[发明专利]一种脱硫石膏颗粒土壤及其制备方法

说明书

本发明涉及颗粒土壤领域，尤其涉及一种脱硫石膏颗粒土壤及其制备方法。针对目前脱硫石膏利用率低的问题，提供一种脱硫石膏颗粒土壤及其制备方法，既能有效缓解脱硫石膏的污染问题，同时又能提供一种兼具保水保肥透气三大功能的颗粒土壤的制备方法。以脱硫石膏为主要原料，二水硫酸钙在变为不溶性无水硫酸钙的过程中，失去大量自由水与结合水，在颗粒土壤中形成大量孔隙；同时采用碱激发剂为原料，与粉煤灰等原料中的硅铝成分反应，制备成地质聚合物，在颗粒土壤中形成具有Si‑O‑Al立体网状结构与类沸石空隙；使得本发明的颗粒土壤具有良好的保水保肥功能，保水率达到65‑80％。采用先烘干养护后高温煅烧的工艺，提高颗粒土壤的强度，在28MPa下的破碎率小于22％。

技术领域

本发明涉及颗粒土壤领域，尤其涉及一种脱硫石膏颗粒土壤及其制备方法。

背景技术

二氧化硫是最常见的硫氧化物，是大气主要污染物之一，其主要来源为煤的燃烧，燃煤电厂应用最广泛和最有效的二氧化硫控制技术为烟气脱硫，也是目前世界上惟一规模化、商业化应用的脱硫方式，烟气脱硫技术按工艺特点可分为湿法、半干法和干法三大类，其中湿法中占绝对地位的石灰、石灰石-石膏法是目前世界上技术最成熟的脱硫工艺，在这个脱硫净化处理过程中会产生大量的工业副产石膏，即脱硫石膏。

脱硫石膏与天然石膏都是二水硫酸钙，其物理、化学特征与天然石膏都有共同特征，但作为一种工业副产石膏，其原始状态、机械性能和化学成分特别是杂质成分上与天然石膏有所差别，导致脱水特征、易磨性及煅烧后的建筑石膏粉在力学性能、流变性能等宏观特征上与天然石膏有所不同，这也使得脱硫石膏的应用受到限制，得不到有效处理。

颗粒土壤是一种新型的种植基质，包含多孔结构，具有一定的保水、保肥和透气等功能，可用于种植农作物、改善土壤、沙漠治理、矿山修复。

发明内容

本发明针对目前脱硫石膏利用率低的问题，提供一种脱硫石膏颗粒土壤及其制备方法，既能有效缓解脱硫石膏的污染问题，同时又能提供一种兼具保水保肥透气三大功能的颗粒土壤的制备方法。

本发明采用以下技术方案：

一种脱硫石膏颗粒土壤，包括如下重量份的原料：

脱硫石膏100份；

粉煤灰5-19份；

增塑剂2-10份；

减水剂0.2-1.5份；

激发剂1-10份；

水10-25份。

进一步的，颗粒土壤为粒径在0.1-2mm的球形颗粒，颗粒土壤的气孔率达55-70％，气孔尺寸为0.1-40μm。

进一步的，脱硫石膏、粉煤灰、增塑剂、减水剂的粒度均小于50μm。

进一步的，激发剂由水玻璃和强碱按100：(1-50)的比例配制而成。

进一步的，水玻璃为钠水玻璃、钾水玻璃、锂水玻璃中的一种或多种，水玻璃的模数为2.4-3.5；强碱为碱金属碱或碱土金属碱。

进一步的，增塑剂为煅烧高岭土、膨润土、白泥、球土、黑泥中的一种或多种塑性原料。

进一步的，减水剂为木质素磺酸盐类、萘系高效减水剂类、三聚氰胺系高效减水剂类、氨基磺酸盐系高效减水剂类、脂肪酸系高减水剂类、聚羧酸盐系高效减水剂类中的一种或多种。

本发明还提供一种脱硫石膏颗粒土壤的制备方法，包括以下步骤：

(1)按原料配方称取脱硫石膏、粉煤灰、增塑剂、减水剂，在搅拌机中混合均匀得到混合料；

(2)按原料配方称取激发剂和水，搅拌均匀得到混合溶液；