一种土壤钝化微胶囊及资源化利用钛石膏的方法技术

本发明专利技术提出了一种土壤钝化微胶囊，S1.将钛石膏粉碎，过筛，干燥，得到钛石膏粉，与生物炭和/或磷矿粉进行混合均匀后，得到混合粉料；S2.取葡萄多酚和海藻酸钠溶于去离子水中，得到溶液A，向溶液A中加入步骤S1中的混合粉料，超声至分散均匀，得到料液；S3.取壳聚糖和氯化钙溶于去离子水中，调pH值为7‑8，得到溶液B；S4.将溶液B用针头匀速滴入料液中，滴完后搅拌，静置20‑40min，滤过分离，收集滤液，将分离出的胶囊粒水洗，经真空干燥得土壤钝化微胶囊。本发明专利技术将钛石膏固废加以利用，促进植物生长，有效治理土壤重金属污染，起到土壤改良剂的作用，拓宽了钛石膏的使用途径，以废治废，保护环境。

【技术实现步骤摘要】
一种土壤钝化微胶囊及资源化利用钛石膏的方法
本专利技术涉及环境治理
，具体涉及一种土壤钝化微胶囊及资源化利用钛石膏的方法。
技术介绍
钛石膏又称红石膏，是采用硫酸法生产钛白粉时，为治理酸性废水，加入石灰(或电石渣)以中和大量的酸性废水而产生的以二水石膏为主要成分的废渣。每生产1吨钛白粉就会产生4-5吨钛石膏，随着人们日益增长的物质需求和涂料产业的高速发展，目前越来越多的国家对固体废弃物处理问题越来越重视，加大了对固废排放和处理的监管和处罚力度，迫使厂家积极寻找新的废渣处理方式，钛石膏的资源利用问题变得尤为重要。相比其他应用比较成熟的工业副产石膏，如脱硫石膏，磷石膏等，钛石膏含水量大、力学强度低，且石膏纯度低，导致钛石膏可用范围窄，受限因素多。钛石膏是目前利用率最低的工业副产石膏，从而形成巨大的资源浪费。目前钛石膏除了可以用来制作胶结材料和应用于水泥缓凝剂方面得到了较多应用外，几乎没有得到大规模有效资源化的利用。钛石膏作为一种工业固废堆积，不仅占用大量土地、经过风吹日晒造成二次扬尘等环境风险外，而且给钛白粉企业造成了很大的经济负担。同时，钛石膏被用于土地填埋时，其中含有的重金属有可能会造成地下水污染、植被污染和土壤污染，为此，研究如何进一步应用钛石膏，提高资源利用率，减少环境风险，变废为宝，减少企业负担，是钛石膏处置的未来研究方向。钛石膏的主要成分为二水硫酸钙，此外还含有Ti、Fe、Al、Mg等金属元素和S、Si等非金属元素。在铁精矿来源不同的情况下，有些铁石膏含有少量重金属物质，在我国目前还没有报道钛石膏有放射性的污染。钛石膏经烘干含75％左右硫酸钙和25％左右的铁絮状物，其高杂质含量和高含水量是钛石膏循环利用的一个主要限制。M.J.Gazquez等的研究表明，钛石膏实际利用时其中中所含金属元素进入环境不会使水体和土壤中金属离子超过最低有害标准，因此钛石膏用于建筑材料和土壤修复等均可直接利用，不需要其他工序去除金属离子。从环境影响方面看，铁石膏属于弱碱性物质，在适宜植物生长的PH范围内，可作为基质直接种植农作物。从土壤肥力看，钛石膏富含钙、镁、铁、锰等促进植物生长的中微量营养元素，具有提高土壤肥力的潜能。将钛石膏用于土壤改良在一定程度上能提高农作物产量，而且对农作物生长及土壤环境没有不良影响，且有研究表明在钛石膏用作垃圾填埋场后的十年已经能够发生自然绿化，建立了自然的树木演替。结合土壤镉形态变化的影响因素，添加铁石膏能有效提高土壤PH，促使土壤镉形态发生变化，降低土壤的有效镉含量和农作物吸收的镉含量，且钛石膏改良效果稳定。钛石膏的主要杂质成分铁带负电荷的胶体形式存在，对带正电荷的重金属离子具有较强的吸附作用，使改良的效果更佳。由于钛石膏中含有较多的铁、硫等元素，而过高浓度的铁、硫等会对植物生长有毒害作用，不利于植物生长。利用生物质炭由于其高比表面积、丰富空隙和带有表面官能团的优异性质，在治理土壤重金属污染和土地修复方向有广泛关注,其中关于利用生物质炭对镉在土壤-作物系统中运输的钝化效果已经有了很多研究。磷矿粉比表面积大、粒径小，吸附固定作用强，被广泛应用于污染土壤的修复。而钛石膏用于微碱性土壤Cd污染原位修复的研究较少。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种土壤钝化微胶囊及资源化利用钛石膏的方法，将钛石膏固废加以利用，不仅可以促进植物生长还能有效治理土壤重金属污染，起到土壤改良剂的作用，并且让有机和无机钝化剂联用，有效钝化土壤中的镉元素等重金属污染物，植物不易富集重金属，且能够促进植物生长发育，提供合适的微量元素，拓宽了钛石膏的使用途径，以废治废，保护环境，具有广阔的应用前景。本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术提供一种土壤钝化微胶囊的制备方法，包括：S1.将钛石膏粉碎，过筛，干燥，得到钛石膏粉，与生物炭和/或磷矿粉进行混合均匀后，得到混合粉料；S2.取葡萄多酚和海藻酸钠溶于去离子水中，得到溶液A，向溶液A中加入步骤S1中的混合粉料，超声至分散均匀，得到料液；S3.取壳聚糖和氯化钙溶于去离子水中，调pH值为7-8，得到溶液B；S4.将溶液B用针头匀速滴入料液中，滴完后搅拌，静置20-40min，滤过分离，收集滤液，将分离出的胶囊粒水洗，经真空干燥得土壤钝化微胶囊。作为本专利技术的进一步改进，所述过筛的筛网为200-500目。作为本专利技术的进一步改进，所述钛石膏、生物炭和/或磷矿粉的质量比为100：(80-120)：(80-120)。作为本专利技术的进一步改进，所述生物炭包括但不限于花生壳炭、玉米芯炭、玉米秸秆炭、大米秸秆炭。作为本专利技术的进一步改进，所述磷矿粉含全磷(五氧化二磷)10-35％。作为本专利技术的进一步改进，所述葡萄多酚、海藻酸钠、壳聚糖和氯化钙的质量比为100：(20-40)：(70-120)：(10-25)。本专利技术进一步保护一种上述制备方法制得的土壤钝化微胶囊。本专利技术进一步保护一种上述土壤钝化微胶囊在处理高镉污染土壤中的应用。本专利技术进一步保护一种资源化利用钛石膏的方法，将上述土壤钝化微胶囊加入高镉污染土壤中，混合均匀，平铺于土壤表面5-10cm厚。作为本专利技术的进一步改进，所述高镉污染土壤中镉含量为每1kg土壤中含有不小于1mg镉元素。本专利技术具有如下有益效果：本专利技术将钛石膏固废加以利用，不仅可以促进植物生长还能有效治理土壤重金属污染，起到土壤改良剂的作用，并且让有机和无机钝化剂联用，有效钝化土壤中的镉元素等重金属污染物，植物不易富集重金属，且能够促进植物生长发育，提供合适的微量元素，拓宽了钛石膏的使用途径，以废治废，保护环境，具有广阔的应用前景。本专利技术制得的土壤钝化微胶囊的壳材为壳聚糖、海藻酸钠，包裹混合粉料中包括钛石膏粉、生物炭和/或磷矿粉，将其加入土壤中时，由于受壳材的保护，钛石膏粉、生物炭和/或磷矿粉缓慢释放，从而起到了缓释的效果，使得土壤得到长效改良，另一方面，微胶囊壳材还具有可降解性，内容物散发干净后，壳材会被微生物降解，从而不会破坏环境，起到保护环境的作用。附图说明图1为本专利技术实施例3制得的土壤钝化微胶囊的SEM图。为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例钛石膏进行基本组成成分分析，结果见表1和表2。表1钛石膏组成成分表表2钛石膏重金属元素含量检测表单位：mg/kg本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种土壤钝化微胶囊的制备方法，其特征在于，包括：/nS1.将钛石膏粉碎，过筛，干燥，得到钛石膏粉，与生物炭和/或磷矿粉进行混合均匀后，得到混合粉料；/nS2.取葡萄多酚和海藻酸钠溶于去离子水中，得到溶液A，向溶液A中加入步骤S1中的混合粉料，超声至分散均匀，得到料液；/nS3.取壳聚糖和氯化钙溶于去离子水中，调pH值为7-8，得到溶液B；/nS4.将溶液B用针头匀速滴入料液中，滴完后搅拌，静置20-40min，滤过分离，收集滤液，将分离出的胶囊粒水洗，经真空干燥得土壤钝化微胶囊。/n

【技术特征摘要】
1.一种土壤钝化微胶囊的制备方法，其特征在于，包括：
S1.将钛石膏粉碎，过筛，干燥，得到钛石膏粉，与生物炭和/或磷矿粉进行混合均匀后，得到混合粉料；
S2.取葡萄多酚和海藻酸钠溶于去离子水中，得到溶液A，向溶液A中加入步骤S1中的混合粉料，超声至分散均匀，得到料液；
S3.取壳聚糖和氯化钙溶于去离子水中，调pH值为7-8，得到溶液B；
S4.将溶液B用针头匀速滴入料液中，滴完后搅拌，静置20-40min，滤过分离，收集滤液，将分离出的胶囊粒水洗，经真空干燥得土壤钝化微胶囊。


2.根据权利要求1所述的土壤钝化微胶囊的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述过筛的筛网为200-500目。


3.根据权利要求1所述的土壤钝化微胶囊的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述钛石膏、生物炭和/或磷矿粉的质量比为100：(80-120)：(80-120)。


4.根据权利要求1所述的土壤钝化微胶囊的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖述成，熊集兵，俞润华，
申请(专利权)人：苏州础润环境修复科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32