本發(fā)明屬于煤矸石資源化處理領(lǐng)域，尤其涉及一種降低煤矸石重金屬含量的資源化處理方法。

背景技術(shù)：

1、煤矸石是一種常見的固體廢棄物，主要是在煤炭開采和洗選過程中產(chǎn)生的。煤矸石中含有一定量的重金屬，如鉛、汞、鎘等，這些重金屬可能對(duì)人體和環(huán)境造成危害。因此，尋求有效的方法來降低或去除煤矸石中的重金屬是十分必要的。因此，有必要提出一種降低煤矸石重金屬含量的資源化處理方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供了一種降低煤矸石重金屬含量的資源化處理方法，通過自制的fe3o4/zif-8納米復(fù)合材料和黑麥草的生物協(xié)效處理煤矸石，降低煤矸石中重金屬含量。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，采用了如下技術(shù)方案：本發(fā)明提供了一種降低煤矸石重金屬含量的資源化處理方法，所述方法包括如下步驟：

3、(1)將na2so3和fecl3·6h2o同時(shí)添加到去離子水中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌1h，然后滴加20mol/l氫氧化鈉溶液，攪拌5min后，用磁鐵收集黑色產(chǎn)物，然后用去離子水和乙醇洗滌3次，60℃真空干燥12h，得到fe3o4納米顆粒；

4、(2)將所述fe3o4納米顆粒在室溫下分散在甲醇中，隨后加入聚乙烯吡咯烷酮，300rpm攪拌20min，然后加入20mg/ml的zn(no3)2·6h2o的甲醇溶液和60mg/ml的2-甲基咪唑的甲醇溶液，攪拌24h，用磁鐵收集黑色產(chǎn)物，然后用去離子水和乙醇洗滌3次，60℃真空干燥12h，得到fe3o4/zif-8納米復(fù)合材料；

5、(3)將部分煤矸石經(jīng)過殺菌48h，得到滅菌煤矸石備用，將煤矸石、滅菌煤矸石、菌渣、fe3o4/zif-8納米復(fù)合材料、秸稈、磷石膏和河底泥均勻混合，鋪設(shè)在100目尼龍布上得到基質(zhì)層，在所述基質(zhì)層中播種黑麥草種子。

6、進(jìn)一步地，所述步驟(1)中na2so3、fecl3·6h2o、去離子水、氫氧化鈉溶液的質(zhì)量比為1.5-2.5：16-25：200-300：1-5。

7、進(jìn)一步地，所述步驟(1)中fe3o4納米顆粒、甲醇、聚乙烯吡咯烷酮、zn(no3)2·6h2o的甲醇溶液、2-甲基咪唑的甲醇溶液的質(zhì)量比為1-5：25-40：0.1-0.5：10-20：10-20。

8、進(jìn)一步地，所述基質(zhì)層包括如下重量份的組分：煤矸石65-85份、滅菌煤矸石10-15份、菌渣5-15份、fe3o4/zif-8納米復(fù)合材料8-12份、秸稈10-15份、磷石膏10-15份、河底泥15-20份。

9、進(jìn)一步地，所述基質(zhì)層的厚度為12-15cm。

10、進(jìn)一步地，所述秸稈為玉米秸稈、大豆秸稈、番薯秸稈中一種或多種的組合。

11、進(jìn)一步地，所述煤矸石滅菌過程如下：使用含有5-10％甲酸鈉、10-12％酒精的溶液浸泡30-60min。

12、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供了一種降低煤矸石重金屬含量的資源化處理方法，該發(fā)明通過自制的fe3o4/zif-8納米復(fù)合材料中zif-8納米粒子具有菱形十二面體形狀，fe3o4顆粒聚集形成近似球形的團(tuán)簇，而zif-8納米粒子則可以嵌入fe3o4團(tuán)簇額多孔結(jié)構(gòu)，提高了復(fù)合材料的比表面積，其多孔結(jié)構(gòu)和高比表面積提供了大量的物理吸附位點(diǎn)，使得重金屬離子可以通過范德華力等物理吸附作用被吸附，再通過和黑麥草的生物協(xié)效處理，降低了煤矸石中的重金屬含量，經(jīng)過處理后的煤矸石重金屬含量大大降低，可用于生物有機(jī)土壤、土壤改良劑的制備，實(shí)現(xiàn)了資源化處理。

技術(shù)特征：

1.一種降低煤矸石重金屬含量的資源化處理方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種降低煤矸石重金屬含量的資源化處理方法，其特征在于：所述步驟(1)中亞硫酸鈉、六水合氯化鐵、去離子水、氫氧化鈉溶液的質(zhì)量比為1.5-2.5：16-25：200-300：1-5。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種降低煤矸石重金屬含量的資源化處理方法，其特征在于：所述步驟(1)中fe3o4納米顆粒、甲醇、聚乙烯吡咯烷酮、zn(no3)2·6h2o的甲醇溶液、2-甲基咪唑的甲醇溶液的質(zhì)量比為1-5：25-40：0.1-0.5：10-20：10-20。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種降低煤矸石重金屬含量的資源化處理方法，其特征在于：所述基質(zhì)層包括如下重量份的組分：煤矸石65-85份、滅菌煤矸石10-15份、菌渣5-15份、fe3o4/zif-8納米復(fù)合材料8-12份、秸稈10-15份、磷石膏10-15份、河底泥15-20份。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種降低煤矸石重金屬含量的資源化處理方法，其特征在于：所述基質(zhì)層的厚度為12-15cm。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種降低煤矸石重金屬含量的資源化處理方法，其特征在于：所述秸稈為玉米秸稈、大豆秸稈、番薯秸稈中一種或多種的組合。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種降低煤矸石重金屬含量的資源化處理方法，其特征在于：所述煤矸石滅菌過程如下：使用含有5-10％甲酸鈉、10-12％酒精的溶液浸泡30-60min。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了煤矸石資源化處理領(lǐng)域的一種降低煤矸石重金屬含量的資源化處理方法。本發(fā)明通過自制的Fe3O4/ZIF?8納米復(fù)合材料中ZIF?8納米粒子具有菱形十二面體形狀，F(xiàn)e3O4顆粒聚集形成近似球形的團(tuán)簇，而ZIF?8納米粒子則可以嵌入Fe3O4團(tuán)簇額多孔結(jié)構(gòu)，提高了復(fù)合材料的比表面積，其多孔結(jié)構(gòu)和高比表面積提供了大量的物理吸附位點(diǎn)，使得重金屬離子可以通過范德華力等物理吸附作用被吸附，再通過和黑麥草的生物協(xié)效處理，降低了煤矸石中的重金屬含量，經(jīng)過處理后的煤矸石重金屬含量大大降低，可用于生物有機(jī)土壤、土壤改良劑的制備，實(shí)現(xiàn)了資源化處理。

技術(shù)研發(fā)人員：鄭仕梅
受保護(hù)的技術(shù)使用者：榆林中科環(huán)?？萍技瘓F(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9