合均匀， 得到含镉矿渣混合物。 其中， 含镉 矿渣粉末与石灰的重量比为10： 2。 0033 步骤S3， 向含镉矿渣混合物中加入碱性钙质激活剂、 固化剂、 酸性物质、 微生物。

16、复 合菌剂和水， 混合后得到固化混合物， 固化混合物经过固化成型后得到固化产物。 其中， 含 镉矿渣混合物、 碱性钙质激活剂、 固化剂和微生物复合菌剂的重量比为60： 15： 40： 10。 0034 具体地， 在步骤S3中， 所述碱性钙质激活剂为碳酸钙， 所述固化剂为硫酸铝和硅酸 铝， 所述酸性物质为柠檬酸， 加入酸性物质调节固化混合物的pH值为10， 将溶液中的重金属 离子沉淀， 从而降低重金属离子的毒性。 0035 在本实施方式中， 所述微生物复合菌剂包括以下按照重量份计的组分： 混合菌5份 和载体15份。 优选地， 所述载体为硅藻土， 所述混合菌包括以下按照重量份计的组分： 蜡状 芽孢。

17、杆菌5份、 枯草芽孢杆菌3份和希瓦氏菌3份。 蜡状芽孢杆菌、 枯草芽孢杆菌和希瓦氏菌 配置在磷酸缓冲溶液中形成混合菌， 混合菌通过带电荷的细胞表面吸附重金属镉离子， 将 重金属离子富集在细胞表面或内部。 在自然条件下， 混合菌也可通过氧化-还原作用、 甲基 化作用和脱烃作用等产生硫离子， 硫离子与重金属镉离子结合形成硫化镉沉淀， 从而将重 金属镉离子转化为无毒或低毒的化合物形式。 0036 本发明通过使用石灰、 碱性钙质激活剂、 酸性物质、 微生物复合菌剂对矿渣中的镉 离子进行充分沉淀， 使镉离子转化为稳定的化合状态， 再通过固化剂将稳定状态的镉化合 物进行包裹固化， 达到较好的固化稳定化效果。

18、， 并且镉离子不易溶出， 不易迁移， 降低了镉 对环境和生态系统的危害。 0037 实施例3 0038 本实施例提供了一种重金属镉污染的处理方法， 包括以下步骤： 0039 步骤S1， 将含镉矿渣进行破碎处理， 得到含镉矿渣粉末。 具体地， 所述含镉矿渣粉 末的粒度为60目， 便于矿渣中镉离子的溶出。 0040 步骤S2， 向含镉矿渣粉末中加入石灰混合均匀， 得到含镉矿渣混合物。 其中， 含镉 矿渣粉末与石灰的重量比为10： 1.5。 0041 步骤S3， 向含镉矿渣混合物中加入碱性钙质激活剂、 固化剂、 酸性物质、 微生物复 合菌剂和水， 混合后得到固化混合物， 固化混合物经过固化成型后得到。

19、固化产物。 其中， 含 镉矿渣混合物、 碱性钙质激活剂、 固化剂和微生物复合菌剂的重量比为45： 12： 25： 5。 0042 具体地， 在步骤S3中， 所述碱性钙质激活剂为硫酸钙， 所述固化剂为硫酸铝和硅酸 铝， 所述酸性物质为植酸， 加入酸性物质调节固化混合物的pH值为10， 从而将溶液中的重金 属离子沉淀， 从而降低重金属离子的毒性。 0043 在本实施方式中， 所述微生物复合菌剂包括以下按照重量份计的组分： 混合菌3份 和载体8份。 优选地， 所述载体为活性炭， 所述混合菌包括以下按照重量份计的组分： 蜡状芽 说明书 3/6 页 5 CN 109926435 A 5 孢杆菌3份、 枯。

20、草芽孢杆菌2份和希瓦氏菌2份。 蜡状芽孢杆菌、 枯草芽孢杆菌和希瓦氏菌配 置在磷酸缓冲溶液中形成混合菌， 混合菌通过带电荷的细胞表面吸附重金属镉离子， 将重 金属离子富集在细胞表面或内部。 在自然条件下， 混合菌也可通过氧化-还原作用、 甲基化 作用和脱烃作用等产生硫离子， 硫离子与重金属镉离子结合形成硫化镉沉淀， 从而将重金 属镉离子转化为无毒或低毒的化合物形式。 0044 本发明通过使用石灰、 碱性钙质激活剂、 酸性物质、 微生物复合菌剂对矿渣中的镉 离子进行充分沉淀， 使镉离子转化为稳定的化合状态， 再通过固化剂将稳定状态的镉化合 物进行包裹固化， 达到较好的固化稳定化效果， 并且镉离子。

21、不易溶出， 不易迁移， 降低了镉 对环境和生态系统的危害。 0045 实施例4 0046 本实施例提供了一种重金属镉污染的处理方法， 包括以下步骤： 0047 步骤S1， 将含镉矿渣进行破碎处理， 得到含镉矿渣粉末。 具体地， 所述含镉矿渣粉 末的粒度为100目， 便于矿渣中镉离子的溶出。 0048 步骤S2， 向含镉矿渣粉末中加入石灰混合均匀， 得到含镉矿渣混合物。 其中， 含镉 矿渣粉末与石灰的重量比为10： 1.5。 0049 步骤S3， 向含镉矿渣混合物中加入碱性钙质激活剂、 固化剂、 酸性物质、 微生物复 合菌剂和水， 混合后得到固化混合物， 固化混合物经过固化成型后得到固化产物。 。

22、其中， 含 镉矿渣混合物、 碱性钙质激活剂、 固化剂和微生物复合菌剂的重量比为40： 10： 10： 2。 0050 具体地， 在步骤S3中， 所述碱性钙质激活剂为硫酸钙， 所述固化剂为硫酸铝和硅酸 铝， 所述酸性物质为植酸， 加入酸性物质调节固化混合物的pH值为9， 从而将溶液中的重金 属离子沉淀， 从而降低重金属离子的毒性。 0051 在本实施方式中， 所述微生物复合菌剂包括以下按照重量份计的组分： 混合菌2份 和载体10份。 优选地， 所述载体为硅藻土， 所述混合菌包括以下按照重量份计的组分： 蜡状 芽孢杆菌5份、 枯草芽孢杆菌2份和希瓦氏菌2份。 蜡状芽孢杆菌、 枯草芽孢杆菌和希瓦氏菌。

23、 配置在磷酸缓冲溶液中形成混合菌， 混合菌通过带电荷的细胞表面吸附重金属镉离子， 将 重金属离子富集在细胞表面或内部。 在自然条件下， 混合菌也可通过氧化-还原作用、 甲基 化作用和脱烃作用等产生硫离子， 硫离子与重金属镉离子结合形成硫化镉沉淀， 从而将重 金属镉离子转化为无毒或低毒的化合物形式。 0052 本发明通过使用石灰、 碱性钙质激活剂、 酸性物质、 微生物复合菌剂对矿渣中的镉 离子进行充分沉淀， 使镉离子转化为稳定的化合状态， 再通过固化剂将稳定状态的镉化合 物进行包裹固化， 达到较好的固化稳定化效果， 并且镉离子不易溶出， 不易迁移， 降低了镉 对环境和生态系统的危害。 0053 。

24、实施例5 0054 本实施例提供了一种重金属镉污染的处理方法， 包括以下步骤： 0055 步骤S1， 将含镉矿渣进行破碎处理， 得到含镉矿渣粉末。 具体地， 所述含镉矿渣粉 末的粒度为120目， 便于矿渣中镉离子的溶出。 0056 步骤S2， 向含镉矿渣粉末中加入石灰混合均匀， 得到含镉矿渣混合物。 其中， 含镉 矿渣粉末与石灰的重量比为10： 1。 0057 步骤S3， 向含镉矿渣混合物中加入碱性钙质激活剂、 固化剂、 酸性物质、 微生物复 说明书 4/6 页 6 CN 109926435 A 6 合菌剂和水， 混合后得到固化混合物， 固化混合物经过固化成型后得到固化产物。 其中， 含 镉矿。

25、渣混合物、 碱性钙质激活剂、 固化剂和微生物复合菌剂的重量比为50： 12： 30： 8。 0058 具体地， 在步骤S3中， 所述碱性钙质激活剂为硫酸钙， 所述固化剂为硫酸铝和硅酸 铝， 所述酸性物质为植酸， 加入酸性物质调节固化混合物的pH值为9.5， 从而将溶液中的重 金属离子沉淀， 从而降低重金属离子的毒性。 0059 在本实施方式中， 所述微生物复合菌剂包括以下按照重量份计的组分： 混合菌5份 和载体12份。 优选地， 所述载体为活性炭， 所述混合菌包括以下按照重量份计的组分： 蜡状 芽孢杆菌2份、 枯草芽孢杆菌2份和希瓦氏菌2份。 蜡状芽孢杆菌、 枯草芽孢杆菌和希瓦氏菌 配置在磷酸。

26、缓冲溶液中形成混合菌， 混合菌通过带电荷的细胞表面吸附重金属镉离子， 将 重金属离子富集在细胞表面或内部。 在自然条件下， 混合菌也可通过氧化-还原作用、 甲基 化作用和脱烃作用等产生硫离子， 硫离子与重金属镉离子结合形成硫化镉沉淀， 从而将重 金属镉离子转化为无毒或低毒的化合物形式。 0060 本发明通过使用石灰、 碱性钙质激活剂、 酸性物质、 微生物复合菌剂对矿渣中的镉 离子进行充分沉淀， 使镉离子转化为稳定的化合状态， 再通过固化剂将稳定状态的镉化合 物进行包裹固化， 达到较好的固化稳定化效果， 并且镉离子不易溶出， 不易迁移， 降低了镉 对环境和生态系统的危害。 0061 实施例6 0。

27、062 本实施例提供了一种重金属镉污染的处理方法， 包括以下步骤： 0063 步骤S1， 将含镉矿渣进行破碎处理， 得到含镉矿渣粉末。 具体地， 所述含镉矿渣粉 末的粒度为100目， 便于矿渣中镉离子的溶出。 0064 步骤S2， 向含镉矿渣粉末中加入石灰混合均匀， 得到含镉矿渣混合物。 其中， 含镉 矿渣粉末与石灰的重量比为10： 2。 0065 步骤S3， 向含镉矿渣混合物中加入碱性钙质激活剂、 固化剂、 酸性物质、 微生物复 合菌剂和水， 混合后得到固化混合物， 固化混合物经过固化成型后得到固化产物。 其中， 含 镉矿渣混合物、 碱性钙质激活剂、 固化剂和微生物复合菌剂的重量比为60： 。

28、10： 10： 5。 0066 具体地， 在步骤S3中， 所述碱性钙质激活剂为硫酸钙， 所述固化剂为硫酸铝和硅酸 铝， 所述酸性物质为植酸， 加入酸性物质调节固化混合物的pH值为9， 从而将溶液中的重金 属离子沉淀， 从而降低重金属离子的毒性。 0067 在本实施方式中， 所述微生物复合菌剂包括以下按照重量份计的组分： 混合菌5份 和载体15份。 优选地， 所述载体为硅藻土， 所述混合菌包括以下按照重量份计的组分： 蜡状 芽孢杆菌4份、 枯草芽孢杆菌2份和希瓦氏菌2份。 蜡状芽孢杆菌、 枯草芽孢杆菌和希瓦氏菌 配置在磷酸缓冲溶液中形成混合菌， 混合菌通过带电荷的细胞表面吸附重金属镉离子， 将 。

29、重金属离子富集在细胞表面或内部。 在自然条件下， 混合菌也可通过氧化-还原作用、 甲基 化作用和脱烃作用等产生硫离子， 硫离子与重金属镉离子结合形成硫化镉沉淀， 从而将重 金属镉离子转化为无毒或低毒的化合物形式。 0068 本发明通过使用石灰、 碱性钙质激活剂、 酸性物质、 微生物复合菌剂对矿渣中的镉 离子进行充分沉淀， 使镉离子转化为稳定的化合状态， 再通过固化剂将稳定状态的镉化合 物进行包裹固化， 达到较好的固化稳定化效果， 并且镉离子不易溶出， 不易迁移， 降低了镉 对环境和生态系统的危害。 说明书 5/6 页 7 CN 109926435 A 7 0069 通过本发明对含镉矿渣进行处理后可以形成无害化的矿渣， 无害化的矿渣可以做 路基材料进行循环使用， 既可解决筑路材料的来源问题， 又可解决工矿企业废物排放的问 题， 对环境保护有很大的现实意义。 0070 本发明不局限于上述可选的实施方式， 任何人在本发明的启示下都可得出其他各 种形式的产品。 上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制， 本发明的保护 范围应当以权利要求书中界定的为准， 并且说明书可以用于解释权利要求书。 说明书 6/6 页 8 CN 109926435 A 8 。