硫酸法钛白粉是产量、需求量较大的化工产品之一,作为副产物的钛石膏产量大,且钛石膏的产生量随着钛矿石品位的不断下降而持续增加。钛石膏含水量高、杂质成分多限制了其作为水泥缓凝剂和建筑材料等方面的应用,亟需寻求和建立高效环保且处理量大的资源化处理方法。本文以钛石膏的资源化利用为目的,在对钛石膏基本性能全面分析的基础上,结合钛石膏处置量大的特点,提出将钛石膏作为土壤镉污染改良剂,考察了钛石膏对镉的吸附固定性能和土壤中镉赋存形态的影响因素,通过实验研究了钛石膏改良土壤机理和实际改良效果。主要研究内容和成果如下：1.对钛石膏的基本性能进行了全面的测试分析,填补了对钛石膏的性能系统性研究的空白,并结合性能研究结果分析了钛石膏作镉污染改良剂的可行性。结果表明,钛石膏粒径小、含水量大,呈弱碱性,主要杂质成分铁以带负电荷的胶体形式存在；钛石膏有提高土壤肥力的优势,对土壤环境没有危害；钛石膏酸中和能力值(ANC)为6625mmol/g,加入土壤中能有效提高土壤pH值,具有作改良剂的可行性。2.通过考察钛石膏对镉的吸附性能及影响因素,评估了钛石膏用于改良土壤镉污染的潜力。结果表明,钛石膏对Cd2+具有良好的吸附性能,钛石膏对Cd2+的等温吸附过程符合Langmuir吸附等温方程,饱和吸附量为18.29mg/g。吸附过程最佳钛石膏添加量为10g/L,pH在3-6的范围内,钛石膏对Cd2+的吸附量随pH的增加而增加。3.通过跟踪土壤性质和镉形态的变化,研究钛石膏作为土壤改良剂时镉元素的存在形态和固定机理。结果表明,添加钛石膏能有效提高土壤pH值和阳离子交换量、降低土壤的氧化还原性电位,最大变化幅度分别为29%、16.1%和12.04%。其中EXC-Cd (水溶交换态)和CA-Cd(碳酸盐结合态)向FeMnOx-Cd(铁锰氧化物结合态)和RES-Cd(残渣态)转变,EXC-Cd从20.7%下降至13.8%,CA-Cd从23.6%下降至13.6%,Res-Cd从33.3%上升至44.6%,FeMnOx-Cd从11.3%上升至12.4%,镉被固定的主要机理包括沉淀作用和吸附作用。4.通过盆栽实验和实际农田种植实验,研究改良后土壤镉的生物有效性,评估水稻种植的安全性。结果表明,添加钛石膏能有效降低土壤MgCl2、DTPA、HCl有效镉含量,最大下降幅度分别为39%、33%和17%。添加钛石膏能减少水稻籽粒镉含量,对水稻生长没有不良影响,且具有一定增产效果。通过本文的研究工作,建立了对钛石膏进行资源化利用的一种有效方法。鉴于需要治理的镉污染土壤的面积巨大,作为土壤改良剂使用,可以为钛石膏的处置提供一个消耗量大且便于实施的出路。本论文研究成果为推广应用于被其他重金属污染土壤的治理,提供了理论依据和技术手段。