一种实现钛石膏低碳无害化及生产多孔基质的方

本发明属于钛石膏处理利用，具体涉及一种实现钛石膏低碳无害化及生产多孔基质的方法。背景技术：1、钛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。近年来，作为涂料原材料的钛白粉得到了广泛的应用，钛石膏产量也随之迅速增加。随着钛白粉产业的迅速升温，我国钛白粉生产线的建设也经历了急速发展，但国内90％以上的钛白粉均采用硫酸法生产工艺进行生产；目前全国钛石膏存量超过6000万吨，且钛石膏产量呈逐年增加的趋势，预计我国钛石膏产量将仍居高不下。2、钛石膏以二水石膏钙为主要成分的，其杂质主要成分是fe2o3，根据固废分类被定义为i类一般工业固废，目前如何解决钛石膏已成为各大钛白粉厂最为头痛的问题。如能将其资源化利用不但将大大缓解环境压力，同时也能解决大量的土地占用问题，越来越多的国家对此类问题日趋重视，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。但由于目前还没有理想的利用方案和处理技术，钛石膏只能暂时堆积，适用钛石膏的大量处置技术亟待开发。3、多年以来，围绕钛石膏的利用，许多院校、企业都试验性地做了大量工作，如：生产石膏建材(纸面石膏板、粉刷石膏、石膏砌块、石膏腻子、轻质骨材料等)；作为路基材料应用于公路建筑工程；制作胶结材料作为水泥缓凝剂等。但由于政策、技术、市场等问题，国内钛石膏综合利用率不足10％。从本质上来说，主要是因为钛石膏资源化利用的难度大、缺乏技术创新。4、本发明的研究者对钛石膏进行了成分分析，在扫描电子显微镜(sem)下，钛石膏晶体呈现为类似方解石和氧化铁基质中辐射状细长晶体和片状晶体。铁精矿的x射线衍射图(xrd)显示，其中存在针铁矿和赤铁矿成分。钛石膏中的钙含量为18.9％，研究中测定的微量元素(as、b、cd、or、cu、ni和pb)浓度均较低。基于钛石膏的特性及其针对土壤改良的利用，有研究认为钛石膏可作为土壤改良剂使用。这是因为，钛石膏中含有足量的钙和硫，还有部分铁和硅，可以为作物生长提供必要的营养元素。通过钛石膏生产硫酸钙复合肥，施入土壤后可以充分发挥其肥效，完全满足土壤对钙和硫的需求。适量的钛石膏可以改善油菜生长，收获时油菜的株高和产量均增加10％以上。此外钛石膏在土壤中的絮凝速度很快，在一定程度上能够防止土壤流失。5、然而，钛石膏含水量高、强度低、粘度大、杂质多等问题严重制约其直接应用。首先要解决钛石膏活性物质的稳定性问题，钛石膏中含有一些价态不稳定的物质如三价铁、氧化钙、氧化镁等物质，这些物质遇到空气和水生成对环境造成碱性，加重了土壤的碱性化，而在国家“双碳”战略的背景下，针对钛石膏等大宗工业固废产生强度高、利用不充分，大量堆存占用土地资源、存在污染土壤和地下水等安全隐患问题，研究钛石膏绿化低碳无害化处理技术，开展绿色低碳规模化资源利用关键技术研究极少涉及，而常规的无害化方式均是在超过300℃甚至500℃以上的高温条件下进行煅烧工艺，或通过掺杂其他昂贵的造孔材料生产多孔基质，而直接利用钛石膏进行低碳无害化以及无其他掺杂物，直接实现活性物质的稳定态同步获得多孔基质的研究较少。6、因此，本发明首次避开常规高温煅烧又在无其他掺杂物的前提下，实现了低碳无害化及同步获得多孔基质，既改进了钛石膏的物理形态，同时工艺符合国家的“双碳”战略需求，获得的多孔基质也扩展了钛石膏的应用范围。技术实现思路1、本试验创新性地采用闪蒸技术一步法将钛石膏进行了低碳活性物质稳定化、形成功能化的微生物吸附的多孔基质，为扩展钛石膏作在绿色健康的使用领域奠定了基础。2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：3、一种实现钛石膏低碳无害化及生产多孔基质的方法，对所述钛石膏进行闪蒸干燥处理，即得所述多孔基质。4、进一步的，所述闪蒸干燥处理包括以下步骤：5、s1.向所述钛石膏中加入乙醇，同时进行预粉碎处理，并搅拌充分，得到预粉碎的湿物料；6、s2.将所述湿物料输送至闪蒸干燥机进行粉碎、干燥处理。7、进一步的，步骤s1中，加入所述乙醇的质量为所述钛石膏质量的5％-8％。8、进一步的，步骤s1中，所述湿物料的粒度为0.355mm-5mm。9、进一步的，步骤s2中，所述粉碎、干燥处理使用的气体为包括二氧化碳和氧气的混合气。10、进一步的，所述混合气中，所述二氧化碳与所述氧气的浓度分别为70％和30％。11、进一步的，进行步骤s2中所述粉碎、干燥处理前，先将所述混合气加热至50-60℃，在闪蒸干燥机中停留1.5-2.5h，优选2h，进行预干燥。12、进一步的，所述预干燥结束后，将后续所述混合气加热至110-115℃，进行步骤s2中所述粉碎、干燥处理。13、进一步的，步骤s2中，所述粉碎、干燥处理的时间为3.5-4.5h，优选4h。14、本发明的有益效果是：15、1、本发明通过闪蒸干燥技术处理钛石膏，使钛石膏晶体破损、崩解，形成大小不一的具有多孔的物质，为后续钛石膏进行进一步开发利用时的微生物提供了丰富的栖息场地，且使得栖息的微生物能够长时间保持活性，接种后，随着时间的推移，基质中对植物生长有益的微生物逐渐增多，而无益的微生物减少；16、2、本发明生产的多孔基质，原钛石膏中的有害活性物质大大减少，稳定态碳酸化合物的含量获得增加，使钛石膏由原来的碱性条件转为ph值接近中性的条件，拓展了钛石膏的利用范围；17、3、本发明在闪蒸干燥前，向钛石膏中加入了乙醇，具有溶解有害物质，并有助于在闪蒸时液态物质的快速逸出的作用，使得处理过程中的能耗进一步降低。18、4、本发明利用现有技术中的闪蒸干燥机，一步法实现了钛石膏的低碳无害化、稳定化，整个过程无二次污染，为解决钛石膏污染问题做出了突出贡献，为钛石膏的绿色健康的综合利用技术提供有价值的参考。技术特征：1.一种实现钛石膏低碳无害化及生产多孔基质的方法，其特征在于，对所述钛石膏进行闪蒸干燥处理，即得所述多孔基质。2.根据权利要求1所述的一种实现钛石膏低碳无害化及生产多孔基质的方法，其特征在于，所述闪蒸干燥处理包括以下步骤：3.根据权利要求2所述的一种实现钛石膏低碳无害化及生产多孔基质的方法，其特征在于，步骤s1中，加入的所述乙醇的质量为所述钛石膏质量的5％-8％。4.根据权利要求2所述的一种实现钛石膏低碳无害化及生产多孔基质的方法，其特征在于，步骤s1中，所述湿物料的粒度为0.355mm-5mm。5.根据权利要求2所述的一种实现钛石膏低碳无害化及生产多孔基质的方法，其特征在于，步骤s2中，所述粉碎、干燥处理使用的气体为包括二氧化碳和氧气的混合气。6.根据权利要求5所述的一种实现钛石膏低碳无害化及生产多孔基质的方法，其特征在于，所述混合气中，所述二氧化碳与所述氧气的浓度分别为70％和30％。7.根据权利要求2所述的一种实现钛石膏低碳无害化及生产多孔基质的方法，其特征在于，进行步骤s2中所述粉碎、干燥处理前，先将所述混合气加热至50-60℃，在闪蒸干燥机中停留1.5-2.5h，进行预干燥。8.根据权利要求7所述的一种实现钛石膏低碳无害化及生产多孔基质的方法，其特征在于，所述预干燥结束后，将后续所述混合气加热至110-115℃，进行步骤s2中所述粉碎、干燥处理。9.根据权利要求2所述的一种实现钛石膏低碳无害化及生产多孔基质的方法，其特征在于，步骤s2中，所述粉碎、干燥处理的时间为3.5-4.5h。10.根据权利要求1-9所述的一种实现钛石膏低碳无害化及生产多孔基质的方法得到的多孔基质的应用。技术总结本发明属于钛石膏利用技术领域，具体涉及一种实现钛石膏低碳无害化及生产多孔基质的方法，通过对加入乙醇的钛石膏进行闪蒸干燥处理即得。处理后的钛石膏晶体破损、崩解，形成大小不一的具有多孔的基质，基质内原钛石膏中的对环境有害的活性物质大大减少，使钛石膏由原来的碱性条件转为pH值接近中性的条件；获得的多孔基质为微生物提供了丰富的栖息场地，且使得栖息的微生物能够长时间保持活性，随着时间的推移，基质中对植物生长有益的微生物逐渐增多，而无益的微生物减少；本发明采用一步法实现了钛石膏的低碳无害化、稳定化，整个过程低碳、无二次污染，为钛石膏的利用拓展了领域。技术研发人员：苏海锋,向吉艮,黄国评,向吉来,官勇,陈瀚受保护的技术使用者：重庆同多利科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/19