CN105314641A - 一种人造硅灰石的制备方法 - Google Patents

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俞海云
向贤平
檀杰
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Abstract

本发明提供一种利用电石渣和粉煤灰制备硅灰石的方法。电石渣的主要成份为Ca(OH)2，粉煤灰主要成份为活性SiO2，在一定条件下两者可以发生化学反应生成CaSiO3，得到人造硅灰石。按照上述原料和方法制备得到的人造硅灰石在透射电子显微镜下显示出明显的一维结构，具有优良的补强性能，应用范围广、市场前景广阔。该方法生产原料成本低廉、工艺简单、可重复性强，通过本方法制备人造硅灰石，不但有效减少了粉煤灰、电石渣这两者排放带来的环境污染问题，还提供了一条电石渣和粉煤灰这两种工业固废的综合利用新途径，实现了人造硅灰石的低成本制备。

Description

一种人造硅灰石的制备方法
技术领域
本发明属于工业固体废弃物综合利用技术领域。具体涉及一种人造硅灰石的制备方法。
背景技术
硅灰石主要成份为硅酸钙，此外还含有少量的铝、铁、镁、钾等元素，这使得硅灰石具有很好的热稳定性，此外还具有无毒、耐化学腐蚀、低吸水率、低吸油率等优点。同时，硅灰石其结构为链状晶体结构偏硅酸钙矿物，其微观形貌多为针状、纤维状，具有优良的力学性能和很好的补强作用。目前，工业上主要将其作为优良的无机填料添加到造纸、陶瓷、涂料、水泥、橡胶、塑料等材料中提升产品的机械性能和化学、物理稳定性，市场使用量巨大。我国虽然具有丰富的硅灰石矿藏资源，但是主要分布于辽宁、吉林、江西、云南和青海五省，其他省份相对缺乏。由于硅灰石化学成份在也为许多工业固体废弃物主要化学成份，因此，如果可以利用常见固体工业废弃物制备得到硅灰石，不但可以解决硅灰石资源分布不均的问题，还可以为工业固体废弃物提供一条循环利用的新途径。
电石渣为电石水解获取乙炔气后的以氢氧化钙为主要成分的废渣，目前我国的主要处理方法为制备水泥、生产石灰石、化工原料等，但由于每年电石渣产量巨大，上述途径仍然无法完全消化，因此电石渣回收利用问题依然严峻。粉煤灰主要成份为活性二氧化硅，作为较早利用的工业固废之一目前得到了比较好的综合利用，是目前水泥行业、耐火材料行业等常用的低价原料之一。
目前人们已经发明了多种利用电石渣的方法，如专利“电石渣改性及改性电石渣替代天然石膏磨制水泥的方法-200610124911.0”，“用电石渣制备超细碳酸钙的方法-200510020830.1”和“一种催化胶结电石渣砖-200710190065.7”均提供了不同的电石渣利用方法，但相对于每年产生的电石渣体量来说仍然需要更多的有效的方法来扩宽电石渣的综合利用途径。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用电石渣和粉煤灰制备硅灰石的方法。电石渣的主要成份为Ca(OH)2，粉煤灰主要成份为活性SiO2，在一定条件下两者可以发生化学反应生成CaSiO3，得到人造硅灰石。通过本方法制备人造硅灰石，不但有效减少了这两者排放带来的环境污染问题，还提供了一条电石渣和粉煤灰这两种工业固废的综合利用新途径，实现了人造硅灰石的低成本制备。
本发明涉及一种通过电石渣和粉煤灰生产人造硅灰石的方法，具体步骤如下：
1）分别取粉煤灰测定其中硅含量，电石渣测定其中氢氧化钙含量。
2）按照硅：氢氧化钙物质的量的比1.0～1.2加入电石渣，同时加入硅物质的量1～1.5%的乙二胺，混合均匀，同时加水调节混合体系中液相的pH为9。
3）将上述混合物转移入高压釜，填充度80%，密闭条件下升温至180～210℃保温4～8小时，自然冷却至室温，过滤洗涤得到中间产物。
4）将中间产物在回转窑中于900～1100℃加热1～2小时，得到人造硅灰石。
按照上述原料和方法制备得到的人造硅灰石在透射电子显微镜下显示出明显的一维结构，具有优良的补强性能，应用范围广、市场前景广阔。该方法生产原料成本低廉、工艺简单、可重复性强，为循环利用电石渣提供了一条新途径。
附图说明：
图1为实施例1制得的人造硅灰石的透射电子显微镜照片，照片中的颗粒显示为一维结构，平均长径比大于1：4（放大倍数19000万倍）。
具体实施方式：
实施例1：称取粉煤灰1000g测定其中硅含量为26.4%，测定固含量为63%的电石渣中氢氧化钙含量为92.3%。按照硅：氢氧化钙物质的量的比1.0向粉煤灰中加入电石渣756g，同时加入硅物质的量1%的乙二胺，混合均匀，同时加水调节混合体系中液相的pH为9。将上述混合物转移入高压釜，填充度80%，密闭条件下升温至210℃保温4小时，自然冷却至室温，过滤洗涤得到中间产物。将中间产物在回转窑中于900℃加热2小时，得到人造硅灰石。
实施例2：称取粉煤灰1000g测定其中硅含量为26.4%，测定固含量为63%的电石渣中氢氧化钙含量为92.3%。按照硅：氢氧化钙物质的量的比1.1向粉煤灰中加入电石渣832g，同时加入硅物质的量1.2%的乙二胺，混合均匀，同时加水调节混合体系中液相的pH为9。将上述混合物转移入高压釜，填充度80%，密闭条件下升温至180℃保温8小时，自然冷却至室温，过滤洗涤得到中间产物。将中间产物在回转窑中于1000℃加热1.5小时，得到人造硅灰石。
实施例3：称取粉煤灰1000g测定其中硅含量为26.4%,测定固含量为63%的电石渣中氢氧化钙含量为92.3%。按照硅：氢氧化钙物质的量的比1.2向粉煤灰中加入电石渣907g，同时加入硅物质的量1.5%的乙二胺，混合均匀，同时加水调节混合体系中液相的pH为9。将上述混合物转移入高压釜，填充度80%，密闭条件下升温至190℃保温6小时，自然冷却至室温，过滤洗涤得到中间产物。将中间产物在回转窑中于1100℃加热1小时，得到人造硅灰石。
施例4：称取粉煤灰1000g测定其中硅含量为26.4%,测定固含量为63%的电石渣中氢氧化钙含量为92.3%。按照硅：氢氧化钙物质的量的比1.1向粉煤灰中加入电石渣832g，同时加入硅物质的量1.5%的乙二胺，混合均匀，同时加水调节混合体系中液相的pH为9。将上述混合物转移入高压釜，填充度80%，密闭条件下升温至200℃保温6小时，自然冷却至室温，过滤洗涤得到中间产物。将中间产物在回转窑中于1000℃加热1.5小时，得到人造硅灰石。

Claims (3)

1.一种人造硅灰石的制备方法，其特征在于该技术方案具体内容如下：
分别取粉煤灰测定其中硅含量，电石渣测定其中氢氧化钙含量；
按照硅：氢氧化钙物质的量的比1.0～1.2加入电石渣，同时加入硅物质的量1～1.5%的乙二胺，混合均匀，同时加水调节混合体系中液相的pH为9；
将上述混合物转移入高压釜，填充度80%，密闭条件下升温至180～210℃保温4～8小时，自然冷却至室温，过滤洗涤得到中间产物；
将中间产物在回转窑中于900～1100℃加热1～2小时，得到人造硅灰石。
2.根据权利要求1，一种人造硅灰石的制备方法，其特征在于：所述的粉煤灰粒径范围为300～800目。
3.根据权利要求1，一种人造硅灰石的制备方法，其特征在于：所述的人造硅灰石产品单个颗粒的长径比平均大于1：4。
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