本發明屬于固鉈，尤其涉及一種用于固鉈的緩釋型包裹材料、制備方法及應用。

背景技術：

1、鉈是一種常見的劇毒元素，隨著工業的發展，大量鉈通過冶煉、化工等方式進入到環境中。其中鋰黏土、鋰瓷石、鋰云母中常伴隨微量的鉈元素，含鉈的鋰礦石在高溫煅燒過程中，礦石中鋰、鉈等元素被活化，部分活化的鉈元素仍殘留在尾渣中。現階段處置方法仍以尾礦庫堆存為主，含鉈尾渣在堆存過程中很容易通過雨水淋溶或沖洗水浸出進入地表水體。重金屬鉈具有很強的生物毒性、遷移性、價態多樣性，容易通過富集作用進入動植物體內，給生態環境和人體健康帶來危害。

2、現有技術已經采取了相關的技術對鋰礦石提鋰后尾渣中鉈的固化進行了處理。

3、例如公開號為cn117534357a的發明采用高溫固化的方式，即通過將鋰云母廢渣和高鈣、高硅、高鋁類等材料混合、粉磨、高溫焙燒、冷卻，最后粉磨成惰性陶瓷質材料，實現降低鋰云母渣中鉈的溶出問題的目的。

4、再如公開號為cn110203995a的發明采用氧化堿性沉淀的方式，即通過將焙燒制備的活性硅酸鋁鹽材料中加入水和氧化劑，混勻、干燥、粉碎，得到鉈污染深度固化劑，該固化劑能與鉈及鉈的化合物形成難溶物質，達到高效、長久、穩定地固化污染源鉈的效果。

5、再如公開號為cn117945580a的發明采用硫化沉淀的方式，即通過氯氣氧化tl+，用硫化物除鉈劑進行沉淀，最后用高鐵酸鉀和氯化錳二次沉淀。

6、然而以上現有的技術在實際應用過程中依然存在一些弊端。例如，采用高溫固化的方式將造成高溫焙燒能耗偏高。采用氧化堿性沉淀的方式存在制備步驟復雜，不利用于工業大規模推廣。采用硫化沉淀的方式，在硫化物藥劑使用過程中可能產生硫化氫造成二次污染。

7、且以上最為關鍵在于，現有技術中均是通過快速的方式達到固鉈的目的。但在實際過程中，由于含鉈尾渣在堆存過程中是不斷受到外界的環境因素的影響，部分鉈元素會再次浸出，而采用現有的固鉈方式能夠達到暫時性的對已經浸出鉈進行固化，但對于后續逐漸浸出的鉈則無法達到長效持久的固結目的。

8、基于此，現亟需一種能夠長久、高效作用于含鉈鋰礦尾渣的緩釋型固鉈材料，從而保證含鉈鋰礦尾渣中鉈浸出毒性始終維持在較低水平。

技術實現思路

1、發明目的：本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠長久、高效作用于含鉈鋰礦尾渣的，從而保證含鉈鋰礦尾渣中鉈浸出毒性始終維持在較低水平的固鉈緩釋型包裹材料、制備方法及應用。

2、技術方案：本發明用于固鉈的緩釋型包裹材料，該包裹材料以由鋁硅酸鹽載體及負載于該載體上的有機硫螯合劑所構成的混合物作為包芯材料，以氫氧化物和/或碳酸鹽作為包膜材料包裹于包芯材料上；所述包膜材料與包芯材料的質量比為(1:3)～(3:1)。

3、本發明通過設計由鋁硅酸鹽載體及負載于該載體上的有機硫螯合劑所構成的混合物作為芯材，采用包裹于該芯材表面的氫氧化物和/或碳酸鹽作為包膜。一方面借助于鋁硅酸鹽載體所形成的氫氧化物和/或碳酸鹽包膜，能夠在外界環境條件下實現緩慢溶解，且溶解后能夠與三價鉈形成難溶性的氫氧化鉈沉淀，在自然條件中鉈離子不易返溶，達到實現外層包膜的緩慢溶解和固鉈；同時借助于鋁硅酸鹽載體的包芯層有機硫螯合劑，在外層堿性材料的包裹下能夠達到緩慢釋放，并能同時與一價鉈和三價鉈螯合生成難溶性沉淀，且借助于包芯中大比表面積，多孔結構的沸石吸附生成的沉淀，在自然條件中鉈離子不易返溶，可實現自然環境中長效固化鉈，以最終達到內外雙層的緩慢釋放固鉈。

4、另一方面，借助于鋁硅酸鹽載體所形成的氫氧化物和/或碳酸鹽包膜，能夠緩釋調節ph值，進而使得含鉈鋰礦尾渣處于一個弱堿性的條件，基于該弱堿性條件，使得含鉈鋰礦尾渣中的鉈盡可能不釋放或者達到緩慢釋放，而緩慢釋放后的鉈與緩慢釋放的內外雙層有機硫螯合劑和氫氧化物和/或碳酸鹽反應生成沉淀，最終達到長效固鉈的目的。

5、進一步說，該緩釋型包裹材料的有機硫螯合劑與鋁硅酸鹽載體的質量比可為(0.05～0.25):1。

6、進一步說，該緩釋型包裹材料的有機硫螯合劑至少可包括二甲基二硫代氨基甲酸鈉、二乙基二硫代氨基甲酸鈉、三巰基均三嗪三鈉、哌嗪-n,n’-雙二硫代羧酸鉀中的一種。

7、進一步說，該緩釋型包裹材料的鋁硅酸鹽載體可為沸石和/或海泡石。

8、進一步說，該緩釋型包裹材料的氫氧化物至少可包括氫氧化鎂、氫氧化鈣或氫氧化鋇中的一種；所述碳酸鹽至少可包括碳酸鈣、碳酸鎂或碳酸鋇中的一種。

9、本發明制備上述緩釋型包裹材料的方法，包括如下步驟：

10、(1)將有機硫螯合劑加入到鋁硅酸鹽載體中，加水攪拌均勻后加入粘結劑，經一次造粒、干燥，制得包芯材料；

11、(2)將氫氧化物和/或碳酸鹽與包芯材料混合后，加水制漿，經二次造粒、干燥即可。

12、進一步說，本發明制備緩釋型包裹材料的步驟(1)中，所述粘結劑至少可包括膨潤土、高嶺土、蒙脫石或伊利石中的一種，其加入量為有機螯合劑與鋁硅酸鹽料總質量的1.0～5.0％。

13、進一步說，本發明制備緩釋型包裹材料的步驟(1)中，所述水加入量為有機螯合劑與鋁硅酸鹽料總質量的5～15％。

14、進一步說，本發明制備緩釋型包裹材料的步驟中，一次造粒的平均粒徑為2～4mm，二次造粒的平均粒徑為3～6mm。

15、本發明上述緩釋型包裹材料應用于鋰云母尾渣中固鉈，包括如下步驟：按質量比(1～20):1000將緩釋型包裹材料加入鋰云母尾渣中，混合均勻即可。

16、有益效果：與現有技術相比，本發明的顯著優點為：該緩釋型包裹材料采用以由鋁硅酸鹽載體及負載于該載體上的有機硫螯合劑所構成的混合物作為包芯材料，以氫氧化物和/或碳酸鹽作為包膜材料，經造粒干燥制備成緩釋的顆粒物，能夠長久、高效作用于鋰云母尾渣，從而保證鋰云母尾渣中鉈浸出毒性始終維持在較低水平，具有高穩定化率、性能穩定、保持長期的有效性、易儲存和易使用的特點。且該緩釋型包裹材料適用范圍廣泛，不僅適用于含鉈鋰云母尾渣，還可適用于含鉈污泥、含鉈廢水等，生產工藝流程短，使用操作簡單，可應用前景廣闊。

技術特征：

1.一種用于固鉈的緩釋型包裹材料，其特征在于，該包裹材料以由鋁硅酸鹽載體及負載于該載體上的有機硫螯合劑所構成的混合物作為包芯材料，以氫氧化物和/或碳酸鹽作為包膜材料包裹于包芯材料上；所述包膜材料與包芯材料的質量比為(1:3)～(3:1)。

2.根據權利要求1所述用于固鉈的緩釋型包裹材料，其特征在于，所述有機硫螯合劑與鋁硅酸鹽載體的質量比為(0.05～0.25):1。

3.根據權利要求1或2所述用于固鉈的緩釋型包裹材料，其特征在于，所述有機硫螯合劑至少包括二甲基二硫代氨基甲酸鈉、二乙基二硫代氨基甲酸鈉、三巰基均三嗪三鈉、哌嗪-n,n’-雙二硫代羧酸鉀中的一種。

4.根據權利要求1或2所述用于固鉈的緩釋型包裹材料，其特征在于，所述鋁硅酸鹽載體為沸石和/或海泡石。

5.根據權利要求1所述用于固鉈的緩釋型包裹材料，其特征在于，所述氫氧化物至少包括氫氧化鎂、氫氧化鈣或氫氧化鋇中的一種；所述碳酸鹽至少包括碳酸鈣、碳酸鎂或碳酸鋇中的一種。

6.一種制備權利要求1所述緩釋型包裹材料的方法，其特征在于，包括如下步驟：

7.根據權利要求6所述制備緩釋型包裹材料的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述粘結劑至少包括膨潤土、高嶺土、蒙脫石或伊利石中的一種，其加入量為有機螯合劑與鋁硅酸鹽料總質量的1.0～5.0％。

8.根據權利要求6所述制備緩釋型包裹材料的方法，其特征在于，步驟(1)中，所述水加入量為有機螯合劑與鋁硅酸鹽料總質量的5～15％。

9.根據權利要求6所述制備緩釋型包裹材料的方法，其特征在于，所述一次造粒的平均粒徑為2～4mm，二次造粒的平均粒徑為3～6mm。

10.權利要求1所述的緩釋型包裹材料應用于鋰云母尾渣中固鉈，其特征在于，包括如下步驟：按質量比(1～20):1000將緩釋型包裹材料加入鋰云母尾渣中，混合均勻即可。

技術總結
本發明公開了一種用于固鉈的緩釋型包裹材料、制備方法及應用，該包裹材料以由鋁硅酸鹽載體及負載于該載體上的有機硫螯合劑所構成的混合物作為包芯材料，以氫氧化物和/或碳酸鹽作為包膜材料包裹于包芯材料上。制備時先將有機硫螯合劑加入到鋁硅酸鹽載體中，加水攪拌均勻后加入粘結劑，經一次造粒、干燥，制得包芯材料；再將氫氧化物和/或碳酸鹽與包芯材料混合后，加水制漿，經二次造粒、干燥即可。本發明的緩釋型包裹材料能夠長久、高效作用于鋰云母尾渣，從而保證鋰云母尾渣中鉈浸出毒性始終維持在較低水平，具有高穩定化率、性能穩定、保持長期的有效性、易儲存和易使用的特點。該緩釋型包裹材料適用范圍廣泛，不僅適用于含鉈鋰云母尾渣，還可適用于含鉈污泥、含鉈廢水等，生產工藝流程短，使用操作簡單，可應用前景廣闊。

技術研發人員：楊流,張玉超,彭超,李年平,豐志霞,石俊峰,史瑩飛
受保護的技術使用者：宜春龍蟠時代鋰業科技有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28