本發(fā)明屬于鹽堿地改良技術領域,尤其涉及一種用于鹽堿地改良的脫硫石膏的無機改性方法。
背景技術:
煤炭在我國能源消費中的比例為70%左右,我國SO2的排放90%來源于煤炭的燃燒。沿其脫硫技術是控制SO2污染的主要方法,目前國內煙氣脫硫技術中85%是濕式石灰石/石膏法工藝,該工藝沒處理1tSO2會產生脫硫石膏2.7t,年產脫硫石膏和其他副產品石膏超過1億噸。副產品石膏的綜合利用不僅是脫硫裝置正常運行的前提條件,還可減輕環(huán)境壓力,實現資源的合理利用。
脫硫石膏廣泛用于建筑材料。我國北方各地均分布有鹽堿地,堿化過程往往與脫鹽過程相伴發(fā)生,但脫鹽并不一定引起堿化。堿化過程是由于土壤脫鹽時,土壤溶液中的鈉離子與土壤膠體中的鈣、鎂離子相交換,使土壤膠體吸附較多的交換性鈉,土壤呈強堿性反應,pH在8.5-9以上,是土壤物理性質惡化,土壤高度離散,濕時膨脹,干時板結,通透性很差,嚴重妨礙作物的生長發(fā)育。脫硫石膏作為鹽堿地的改良劑近年來得到了發(fā)展,但脫硫石膏本身作為改良劑由于其自身性質的限制,存在較多的缺陷。
技術實現要素:
本發(fā)明的目的是克服現有技術存在的脫硫石膏自身性質存在具有一定的缺陷,提供一種用于鹽堿地改良的脫硫石膏的無機改性方法。
本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種用于鹽堿地改良的脫硫石膏的無機改性方法,將脫硫石膏加入去離子水中,超聲條件下再在其中添加無機酸,超聲至反應完成后烘干,再經焙燒后得到無機改性脫硫石膏。
進一步地,所述脫硫石膏與所述去離子水質量比為1:2~4。
作為優(yōu)選,為有效對脫硫石膏進行改性,所述的無機酸為硫酸或硫酸銨。
作為優(yōu)選,所述的無機酸在脫硫石膏與去離子水的體系中濃度為0.25~0.5mol/L。
進一步地,所述的焙燒溫度為300~500℃,焙燒時間為0.5~1.5h。
作為優(yōu)選,為使得脫硫石膏內各物質得到充分反應,加入無機酸后反應時間為1~2h。
有益效果:本申請中以無機酸改性脫硫石膏,無機酸能夠將脫硫石膏中碳酸鹽等脫除,將脫硫過程中未反應的碳酸鈣及未完全反應的亞硫酸鈣反應轉換成有效成分硫酸鈣,減少碳酸鹽對鹽堿地的危害,增強脫硫石膏處理鹽堿地的能力;其次,能夠與脫硫石膏中的成分Fe、Al等氧化物形成固體酸,促進脫硫石膏中Ca離子與Na離子的交換,并降低鹽堿地pH,而且形成的固體酸等成分能夠滲入鹽堿地深層,提高對深層鹽堿地處理。另外,超聲條件下能夠促進反應的進行,使得脫硫石膏內雜質等快速溶出與分散,減少反應時間,改善脫硫石膏結構。
具體實施方式
實施例1
將脫硫石膏加入去離子水中,其中脫硫石膏與所述去離子水質量比為1:2,超聲條件下再向其中添加濃硫酸,添加后硫酸濃度為0.25mol/L,超聲反應2h,反應完成后烘干,再在400℃條件下焙燒1h得到無機改性脫硫石膏。
實施例2
將脫硫石膏加入去離子水中,其中脫硫石膏與所述去離子水質量比為1:3,超聲條件下再向其中添加硫酸銨,添加后硫酸濃度為0.4mol/L,超聲反應1h,反應完成后烘干,再在300℃條件下焙燒1.5h得到無機改性脫硫石膏。
實施例3
將脫硫石膏加入去離子水中,其中脫硫石膏與所述去離子水質量比為1:4,超聲條件下再向其中添加硫酸,添加后硫酸濃度為0.5mol/L,超聲反應0.5h,反應完成后烘干,再在500℃條件下焙燒.0.5h得到無機改性脫硫石膏。
實施例4
將脫硫石膏加入去離子水中,其中脫硫石膏與所述去離子水質量比為1:2.5,超聲條件下再向其中添加硫酸銨,添加后硫酸濃度為0.5mol/L,超聲反應0.5h,反應完成后烘干,再在350℃條件下焙燒.0.8h得到無機改性脫硫石膏。
對比例1
將實施例3中超聲條件省略,其他步驟同實施例3。
對比例2
將實施例3中反應完成后的烘干步驟替換為過濾步驟,其他條件同實施例3。
將各實施例及對比例制備的改性脫硫石膏按照每公頃500kg的量均勻施撒在鹽堿地中,然后進行鹽堿地土壤的翻耕,深度20cm,30天后進行土壤檢測,檢測結構如下,其中鹽堿地施撒改性脫硫石膏前,鹽堿地各指標如下表空白組所示:
表1
由表1中數據可知,利用發(fā)明的改性脫硫石膏能夠有效降低鹽堿地堿化度和pH,而且對于對深度較深的堿化土壤仍具有良好的處理效果。由對比例1數據可以看出,在改性脫硫石膏制備過程中沒有超聲的條件,其性能大大下降,這可能是由于脫硫石膏內物質反應不完全的問題。由對比例2中數據可以看出,由于過濾的原因,將脫硫石膏中雜質成分濾除,如鐵氧化物、鋁氧化物等排出,不能形成酸性中心,造成其改性的脫硫石膏鹽堿地處理效果減弱。
應當理解,以上所描述的具體實施例僅用于解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。由本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發(fā)明的保護范圍之中。