《磷尾矿生产的土壤镉铅锌阳离子活性钝化材料》编制说明

制定

（征求意见稿）

一、任务来源

土壤重金属污染是我国面临的重要环境问题之一，活性钝化是常用的

土壤重金属修复技术，新的钝化技术和钝化材料是国家重大需求。为降低

土壤修复的成本，并实现可持续发展，利用大宗行业固体废弃物制备新的

钝化材料成为新兴的方向，原材料门类繁多、制备技术各异，导致材料的

研发多处于实验阶段，材料性能各异，相关技术规程缺失。磷尾矿是磷化

工企业的主要固废之一，也是贵州省的重要固废，由于磷酸盐材料可吸附

固定重金属，利用磷尾矿制备重金属钝化材料也受到广泛关注，但目前还

缺乏被普遍认可的技术规范。因此，中国科学院地球化学研究所联合贵州

省环境科学研究设计院、贵州川恒化工股份有限公司利用磷尾矿废渣制备

了土壤阳离子态重金属活性钝化材料，实现了工业废渣的有效利用。为了

推广土壤阳离子态重金属活性钝化材料的生产和销售，中国科学院地球化

学研究所、贵州省环境科学研究设计院和贵州川恒化工股份有限公司提出

制定《土壤阳离子态重金属活性钝化材料》团体标准。

二、产品性质、用途和生产工艺

1、产品性质

应为微细粉末，颜色均一，无结块。

2、产品用途

对土壤中阳离子态重金属离子进行吸附固定或反应生成难溶物，降低土

壤中水溶态重金属阳离子含量，从而减少或消除阳离子态重金属离子迁移

造成的环境污染。

3、生产工艺

1

规格1：

（1）溶解

将磷尾矿置于耐酸容器中，按照一定固液比加入1mol/L硝酸溶液，适当搅拌，溶

解磷酸盐等物质组分，反应完成后，过滤混合液并收集滤液。剩余固体残渣经处理达标

后堆存。

（2）中和沉淀

将酸溶解后的滤液置于耐酸碱容器中，加入一定量的氨水调节溶液pH至10，沉淀

完成后过滤溶液，收集沉淀物。废液经处理后达标排放。

（3）高温处理

（2）中的沉淀物先置于加热设备中低温烘干，再转移至高温加热设备中以800摄

氏度处理一定时间。

4、产品质量指标

项目指标分析方法

无氧化二磷（P2O5）w/%≥28%GB/T1871.1

氧化钙（CaO）w/%≥35%GB/T1871.4

氧化镁（MgO）w/%≤25%GB/T1871.5

烧失量（LOI）w/%≤5%GB/T1875

镉（Cd）mg/kg<1mg/kgGB/T17141

铅（Pb）mg/kg<30mg/kgGB/T17141

锌（Zn）mg/kg<150mg/kgGB/T17138

水溶态Cd/Pb/Zn含量降幅75%HJ557-2010

≥

规格2：

将磷尾矿置于高温加热设备中以900摄氏度处理一定时间，所产生的废气经处理达

标后排放。

项目指标分析方法

五氧化二磷（P2O5）w/%≥7%GB/T1871.1

氧化钙（CaO）w/%≥35%GB/T1871.4

氧化镁（MgO）w/%≥20%GB/T1871.5

2

烧失量（LOI）w/%≥25%GB/T1875

镉（Cd）mg/kg<1mg/kgGB/T17141

铅（Pb）mg/kg<30mg/kgGB/T17141

锌（Zn）mg/kg<150mg/kgGB/T17138

水溶态Cd/Pb/Zn含量降幅75%HJ557-2010

≥

三、制标意义

1、利用大宗工业固废磷尾矿制备土壤重金属污染修复材料，在废渣有效利

用的同时降低土壤修复的成本，并实现可持续发展。

2、本标准的发布和实施，有利于促进行业在新的机遇和挑战下对以磷尾矿

改性作为土壤修复材料的认知，并为磷尾矿的应用开辟新的领域。

四、编制标准的原则和依据

1、编制原则

（1）积极采用国内外先进标准及国家标准；

（2）有利于促进技术进步，提高产品质量；

（3）有利于提高磷石膏的资源综合利用率；

（4）符合用户要求，符合行业发展需求。

2、编制依据

本标准主要参考土壤中阳离子态重金属离子的处理要求，对磷尾矿进

行改性处理得到性能优异的钝化材料，按照钝化材料的技术指标、检测方

法、包装与储运进行编制。

五、制标的过程

1、前期调查和准备工作

中国科学院地球化学研究所是我国地球化学领域的优势研究机构，拥

3

有“环境地球化学”和“矿床地球化学”两个国家重点实验室。环境地球

化学国家重点实验室定位为基础和应用基础研究，围绕环境地球化学学科

前沿和发展趋势，紧密结果国家在资源开发利用、生态环境保护和治理等

方面的重大需求，开展国际前沿领域研究。近年来，在国家重点研发计划

项目等重大项目支持下，针对我国西南地区有色金属矿区污染土壤重金属

修复的技术难题，开展了土壤重金属活性钝化新型功能材料的研发和应用

示范研究，发表了系列高水平论文，申请和授权了土壤钝化材料和技术方

面的专利，部分专利实现转让，产生了较好的经济与社会效益。

为解决我省矿区土壤修复和磷尾矿综合利用的问题，中国科学院地球

化学研究所与贵州省环境科学研究设计院、贵州川恒化工股份有限公司合

作，开展了用于土壤阳离子态重金属活性钝化的改性磷尾矿材料研发，目

前已研发和制备了相关磷尾矿钝化材料，并在实验室验证了材料的钝化效

果。三方在标准制订之前进行了多次沟通和调研，成立了制标小组。标准

主要为中国科学院地球化学研究所起草，贵州省环境科学研究设计院、贵

州川恒化工股份有限公司参与修订。制标小组对本标准的合理性、可行性

进行了充分讨论与核对，确保本标准的有效性。

2、召开工作方案会

对收集到的国内外标准及制标的意见进行汇总、分析，在此基础上提

出了标准草案。2022年8月下旬召开了制定标准工作方案会，会上制标小

组对国内外标准情况、指标和试验方法进行了认真地分析和对比，初步确

定了《土壤阳离子态重金属活性钝化材料》团体标准的指标项目和试验方

法等内容，提出了工作方案，安排了工作进度。会后各单位根据工作方案

的安排进行了试验工作。

3、试验验证工作

工作方案会后，根据会议的要求安排了试验工作。并结合实际情况，

4

依据现有检测标准对本标准各相关指标进行多次的检测对标，以确保验证

方案的有效性。

4、提出征求意见稿

根据试验验证结果最终确定各项指标的测定方法，2023年2月中旬提出

了标准草案征求意见稿、编制说明。

六、标准内容的确定

1范围Scope

本标准规定了土壤阳离子态重金属活性钝化材料的要求，试验方法，检验规则，包装、标志、

运输和贮存。

本标准适用于采用磷尾矿生产用于土壤中阳离子态重金属离子治理的土壤阳离子态重金属活性

钝化材料。

2规范性引用文件Reference

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适

用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T38104-2019磷尾矿处理处置技术规范

GB/T19077粒度分析激光衍射法

GB/T1871.1磷矿石和磷精矿中五氧化二磷含量的测定磷钼酸喹啉重量法和容量法

GB/T17141土壤质量铅、镉的测定石墨炉原子吸收分光光度法

GB/T1871.4磷矿石和磷精矿中氧化钙含量的测定容量法

GB/T1871.5磷矿石和磷精矿中氧化镁含量的测定火焰原子吸收光度法

GB/T1875-1995磷矿石和磷精矿中灼烧失量的测定重量法

GB/T17138土壤质量铜、锌的测定

GB/T6679固体化工产品采样通则

3术语和定义

下列术语和定义适用于本标准。

3.1磷尾矿

以磷矿为原料，在精选磷矿过程中产生的废渣（GB/T38104-2019）。

3.2土壤阳离子态重金属活性钝化材料

5

可对土壤中阳离子态重金属离子进行吸附固定或反应生成难溶物，降低土壤中水溶态重金属阳离

子含量，从而减少或消除阳离子态重金属离子迁移造成环境污染的材料。

3要求Requirements

3.1外观Appearence

应为微细粉末，颜色均一，无结块。

3.2化学成分Contents

产品的基本要求应符合表1的规定。

表1

项目Ⅰ型Ⅱ型分析方法

五氧化二磷（P2O5）w/%≥28%≥7%GB/T1871.1

氧化钙（CaO）w/%≥35%≥35%GB/T1871.4

氧化镁（MgO）w/%≤25%≥20%GB/T1871.5

镉（Cd）mg/kg<1mg/kg<1mg/kgGB/T17141

铅（Pb）mg/kg<30mg/kg<30mg/kgGB/T17141

锌（Zn）mg/kg<150mg/kg<150mg/kgGB/T17138

烧失量（LOI）w/%≤5%≥25%GB/T1875

3.3使用性能Usageperformance

Ⅰ型、Ⅱ型钝化材料对土壤中水溶态Cd、Pb、Zn阳离子含量降幅达到75%以上。

4试验方法Testmethods

4.1外观

目视检查。

4.2细度

按照GB/T19077-2016《粒度分析激光衍射法》的要求进行测定，90%以上的粉体粒径小于该

型粒径要求。

4.3五氧化二磷（P2O5）含量

GB/T1871.1进行。

4.4氧化钙（CaO）含量

按GB/T1871.4进行测定。。

4.5氧化镁（MgO）

6

按GB/T1871.5进行。

4.6烧失量（LOI）

按GB/T1875进行。。

4.7镉（Cd）

按GB/T17141进行。

4.8铅（Pb）

按GB/T17141进行。

4.9锌（Zn）

按GB/T17138进行。

4.10水溶态Cd/Pb/Zn含量

按HJ557-2010进行。

5检验规则Testrules

5.1检验分类

5.1.1出厂检验

出厂检验项目为细度、五氧化二磷、Cd/Pb/Zn的吸附容量。

5.1.2型式检验

型式检验项目为第3章规定的全部项目。有下列情况之一时，应进行型式检验：

a）原材料、工艺、设备有较大改变时；

b）产品停产半年以上恢复生产时；

c）正常生产满一年时。

5.2批量和抽样

5.2.1批量

以500t产品为一批，不足500t也按一批计。

5.2.2抽样

5.2.2.1袋装产品按表2取样，超过512袋时，按式（2）计算结果采样，计算结果如遇小数，则进

为整数。

n33N（2）

式中：

n——采样袋数；

N——每批产品总袋数。

按表2或式（2）计算结果，随机抽取一定袋数，用采样器从每袋最长对角线插入至袋的3/4

处取出不少于100g样品，每批采取总样品量不少于2kg。

表2采样袋数

7

总袋数最少采样袋数总袋数最少采样袋数

1～10全部袋数182～21618

11～4911217～25419

50～6412255～29620

65～8113297～34321

82～10114344～39422

102～12515395～45023

126～15116451～