CN102417187A - 粉煤灰联产活性硅酸钙生产过程中的脱水方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及粉煤灰联产活性硅酸钙生产过程中的脱水方法。在加压过滤之前，向质量分数为10％的活性硅酸钙悬浮液中加入阳离子表面活性剂，添加量为悬浮液质量分数的0.25％～0.75％，充分混合后，过滤压力为0.2～0.4MPa，经过加压过滤脱水，所得滤液可以循环使用，后续4～5次加压过滤时阳离子表面活性剂的添加量为悬浮液质量分数的0.10％～0.15％，得到滤饼符合质量要求。本发明的优点在于：采用新工艺后活性硅酸钙悬浮液脱水后滤饼的含水量相对于原工艺降低12％左右，滤液循环可使表面活性剂充分利用，节约水资源，并且保证活性硅酸钙产品符合质量要求。
Description
技术领域
本发明涉及活性硅酸钙生产技术领域，特别是涉及粉煤灰联产活性硅酸钙生产过程中的脱水方法。
背景技术
高铝粉煤灰是近些年来随着我国西部煤炭资源的开发以及大型火力发电厂的建设出现的一种新的粉煤灰类型，其Al2O3含量通常可达50％左右。随着铝土矿资源的日益短缺，利用高铝粉煤灰生产氧化铝越来越受到人们的重视。在其技术开发中，会联产出非晶态SiO2，并将提取的SiO2进一步处理成活性硅酸钙或者其他硅质产品，大幅增加了高铝粉煤灰的利用价值。活性硅酸钙产品要求即扣除结晶水含量后SiO2含量为47％～47.5％，CaO含量为46％～46.5％左右，钙硅摩尔比为1～1.05，Fe2O3＜0.08％，白度＞94。这种硅酸钙比表面积大，质轻，白度高可用作高分子填料、保温材料、造纸增白剂、水泥添加剂、生产硅酸钙板、电厂烟气脱硫及硅钙肥等多个领域，需求量很大。
从粉煤灰提取氧化铝的研究中一直存在如何提取其中的硅钙盐的问题。传统的提取氧化铝的方法主要按添加剂的酸碱性分为酸法、减法和酸碱混合法。
酸法生产的Al2O3纯度较高，整个工艺过程中的成渣量少；碱法工艺较为简单，比较适合于大规模生产；而酸碱混合法在将粉煤灰中超过90％的Al2O3提出的同时，也将其中的大部分SiO2提取出来，提出的SiO2既可以制作硅胶，也能进一步制备白炭黑。但是，这些方法都没有合理利用非晶态SiO2，造成巨大的资源浪费。
当前采用的技术路线成功的解决了充分提取硅钙盐的问题，首先用NaOH溶液脱出粉煤灰玻璃相以进一步提高粉煤灰Al/Si比，脱硅液添加石灰乳用来制备活性硅酸钙并回收NaOH。脱硅后的粉煤灰可采用碱石灰烧结法制备氧化铝，最后的残渣硅钙渣脱碱之后可用来生产水泥熟料。
但是，目前活性硅酸钙悬浮液采用加压过滤后，滤饼含水率高达66％左右，使得后续工序干燥设备的负荷较大，耗能较高。在从粉煤灰生产氧化铝联产活性硅酸钙的文献中只提到活性硅酸钙的质量达标，但没有具体的方法来降低活性硅酸钙过滤之后的滤饼水分。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有的背景技术而提出的活性硅酸钙脱水方法，它的主要内容是针对活性硅酸钙生产流程中过滤脱水这一部分，能够使活性硅酸钙的含水量降低12％(wt)左右，并且得到的产品满足质量要求。
本发明解决了上述技术问题所采用的技术方案为：
在活性硅酸钙在进行干燥前，向活性硅酸钙的悬浮液中加入阳离子表面活性剂，充分混合后，经过加压过滤脱水得到滤饼，阳离子表面活性剂的添加量为悬浮液质量分数的0.25％～0.75％，过滤压力为0.2～0.4MPa，过滤介质材质为涤纶，过滤介质的平均孔径小于5μm。
所述的阳离子表面活性剂选自季铵盐类化合物。所述的加压过滤所得滤液重复循环使用，重复4～5次加压过滤使用循环滤液中表面活性剂添加量为悬浮液质量的0.10％～0.15％。
经过加压过滤脱水得到滤饼，所得滤液可以循环使用。
与现有技术相比，本发明的优点在于：采用新工艺后活性硅酸钙悬浮液脱水后滤饼的含水量相对于原工艺降低12％左右，滤液循环可使表面活性剂充分利用，节约水资源，并且保证活性硅酸钙产品符合质量要求。
附图说明
图1：现有的活性硅酸钙生产工艺流程图
图2：本发明的流程示意图
具体实施方式
下面结合实例对本发明作进一步的描述，但是应当说明的是，这几个实施例仅用于说明本发明的系统和方法，而并不能将本发明的范围局限于此。
实施例1：
如图2所示的技术路线，在加压过滤之前，向质量分数为10％的活性硅酸钙悬浮液中加入阳离子表面活性剂十二烷基三甲基氯化铵，添加量为悬浮液质量分数的0.25％，混合均匀后，过滤，过滤压力为0.2MPa，介质材质为涤纶，过滤介质的平均孔径小于5μm，后续的4～5次添加量占悬浮液质量的0.10％，经过加压过滤得到的滤液循环使用，得到的滤饼含水率达到55.88％，经过干燥后得到质量合格的活性硅酸钙，即扣除结晶水含量后SiO2含量为47％～47.5％，CaO含量为46％～46.5％左右，钙硅摩尔比为1～1.05，Fe2O3＜0.08％，白度＞94。
实施例2：
如图2所示的技术路线，在加压过滤之前，向质量分数为10％的活性硅酸钙悬浮液中加入阳离子表面活性剂十二烷基三甲基氯化铵，添加量为悬浮液质量分数的0.5％，混合均匀后，过滤，过滤压力为0.25MPa，介质材质为涤纶，过滤介质的平均孔径小于5μm，后续的4～5次添加量占悬浮液质量的0.13％，经过加压过滤得到的滤液循环使用，得到的滤饼含水率达到54.08％，经过干燥后得到质量合格的活性硅酸钙，即扣除结晶水含量后SiO2含量为47％～47.5％，CaO含量为46％～46.5％左右，钙硅摩尔比为1～1.05，Fe2O3＜0.08％，白度＞94。
实施例3：
如图2所示的技术路线，在加压过滤之前，向质量分数为10％的活性硅酸钙悬浮液中加入阳离子表面活性剂十二烷基三甲基氯化铵，添加量为悬浮液质量分数的0.75％，混合均匀后，过滤，过滤压力为0.3MPa，介质材质为涤纶，过滤介质的平均孔径小于5μm，后续的4～5次添加量占悬浮液质量的0.15％，经过加压过滤得到的滤液循环使用，得到的滤饼含水率达到53.98％，经过干燥后得到质量合格的活性硅酸钙，即扣除结晶水含量后SiO2含量为47％～47.5％，CaO含量为46％～46.5％左右，钙硅摩尔比为1～1.05，Fe2O3＜0.08％，白度＞94。
实施例4：
如图2所示的技术路线，在加压过滤之前，向质量分数为10％的活性硅酸钙悬浮液中加入阳离子表面活性剂十二烷基三甲基氯化铵，添加量为悬浮液质量分数的0.50％，混合均匀后，过滤，过滤压力为0.3MPa，介质材质为涤纶，过滤介质的平均孔径小于5μm，后续的4～5次添加量占悬浮液质量的0.15％，经过加压过滤得到的滤液循环使用，得到的滤饼含水率达到55.12％，经过干燥后得到质量合格的活性硅酸钙，即扣除结晶水含量后SiO2含量为47％～47.5％，CaO含量为46％～46.5％左右，钙硅摩尔比为1～1.05，Fe2O3＜0.08％，白度＞94。
本发明的粉煤灰联产活性硅酸钙生产过程中的脱水方法，对于所属领域的普通技术人员在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。所有相类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，他们都被视为包括在本发明精神、范围和内容中。
Claims (3)
1.粉煤灰联产活性硅酸钙生产过程中的脱水方法，其特征是在活性硅酸钙在进行干燥前，向活性硅酸钙的悬浮液中加入阳离子表面活性剂，充分混合后，经过加压过滤脱水得到滤饼，阳离子表面活性剂的添加量为悬浮液质量分数的0.25％～0.75％，过滤压力为0.2～0.4MPa，过滤介质材质为涤纶，过滤介质的平均孔径小于5μm。
2.如权利要求1所述的脱水方法，其特征是所述的阳离子表面活性剂选自季铵盐类化合物。
3.如权利要求1所述的脱水方法，其特征是所述的加压过滤所得滤液重复循环使用，重复4～5次加压过滤使用循环滤液中表面活性剂添加量为悬浮液质量的0.10％～0.15％。
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