一種改性石灰粉及其制備方法與應(yīng)用技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)公開(kāi)了一種改性石灰粉及其制備方法與應(yīng)用，其中，所述改性石灰粉包括石灰粉和改性劑，所述改性劑包括硅酸鹽和鈦酸脂復(fù)合型偶聯(lián)劑，所述石灰粉、硅酸鹽的質(zhì)量比為1：（10%

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種改性石灰粉及其制備方法與應(yīng)用


[0001]本專(zhuān)利技術(shù)涉及環(huán)保材料
，尤其涉及一種改性石灰粉及其制備方法與應(yīng)用。

技術(shù)介紹

[0002]目前，土壤重金屬污染是環(huán)境保護(hù)面臨的一大難題，在重金屬污染修復(fù)治理中，石灰是常用的改良劑。而在傳統(tǒng)修復(fù)技術(shù)中所使用傳統(tǒng)石灰，雖然具有一定優(yōu)勢(shì)，但其作為單一改良劑時(shí)對(duì)于重金屬離子的吸附能力較差，處理效果不理想，以及現(xiàn)有專(zhuān)利公開(kāi)號(hào)為CN114288984A的專(zhuān)利技術(shù)專(zhuān)利公開(kāi)了一種改性石灰氮渣復(fù)合顆粒及其制備方法和在含鈹固廢或污染土壤穩(wěn)定化固化中的應(yīng)用，將石灰氮渣與凹凸棒土及水混合均勻后制粒，所得粒料通過(guò)熱活化處理，即得改性石灰氮渣復(fù)合顆粒。該改性石灰氮渣復(fù)合顆粒具有豐富的孔結(jié)構(gòu)，有利于對(duì)游離Be
2+
的吸附，同時(shí)含有可以與Be
2+
及F
?
反應(yīng)并轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定化合物的活性成分，從而可以實(shí)現(xiàn)含鈹固廢及含鈹污染土壤的穩(wěn)定和固化。
[0003]但是采用已有石灰或改性石灰作為土壤重金屬改良劑仍存在的問(wèn)題有：第一，石灰作為單一土壤改良劑時(shí)主要是通過(guò)調(diào)節(jié)土壤酸堿性來(lái)控制重金屬的含量，雖對(duì)土壤酸堿性調(diào)節(jié)具備較好的效果，但其自身對(duì)于重金屬離子的吸附能力較差，處理效果遠(yuǎn)低于以石灰為主要成分的混合物，因此往往僅作為主要成分來(lái)修復(fù)重金屬，進(jìn)而增大了成本；第二，石灰施用土壤中時(shí)，會(huì)大量放熱，如果人工施用的話(huà)易造成皮膚損傷；第三，石灰在短時(shí)間內(nèi)對(duì)重金屬修復(fù)具備較好的效果，但是持續(xù)用1
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2季易導(dǎo)致土壤孔隙度變小、成塊，造成土壤板結(jié)、作物減產(chǎn)等問(wèn)題；第四，石灰由于堿性太強(qiáng)，高濃度下會(huì)石灰會(huì)導(dǎo)致土壤pH值升高，進(jìn)而抑制土壤微生物的活性，降低修復(fù)效果。進(jìn)而亟需提出一種新的材料用于對(duì)重金屬污染的土壤進(jìn)行修復(fù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0004]本專(zhuān)利技術(shù)的主要目的在于提供一種改性石灰粉及其制備方法與應(yīng)用，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中仍缺乏對(duì)重金屬污染的土壤進(jìn)行有效修復(fù)的環(huán)保材料的技術(shù)問(wèn)題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專(zhuān)利技術(shù)提供一種改性石灰粉，所述改性石灰粉包括石灰粉和改性劑，所述改性劑包括硅酸鹽和鈦酸脂復(fù)合型偶聯(lián)劑，所述石灰粉、硅酸鹽的質(zhì)量比為1：（10%
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15%），所述鈦酸脂復(fù)合型偶聯(lián)劑的質(zhì)量為石灰粉和硅酸鹽的質(zhì)量之和的1%。
[0006]可選地，所述改性劑還包括殼聚糖和醋酸鐵，其中，所述殼聚糖的質(zhì)量為石灰粉、硅酸鹽和鈦酸脂復(fù)合型偶聯(lián)劑質(zhì)量之和的5倍，所述醋酸鐵的質(zhì)量為石灰粉、硅酸鹽、鈦酸脂復(fù)合型偶聯(lián)劑和殼聚糖質(zhì)量之和的0.5%~2%。
[0007]可選地，所述硅酸鹽包括硅酸鋁、硅酸鐵、硅酸鈣、硅酸鎂、硅酸鉀和硅酸鈉中的至少一種。
[0008]可選地，所述鈦酸脂復(fù)合型偶聯(lián)劑按質(zhì)量組分包括活性二氧化硅10%
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20%，己二酸或檸檬酸助劑0.5%
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2%，三丁基氧化鈦2.5%
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6%和余量乙醇。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專(zhuān)利技術(shù)還提供一種上述改性石灰粉的制備，所述方法包括以下
步驟：步驟S1，將石灰石原礦煅燒粉碎并過(guò)篩后得到初始石灰粉，并在初始石灰粉中加入初始石灰粉質(zhì)量10%
?
15%的硅酸鹽，攪勻后得到石灰混合物1；步驟S2，在石灰混合物1中緩慢加入占石灰混合物1的總質(zhì)量1%的鈦酸脂復(fù)合型偶聯(lián)劑，并在室溫下攪拌10
?
15h，得疏水性的石灰混合物2；步驟S3，將石灰混合物2進(jìn)行干燥、煅燒處理，得到干燥混合物3；步驟S4，將混合物3進(jìn)行真空球磨處理，得到目標(biāo)改性石灰粉1。
[0010]可選地，所述步驟S4還包括：步驟S5，將干燥混合物3中加入占干燥混合物3總質(zhì)量5倍的殼聚糖，混合后得到混合物4，并在混合物4中繼續(xù)加入占混合物4總質(zhì)量0.5%
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2%的醋酸鐵，得到混合物5；步驟S6，將混合物5進(jìn)行真空球磨處理，得到目標(biāo)改性石灰粉2。
[0011]可選地，所述步驟S1具體包括，將石灰石原礦煅燒粉碎后過(guò)60
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100目篩，得到初始石灰粉，其中所述初始石灰粉中的氧化鈣質(zhì)量百分比含量為85%~100%。
[0012]可選地，所述步驟S2中的鈦酸脂復(fù)合型偶聯(lián)劑由質(zhì)量占比10%
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20%的活性二氧化硅、質(zhì)量占比0.5%
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2%己二酸或檸檬酸助劑、質(zhì)量占比2.5%
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6%的三丁基氧化鈦和余量的乙醇溶劑配制而成。
[0013]可選地，所述步驟S6具體包括，將混合物5置于球磨裝置中，并通過(guò)真空泵抽排球磨裝置內(nèi)的空氣，控制球磨機(jī)的轉(zhuǎn)速為200rpm，球磨時(shí)間為4小時(shí)。
[0014]此外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專(zhuān)利技術(shù)提供一種上述改性石灰粉或者制備方法得到的改性石灰石粉在修復(fù)重金屬污染土壤或土壤改良中的應(yīng)用。
[0015]有益效果
[0016]（1）本專(zhuān)利技術(shù)提出了一種改性石灰粉，通過(guò)在石灰中加入硅酸鈉/硅酸鉀后可增強(qiáng)石灰顆粒間的親密度，提高覆蓋面積并減少石灰吸水率，緩解石灰暴露在空中時(shí)吸水結(jié)塊，進(jìn)而有利于保存。另外，石灰和二氧化硅中的Ca
2+
、Si
2+
會(huì)與重金屬鎘等重金屬形成拮抗作用，降低重金屬的活性。
[0017]（2）加入鈦酸脂復(fù)合型偶聯(lián)劑，鈦酸脂的官能團(tuán)可以與石灰的Ca
2+
離子結(jié)合，并通過(guò)氧化還原反應(yīng)形成穩(wěn)定的界面互穿網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在石灰表面形成疏水性官能團(tuán)，同時(shí)生成了一些Ti
4+
離子和氫氧根離子OH
?
，加強(qiáng)石灰的顆粒之間的黏著力。石灰表面形成疏水型官能團(tuán)后，使得石灰含有大量可溶性陰離子，如Ca
2+
、CO
32
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等，這些陰離子會(huì)與土壤中的重金屬離子結(jié)合形成難溶的膜或沉淀體來(lái)將重金屬離子穩(wěn)定，進(jìn)而提高重金屬的修復(fù)率。同時(shí)增加土壤孔隙度，進(jìn)而增強(qiáng)土壤的通氣性和透水性，增加土壤微生物的活動(dòng)，減少板結(jié)的風(fēng)險(xiǎn)。此外，由于石灰表面覆蓋一層親水性較差的有機(jī)物質(zhì)，因此在與水接觸時(shí)會(huì)減少其溶解速度，從而降低了反應(yīng)釋放的熱量。
[0018]（3）殼聚糖、醋酸鐵的加入一方面能夠增加土壤的滲透性和空氣含量，提高土壤質(zhì)地和降低土壤板結(jié)的可能性，也進(jìn)一步降低對(duì)土壤微生物的傷害。另一方面能與鈦酸脂復(fù)合型偶聯(lián)劑改性后的石灰中發(fā)揮協(xié)同作用，有助于促進(jìn)重金屬離子的轉(zhuǎn)化和清除。
附圖說(shuō)明
[0019]圖1為本專(zhuān)利技術(shù)一種改性石灰的制備方法第一實(shí)施例的流程示意圖；
圖2為本專(zhuān)利技術(shù)一種改性石灰的制備方法第二實(shí)施例的流程示意圖；圖3為本專(zhuān)利技術(shù)改性石灰的制備方法的生產(chǎn)流程示意簡(jiǎn)化框圖。
具體實(shí)施方式
[0020]應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本專(zhuān)利技術(shù)，并不用于限定本專(zhuān)利技術(shù)。
[0021]參見(jiàn)圖1
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3，本專(zhuān)利技術(shù)提出了一種改性石灰的制備方法，其中所述方法包括以下步驟：步驟S1，將石灰石原礦煅燒粉碎并過(guò)篩后得到初始石灰粉，并在初始石灰粉本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種改性石灰粉，其特征在于，所述改性石灰粉包括石灰粉和改性劑，所述改性劑包括硅酸鹽和鈦酸脂復(fù)合型偶聯(lián)劑，所述石灰粉、硅酸鹽的質(zhì)量比為1：（10%
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15%），所述鈦酸脂復(fù)合型偶聯(lián)劑的質(zhì)量為石灰粉和硅酸鹽的質(zhì)量之和的1%。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改性石灰粉，其特征在于，所述改性劑還包括殼聚糖和醋酸鐵，其中，所述殼聚糖的質(zhì)量為石灰粉、硅酸鹽和鈦酸脂復(fù)合型偶聯(lián)劑質(zhì)量之和的5倍，所述醋酸鐵的質(zhì)量為石灰粉、硅酸鹽、鈦酸脂復(fù)合型偶聯(lián)劑和殼聚糖質(zhì)量之和的0.5%~2%。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改性石灰粉，其特征在于，所述硅酸鹽包括硅酸鋁、硅酸鐵、硅酸鈣、硅酸鎂、硅酸鉀和硅酸鈉中的至少一種。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的改性石灰粉，其特征在于，所述鈦酸脂復(fù)合型偶聯(lián)劑按質(zhì)量組分包括活性二氧化硅10%
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20%，己二酸或檸檬酸助劑0.5%
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2%，三丁基氧化鈦2.5%
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6%和余量乙醇。5.權(quán)利要求1所述的改性石灰粉的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：步驟S1，將石灰石原礦煅燒粉碎并過(guò)篩后得到初始石灰粉，并在初始石灰粉中加入初始石灰粉質(zhì)量10%
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15%的硅酸鹽，攪勻后得到石灰混合物1；步驟S2，在石灰混合物1中緩慢加入占石灰混合物1的總質(zhì)量1%的鈦酸脂復(fù)合型偶聯(lián)劑，并在室溫下攪拌10
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15h，得疏水性的石灰混合物2；步驟S3，將石灰混合物2進(jìn)行干燥、煅燒處理...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：胡露，袁海偉，辜嬌峰，唐守寅，周航，熊琪，田一君，王詩(shī)龍，李園星露，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：環(huán)保橋湖南生態(tài)環(huán)境工程股份有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：