CN104030305A - 一种活性硅酸钙的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种活性硅酸钙的制备方法，包括以下步骤：将破碎后的生石灰筛分，收集粒度为1-2cm的生石灰颗粒；将所述生石灰颗粒与硅源溶液按钙硅摩尔比1-1.1混合进行水热反应，并对反应产物进行真空抽滤后，得到活性硅酸钙；其中，所述硅源溶液为硅酸钠溶液或水玻璃溶液。本发明公开了一种活性硅酸钙的制备方法，通过该方法制备得到的活性硅酸钙，不但具有较低的含水率，而且该方法简单易行，原料成本低廉。

Description

一种活性硅酸钙的制备方法
技术领域
本发明涉及一种活性硅酸钙的制备方法，属于材料技术领域。
背景技术
活性硅酸钙作为一种新型材料，通常是以生石灰、石灰乳等为钙源，硅酸钠溶液、水玻璃、石英砂和硅藻土等为硅源采用水热合成的方法得到。活性硅酸钙又称高分散硅酸钙，分子式可表示为：CaO·SiO2·nH2O，无毒无味，不溶于水、酒精和碱，但极易溶于强酸，表面存在与白炭黑相同的硅氧基和硅醇基官能团，单个微粒主要呈蜂窝状、层状、卷曲层状，外表弯曲而褶皱，比表面积高达251.3m2/g，比重0.2-0.3g/cm3，具有极大的吸附活性，可作为填充剂广泛应用于造纸、橡胶、塑料行业，也可进一步深加工制成干燥剂和吸附剂，同时它在污水中的重金属处理方面也展现了良好的效果。
活性硅酸钙内部及表面呈孔隙发育，通过分析测试可知其表面呈现蜂窝状多孔结构，附着有结晶水，粒度分布不均匀。由于活性硅酸钙具有此种结构，所以在生产过程中的过滤分离工序会出现脱水困难的问题。为了脱除活性硅酸钙中的水分子，目前常用的过滤方法有：加压过滤、离心过滤以及真空过滤等方法，但上述过滤方法却无法有效的脱除活性硅酸钙中的水分子，其含水率仍然维持在60-70％。除此之外，现有技术还采用了向活性硅酸钙中加入表面活性剂脱除水分子，这种加入表面活性剂的方法虽然可以有效的降低活性硅酸钙的含水率，但却存在表面活性剂价格昂贵的缺点，无疑在生产活性硅酸钙的过程中增加了成本。
发明内容
本发明的目的就是针对上述现有技术存在的问题，提供了一种活性硅酸钙的制备方法，通过该方法制备得到的活性硅酸钙，不但具有较低的含水率而且该方法简单易行，原料成本低廉。
本发明提供了一种活性硅酸钙的制备方法，包括以下步骤：
将破碎后的生石灰筛分，收集粒度为1-2cm的生石灰颗粒；
将所述生石灰颗粒与硅源溶液按钙硅摩尔比1-1.1混合进行水热反应，对反应产物进行真空抽滤后，得到活性硅酸钙；
其中，所述硅源溶液为硅酸钠溶液或水玻璃溶液。
进一步地，所述生石灰中有效钙的含量为80-95％。具有该含量有效钙的生石灰能够充分的与硅源溶液反应，得到活性硅酸钙。
进一步地，所述硅源溶液中SiO2浓度为45-55g/L。
进一步地，所述水热反应的反应温度为90-95℃，反应时间为40-60min。在上述反应条件下，可以使生石灰和硅源溶液反应完全。
进一步地，所述对反应产物进行真空抽滤时，真空度在0.04MPa以上。生石灰和硅源溶液经水热反应后得到的活性硅酸钙无论是表面，还是其内部孔隙中都存在大量的水分子，所以在不小于0.04MPa真空度下对其进行抽滤，可以有效降低其表面和内部孔隙中的含水率。
进一步地，在本发明中，水热反应所使用的生石灰的粒度为1-2cm的生石灰颗粒，该粒度的生石灰颗粒可以有效的与硅源溶液充分接触，并进行反应。将筛分后粒度大于2cm的生石灰颗粒，可以进行再次破碎筛分得到粒度为1-2cm的生石灰颗粒供反应使用。
本发明公开了一种活性硅酸钙的制备方法，通过该方法制备得到的活性硅酸钙，不但具有较低的含水率，而且该方法简单易行，原料成本低廉。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供了一种活性硅酸钙的制备方法，包括如下步骤：
将有效钙含量为87.88％的生石灰实施破碎、筛分，收集粒度为1-2cm的生石灰颗粒备用；而粒度大于2cm的生石灰颗粒，可以进行再次破碎筛分得到粒度为1-2cm的生石灰颗粒供反应使用；
将上述筛分后粒度为1-2cm的生石灰颗粒与SiO2浓度为49.7g/L的硅酸钠水溶液按钙硅摩尔比为1混合，在90℃下进行水热反应60min后，并对反应产物在真空度为0.06MPa下进行抽滤，得到活性硅酸钙。
对上述水热反应得到的活性硅酸钙实施相关测试，得到如下结果：
活性硅酸钙的成分中SiO242.05％，CaO43.55％；含水率为54.63％，白度为93％，平均粒径d50为30.15μm。
实施例2
本实施例提供了一种活性硅酸钙的制备方法，包括如下步骤：
将有效钙含量为85％的生石灰实施破碎、筛分，收集粒度为1-2cm的生石灰颗粒备用；而粒度大于2cm的生石灰颗粒，可以进行再次破碎筛分得到粒度为1-2cm的生石灰颗粒供反应使用；
将上述筛分后粒度为1-2cm的生石灰颗粒与SiO2浓度为45.2g/L的硅酸钠水溶液按钙硅摩尔比为1混合，在95℃下进行水热反应40min后，并对反应产物在真空度为0.07MPa下进行抽滤，得到活性硅酸钙。
对上述水热反应得到的活性硅酸钙实施相关测试，得到如下结果：
活性硅酸钙的成分中SiO245.2％，CaO46.55％；含水率为54.37％，白度为96％，平均粒径d50为23.69μm。
实施例3
本实施例提供了一种活性硅酸钙的制备方法，包括如下步骤：
将有效钙含量为92.5％的生石灰实施破碎、筛分，收集粒度为1-2cm的生石灰颗粒备用；而粒度大于2cm的生石灰颗粒，可以进行再次破碎筛分得到粒度为1-2cm的生石灰颗粒供反应使用；
将上述筛分后粒度为1-2cm的生石灰颗粒与SiO2浓度为52.7g/L的硅酸钠水溶液按钙硅摩尔比为1.1混合，在95℃下进行水热反应40min后，并对反应产物在真空度为0.07MPa下进行抽滤，得到活性硅酸钙。
对上述水热反应得到的活性硅酸钙实施相关测试，得到如下结果：
活性硅酸钙的成分中SiO246.1％，CaO46.78％；含水率为46.92％，白度为95％，平均粒径d50为22.57μm。
由实施例1-3可知：由本发明方法制备得到的活性硅酸钙的含水率为45-55％，明显低于利用现有技术方法生产的活性硅酸钙的含水率60-70％。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种活性硅酸钙的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将破碎后的生石灰筛分，收集粒度为1-2cm的生石灰颗粒；
将所述生石灰颗粒与硅源溶液按钙硅摩尔比1-1.1混合进行水热反应，对反应产物进行真空抽滤后，得到活性硅酸钙；
其中，所述硅源溶液为硅酸钠溶液或水玻璃溶液。
2.根据权利要求1所述的活性硅酸钙的制备方法，其特征在于，所述生石灰中有效钙的含量为80-95％。
3.根据权利要求1所述的活性硅酸钙的制备方法，其特征在于，所述硅源溶液中SiO2浓度为45-55g/L。
4.根据权利要求1所述的活性硅酸钙的制备方法，其特征在于，所述水热反应的反应温度为90-95℃，反应时间为40-60min。
5.根据权利要求1所述的活性硅酸钙的制备方法，其特征在于，所述对反应产物进行真空抽滤时，真空度在0.04MPa以上。
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