CN116770440B - 一种以生活垃圾焚烧飞灰为原料制备硬硅钙石晶须的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及硬硅钙石晶须制备领域，公开了一种以生活垃圾焚烧飞灰为原料制备硬硅钙石晶须的方法，步骤为：对生活垃圾焚烧飞灰进行酸浸得到产物A和滤液A；对产物A进行酸浸得到产物B和滤液B；将产物B烘干后破碎球磨，与KOH溶液反应得到产物C和滤液C；将产物C与碳酸氢铵溶液反应后得到产物D和滤液D；将产物D与木炭粉混合煅烧得到产物E；将产物E沉淀后得到产物F和沉淀物A；将产物F与纳米气泡水混匀，制得钙源料浆；以滤液C为硅源，将钙源料浆与硅源混合，水热反应后得到硬硅钙石晶须。本发明以生活垃圾焚烧飞灰为原料制备硬硅钙石晶须，可实现生活垃圾焚烧飞灰的高效资源化利用，并生成高纯度、高强度的硬硅酸钙晶须。
Description
技术领域
本发明涉及硬硅钙石晶须制备技术领域，尤其是涉及一种以生活垃圾焚烧飞灰为原料制备硬硅钙石晶须的方法。
背景技术
焚烧法以高减容减量，处理量大，二次污染小的优点，逐渐替代传统的卫生填埋法，成为生活垃圾处置主力军垃圾焚烧飞灰中含有大量的Zn、Cu、Cd、Pb、Cr等重金属、可溶性氯化盐以及二噁英等持久性有机污染物，是国家管控的危险废弃物。目前飞灰处理处置行业大多是将飞灰通过水洗的方式去除其中的可溶氯化盐后，将剩余部分交由水泥窑协同处置，但飞灰中依旧存在大量重金属，过多添加会使得浸出风险增加，水泥成品质量下降，这使得水泥生产中飞灰添加量维持在2%～3%的低比例状态，该工艺无法将飞灰较好的资源化，没能产生较好经济价值的产物且无害化处置受限于水泥窑的水泥产量，受市场影响波动大。
生活垃圾焚烧飞灰中含有17%～23%Ca、8%～13%Si、3%～6%Al，可用于制备硅酸钙材料，在建材使用上具有极大的潜力。硅酸钙材料主要分为两种，一种是托贝莫来石型，一种是硬硅钙石型。硬硅钙石型硅酸钙材料为单斜晶系，因其具有质量轻、强度高、导热系数小、耐高温、耐腐蚀等特点，被大量应用于建筑、热工设备、大中型仪器的保温隔热中，并且在使用、拆装的过程中不会对周围环境造成任何危害，是国际公认的绿色材料。工业上硬硅酸钙晶体主要是使用石英砂或者硅灰作为硅质材料，生石灰或者电石渣作为钙质材料在200℃～310℃下，经动态水热反应合成而来，通常该工艺下合成的硬硅酸钙晶体为短中长度纤维状，在搅拌流速切力下，互相缠绕、交织为球形团聚颗粒，球形硬硅酸钙颗粒体积大，空隙多，具有优良的吸附能力和空气动力学阻热性能，但晶体间的连接偏弱，力学性质较差，在900℃以上时容易产生晶体形变，破坏晶体整体结构，影响材料性能，而分散未团聚的纤维状硬硅酸钙，也就是硬硅酸钙晶须，有更大的长径比，更大的比表面积，使其具备了高强度、高韧性的特点，在复合材料增强，提升产品防火、抗弯曲能力等方面具有重要的价值。
CN 105839188 B和CN 105084856 A分别公开了以粉煤灰提硅液、生石灰水化合成硅酸钙晶须和以亚熔盐脱铝赤泥、亚熔盐脱铝粉煤灰、硅质原料合成硬硅钙石，但依旧需要额外添加新的活性钙源或者硅源材料来补充C/S比；CN 103539137 B和CN 107082433 A公开了以粉煤灰提取液与石灰乳水热合成硬硅钙石的方法，俩者都是传统一步法直接升温法直接制备，加上中低速的磁力搅拌，使得最终产品中多数纤维状晶须交错弯曲，缠绕团聚成球形，力学性能较差。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中制备硬硅酸钙晶须时存在的上述问题，提供一种以生活垃圾焚烧飞灰为原料制备硬硅钙石晶须的方法，可实现生活垃圾焚烧飞灰的高效资源化利用，并生成高纯度、高强度的硬硅酸钙晶须。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种以生活垃圾焚烧飞灰为原料制备硬硅钙石晶须的方法，包括如下步骤：
（1）将生活垃圾焚烧飞灰与工业用水、工业浓硫酸混合，搅拌反应后静置压滤分离得到产物A和滤液A；
（2）将产物A与工业用水、工业浓硫酸混合，搅拌反应后静置压滤分离得到产物B和滤液B；
（3）将产物B烘干后破碎球磨，然后与工业用水、KOH溶液混合，搅拌反应后离心分离得到产物C和滤液C；
（4）将产物C与碳酸氢铵溶液混合，搅拌反应后离心分离得到产物D和滤液D；
（5）将产物D与木炭粉混合，在半密闭高温窑体内煅烧，冷却后得到产物E；
（6）将产物E传输至微振动循环水平流沉淀池，沉淀后得到产物F和沉淀物A；
（7）将产物F与纳米气泡水混匀，制得钙源料浆；以滤液C为硅源，将钙源料浆与硅源按钙硅比1.3~1.5:1~2混合，调节溶液pH至12.5~13.5，在水热反应釜内，快速升温至180℃~190℃，保温1~2h；然后再次升温至220℃~230℃，在400rpm~500rpm的搅拌速度下搅拌反应2~3h；再在190~210℃下保温2~3h，冷却后将产物分离并干燥，得到硬硅钙石晶须。
本发明的步骤（1）和步骤（2）通过两步酸浸法，第一步酸浸可以将pH降至8～9，将飞灰中Fe、Mg、Al等重金属去除；第二步酸浸可以将pH降至2～3，将飞灰中As、Cd、Pb等两性重金属去除，重金属去除率可达99%以上，同时保留了飞灰中95%以上的Ca，并将其中的活性SiO2转化为硅酸。硅酸不溶于水和强酸，会粘附在硫酸钙表面，在步骤（3）中，通过球磨破碎，将裹挟在大颗粒硫酸钙中的硅酸重新释放出来并通过KOH碱液吸收，生成KOH-K2SiO3溶液，同时粉末状硫酸钙可以加快后续转化生产碳酸钙速率。
产物C硫酸钙在通过步骤（4）转化法制备碳酸钙后，通过步骤（5）添加木炭粉进行煅烧，木炭粉可以在升温过程中快速消耗窑体内的氧气，形成不完全燃烧的CO气体氛围；煅烧过程中二噁英类物质会热解为CO2、H2O、HCl等，缺氧无氧环境下可以有效防止二噁英类物质的生产，去除率达到接近100%；同时CO会与未转化完全的硫酸钙及含有的极少量金属硫酸盐反应，生成氧化钙和金属氧化物。再通过步骤（6）将产物E输送到微振动循环水平流沉淀池上，氧化钙由于煅烧后轻质松散，加上溶解度低，在反应界面传质阻力与水表面张力的辅助下，在池面形成5～8mm厚的粉层，其中的金属氧化物会在微振动作用下沉入池中，氧化钙会在数秒内被水流带至溢流口并截流分离，池中水为循环水，初期会有一定的氧化钙损耗，在氢氧化钙溶液浓度上升后损耗可以在5%以内，所得的氧化钙产物纯度可达99%。
步骤（7）中，用纳米气泡水将所得的氧化钙制成钙源料浆，并以步骤（3）中所得的滤液C为硅源，无需额外添加新的活性钙源或者硅源材料来补充钙硅比。纳米气泡具有更大的表面积和活性动能，能在水中停留超长时间，可以有效代替前期的搅拌并促进SiO3 2-与Ca2+的接触比例，在水热反应的升温过程中会逸散入反应釜的气相中，增大压强加速升温，实现快速升温和高效混匀；并且在180℃～190℃期间，液相中SiO3 2-与Ca2+会形成非晶态C-S-H凝胶，并在凝胶上开始生成C-S-H(Ⅰ)，此阶段不采用磁力搅拌可以尽可能减少涡流扰动对于晶体生长的影响，形成大直径比的晶体。再次升温至220℃～230℃，溶液中C-S-H(Ⅰ)开始向托贝莫来石晶体转化，最终由托贝莫来石转化为硬硅钙石，在转化为硬硅钙石过程中，温度的上升会加速硅酸钙晶体的生成，由于C-S-H(Ⅰ)单层中存在有大量的无序结构，会形成假六面体形态，使得硅氧链相互交错，无法沿着晶轴方向上生成，而400rpm～500rpm的高速搅拌形成的涡流与溶液自身的粘滞特性，使得从中心往四周存在流速差，在相对流速阻力与离心力双重作用下，可以有效避免晶体间的平面交错生长，极大程度上减少了球形或者团聚型硅酸钙的形成，最终生成的纤维状硬硅酸晶须比例高，长径比大，力学性能佳。本发明中的水热法与传统的一步水热法相比，在避免生成团球型硅酸钙同时加入纳米气泡水在一阶段水热合成过程加速合成效率并提高了长径比，为二阶段的转化提供了很好的基础，使得二阶段水热时间从原本的10h~12h缩短到一半时间，节约了能耗。
本发明中的方法将飞灰重金属、二噁英脱毒脱危的流程与水热合成硅酸钙所需的高纯度钙源、硅源提纯过程一体化，对原飞灰中Ca、Si利用率达90%以上，可实现生活垃圾焚烧飞灰的高效资源化利用。同时得到的滤液A和滤液B可经pH回调沉淀后制成氯化钾溶液，滤液D蒸发结晶后可制成硫酸铵农肥，沉淀物A金属氧化物可作为冶金辅料；处理过程中的产物均可回收制成副产品进行资源化利用，无新污染物的产生。并且工艺中高温煅烧和水热合成阶段中皆可以使热能回收，用于干燥产物。
作为优选，以重量份计，步骤（1）中加入10份生活垃圾焚烧飞灰，20~25份工业用水，3~4份工业浓硫酸；搅拌反应时的搅拌速度为180~250rpm，搅拌反应时间30~50min。
作为优选，以重量份计，步骤（2）中加入10份产物A，7~9份工业用水，2~3份工业浓硫酸；搅拌反应时的搅拌速度为100~150rpm，搅拌反应时间40~80min。
作为优选，步骤（3）中将产物B烘干后破碎球磨至粒径为180μm~280μm；以重量份计，加入10份产物B，3~6份工业用水、4~6份质量分数为20~25%的KOH溶液；搅拌反应时的搅拌速度为100~150rpm，搅拌反应时间40~80min。
作为优选，步骤（4）中碳酸氢铵溶液的质量分数为15%~17%，产物C与碳酸氢铵溶液的质量比为1:15~20；搅拌反应时的搅拌速度为150~200rpm，搅拌反应时间1~1.5h。
作为优选，步骤（5）中的木炭粉为改性木炭粉，其制备方法为：将木炭粉在质量分数为4~6%的氢氧化钠溶液中浸泡1~2min后，在600~800℃下无氧焙烧5~6h，得到所述改性木炭粉。对木炭粉进行碱液浸泡是为了去除掉原木烧制后存在的一些无机杂质，无氧焙烧是为了让木炭粉的分子间结构能够更为的分散，空隙率更大，达到的目的是为了能在一阶段升温过程中，比未改性的木炭粉更早的消耗掉窑体内的氧气，因为二噁英在300℃左右时就开始脱附入空气中，有氧环境会使它往更高毒性的同类氯代物转化。
作为优选，步骤（5）中产物D与改性木炭粉的质量比为20~50:1。
作为优选，步骤（5）中的煅烧方法为：以8~12℃/min的速率升温至400~500℃保温2~3h；然后以15~20℃/min的速率升温至850~900℃，保温0.5~1h。相较于煤炭粉，木炭粉分子结构更为松散，可以在更低的温度下与氧气快速反应，在升温至400～500℃前快速消耗窑体内的氧气，形成不完全燃烧的CO气体氛围，随后保温时间里，二噁英类物质会脱附并逸散到气相当中，再次升温至850～900℃后，二噁英类物质会热解为CO2、H2O、HCl等，缺氧无氧环境下可以有效防止二噁英类物质的生产，去除率达到接近100%。
作为优选，步骤（6）中的微振动循环水平流沉淀池的池深为30~40cm。
作为优选，步骤（7）中将产物F与纳米气泡水按质量比1:10~15混匀，制得钙源料浆。
因此，本发明具有如下有益效果：
（1）将飞灰重金属、二噁英脱毒脱危的流程与水热合成硅酸钙所需的高纯度钙源、硅源提纯过程一体化，对原飞灰中Ca、Si利用率达90%以上，可实现生活垃圾焚烧飞灰的高效资源化利用；
（2）制得的硬硅钙石晶须长径比高、力学性能好；
（3）本发明中的水热法与传统的一步水热法相比，在避免生成团球型硅酸钙同时加入纳米气泡水在一阶段水热合成过程加速合成效率并提高了长径比，为二阶段的转化提供了很好的基础，使得二阶段水热时间从原本的10h~12h缩短到一半时间，节约了能耗；
（4）处理过程中的产物均可回收制成副产品进行资源化利用，无新污染物的产生；
（5）工艺中高温煅烧和水热合成阶段中皆可以使热能回收，用于干燥产物。
附图说明
图1是本发明实施例1中制得的硬硅钙石晶须的SEM图。
图2是本发明对比例1中制得的硬硅钙石的SEM图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
在本发明中，若非特指，所有设备和原料均可从市场购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。
总实施例：
一种以生活垃圾焚烧飞灰为原料制备硬硅钙石晶须的方法，包括如下步骤：
（1）以重量份计，将10份生活垃圾焚烧飞灰与20~25份工业用水、3~4份工业浓硫酸（质量分数98%）混合，于室温下180~250rpm搅拌反应30~50min，静置压滤分离后得到产物A和滤液A；
（2）将10份产物A与7~9份工业用水、2~3份工业浓硫酸（质量分数98%）混合，于室温下100~150rpm搅拌反应40~80min，静置压滤分离后得到产物B和滤液B；
（3）将产物B在60~70℃下烘干后破碎球磨至粒径为180μm~280μm，然后将10份产物B与3~6份工业用水、4~6份KOH溶液（质量分数20%~25%）混合，于室温下100~150rpm搅拌反应40~80min，反应完毕后离心分离得到产物C和滤液C；
（4）将产物C与碳酸氢铵溶液（质量分数为15%~17%）按质量比1:15~20混合，在室温下150~200rpm搅拌反应1~1.5h，搅拌反应后离心分离得到产物D和滤液D；
（5）将木炭粉在质量分数为4~6%的氢氧化钠溶液中浸泡1~2min后，在600~800℃下无氧焙烧5~6h，得到改性木炭粉；将产物D与改性木炭粉按质量比20~50:1混合，在半密闭高温窑体内煅烧，冷却后得到产物E；煅烧方法为：以8~12℃/min的速率升温至400~500℃保温2~3h；然后以15~20℃/min的速率升温至850~900℃，保温0.5~1h；
（6）将产物E通过履带传输至池深为30~40cm的微振动循环水平流沉淀池（平行推送非倾倒入池内），沉淀后得到产物F和沉淀物A；
（7）通过纳米气泡发生器在水中进行连续曝气，得到纳米气泡水；将产物F与纳米气泡水按质量比1:10~15混匀，制得钙源料浆；以滤液C为硅源，将钙源料浆与硅源按钙硅比1.3~1.5:1~2混合，用KOH溶液调节溶液pH至12.5~13.5，在水热反应釜内，快速升温至180℃~190℃，保温1~2h；然后再次升温至220℃~230℃，在400rpm~500rpm的搅拌速度下搅拌反应2~3h；再在190~210℃下保温2~3h，冷却后将产物压滤分离并在70~80℃下干燥12h，得到硬硅钙石晶须。
实施例1：
一种以生活垃圾焚烧飞灰为原料制备硬硅钙石晶须的方法，包括如下步骤：
（1）以重量份计，将10份生活垃圾焚烧飞灰与22份工业用水、3.5份工业浓硫酸（质量分数98%）混合，于室温下200rpm搅拌反应40min，静置压滤分离后得到产物A和滤液A；
（2）将10份产物A与8份工业用水、2.5份工业浓硫酸（质量分数98%）混合，于室温下120rpm搅拌反应60min，静置压滤分离后得到产物B和滤液B；
（3）将产物B在65℃下烘干后破碎球磨至粒径为200μm，然后将10份产物B与5份工业用水、5份KOH溶液（质量分数22%）混合，于室温下120rpm搅拌反应60min，反应完毕后离心分离得到产物C和滤液C；
（4）将产物C与碳酸氢铵溶液（质量分数为16%）按质量比1:18混合，在室温下180rpm搅拌反应1.2h，搅拌反应后离心分离得到产物D和滤液D；
（5）将木炭粉在质量分数为5%的氢氧化钠溶液中浸泡2min后，在700℃下无氧焙烧5.5h，得到改性木炭粉；将产物D与改性木炭粉按质量比30:1混合，在半密闭高温窑体内煅烧，冷却后得到产物E；煅烧方法为：以10℃/min的速率升温至450℃保温2.5h；然后以18℃/min的速率升温至880℃，保温0.8h；
（6）将产物E通过履带传输至池深为40cm的微振动循环水平流沉淀池（平行推送非倾倒入池内），沉淀后得到产物F和沉淀物A；
（7）通过纳米气泡发生器在水中进行连续曝气，得到纳米气泡水；将产物F与纳米气泡水按质量比1:12混匀，制得钙源料浆；以滤液C为硅源，将钙源料浆与硅源按钙硅比1.4:1.5混合，用KOH溶液调节溶液pH至13.1，在水热反应釜内，快速升温至185℃，保温1.5h；然后再次升温至225℃，在450rpm的搅拌速度下搅拌反应2.5h；再在200℃下保温2.5h，冷却后将产物压滤分离并在75℃下干燥12h，得到硬硅钙石晶须；所得硬硅钙石晶须的形貌如图1中所示。
实施例2：
一种以生活垃圾焚烧飞灰为原料制备硬硅钙石晶须的方法，包括如下步骤：
（1）以重量份计，将10份生活垃圾焚烧飞灰与20份工业用水、4份工业浓硫酸（质量分数98%）混合，于室温下250rpm搅拌反应30min，静置压滤分离后得到产物A和滤液A；
（2）将10份产物A与9份工业用水、2份工业浓硫酸（质量分数98%）混合，于室温下150rpm搅拌反应40min，静置压滤分离后得到产物B和滤液B；
（3）将产物B在65℃下烘干后破碎球磨至粒径为180μm，然后将10份产物B与3份工业用水、6份KOH溶液（质量分数20%）混合，于室温下150rpm搅拌反应40min，反应完毕后离心分离得到产物C和滤液C；
（4）将产物C与碳酸氢铵溶液（质量分数为15%）按质量比1:20混合，在室温下150rpm搅拌反应1.5h，搅拌反应后离心分离得到产物D和滤液D；
（5）将木炭粉在质量分数为5%的氢氧化钠溶液中浸泡2min后，在700℃下无氧焙烧6h，得到改性木炭粉；将产物D与改性木炭粉按质量比20:1混合，在半密闭高温窑体内煅烧，冷却后得到产物E；煅烧方法为：以8℃/min的速率升温至400℃保温3h；然后以15℃/min的速率升温至850℃，保温1h；
（6）将产物E通过履带传输至池深为40cm的微振动循环水平流沉淀池（平行推送非倾倒入池内），沉淀后得到产物F和沉淀物A；
（7）通过纳米气泡发生器在水中进行连续曝气，得到纳米气泡水；将产物F与纳米气泡水按质量比1:10混匀，制得钙源料浆；以滤液C为硅源，将钙源料浆与硅源按钙硅比1.3:1混合，用KOH溶液调节溶液pH至12.5，在水热反应釜内，快速升温至180℃，保温2h；然后再次升温至220℃，在500rpm的搅拌速度下搅拌反应2h；再在200℃下保温3h，冷却后将产物压滤分离并在75℃下干燥12h，得到硬硅钙石晶须。
实施例3：
一种以生活垃圾焚烧飞灰为原料制备硬硅钙石晶须的方法，包括如下步骤：
（1）以重量份计，将10份生活垃圾焚烧飞灰与25份工业用水、3份工业浓硫酸（质量分数98%）混合，于室温下180rpm搅拌反应50min，静置压滤分离后得到产物A和滤液A；
（2）将10份产物A与7份工业用水、3份工业浓硫酸（质量分数98%）混合，于室温下100rpm搅拌反应80min，静置压滤分离后得到产物B和滤液B；
（3）将产物B在65℃下烘干后破碎球磨至粒径为280μm，然后将10份产物B与6份工业用水、4份KOH溶液（质量分数25%）混合，于室温下100rpm搅拌反应80min，反应完毕后离心分离得到产物C和滤液C；
（4）将产物C与碳酸氢铵溶液（质量分数为17%）按质量比1:15混合，在室温下200rpm搅拌反应1h，搅拌反应后离心分离得到产物D和滤液D；
（5）将木炭粉在质量分数为5%的氢氧化钠溶液中浸泡2min后，在700℃下无氧焙烧5h，得到改性木炭粉；将产物D与改性木炭粉按质量比50:1混合，在半密闭高温窑体内煅烧，冷却后得到产物E；煅烧方法为：以12℃/min的速率升温至500℃保温2h；然后以20℃/min的速率升温至900℃，保温0.5h；
（6）将产物E通过履带传输至池深为40cm的微振动循环水平流沉淀池（平行推送非倾倒入池内），沉淀后得到产物F和沉淀物A；
（7）通过纳米气泡发生器在水中进行连续曝气，得到纳米气泡水；将产物F与纳米气泡水按质量比1:15混匀，制得钙源料浆；以滤液C为硅源，将钙源料浆与硅源按钙硅比1.5:2混合，用KOH溶液调节溶液pH至13.5，在水热反应釜内，快速升温至190℃，保温1h；然后再次升温至230℃，在400rpm的搅拌速度下搅拌反应3h；再在200℃下保温2h，冷却后将产物压滤分离并在75℃下干燥12h，得到硬硅钙石晶须。
对比例1：
对比例1与实施例1的区别在于，步骤（7）中采用一步水热法，具体方法为：通过纳米气泡发生器在水中进行连续曝气，得到纳米气泡水；将产物F与纳米气泡水按质量比1:12混匀，制得钙源料浆；以滤液C为硅源，将钙源料浆与硅源按钙硅比1.4:1.5混合，用KOH溶液调节溶液pH至13.1，在水热反应釜内，快速升温至210℃，在450rpm的搅拌速度下搅拌反应5h；再在200℃下保温7h，冷却后将产物压滤分离并在75℃下干燥12h，得到硬硅钙石；所得硬硅钙石的形貌如图2中所示。
其余步骤均与实施例1中相同。
对上述实施例和对比例中制得的硬硅钙石晶须的性能进行测试，结果如表1中所示。
表1：硬硅钙石晶须性能测试结果
从图1中可以看出，采用本发明中的方法可制得分散未缠绕团聚的硬硅钙石晶须，结合表1中的数据可知，实施例1~3中采用本发明中的方法制得的硬硅钙石晶须具有大的长径及高的强度和韧性，并具有较好的隔热性能。
而如图2中所示，对比例1中采用一步水热法制得的硬硅钙石晶须会互相缠绕、交织为球形团聚颗粒，力学性能与实施例1中相比显著下降。说明本发明中的发明可实现高长径比硬硅钙石晶须的制备。
Claims (8)
1.一种以生活垃圾焚烧飞灰为原料制备硬硅钙石晶须的方法，其特征是，包括如下步骤：
（1）将生活垃圾焚烧飞灰与工业用水、工业浓硫酸混合，搅拌反应后静置压滤分离得到产物A和滤液A；以重量份计，步骤（1）中加入10份生活垃圾焚烧飞灰，20~25份工业用水，3~4份工业浓硫酸；
（2）将产物A与工业用水、工业浓硫酸混合，搅拌反应后静置压滤分离得到产物B和滤液B；以重量份计，步骤（2）中加入10份产物A，7~9份工业用水，2~3份工业浓硫酸；
（3）将产物B烘干后破碎球磨，然后与工业用水、KOH溶液混合，搅拌反应后离心分离得到产物C和滤液C；以重量份计，加入10份产物B，3~6份工业用水，4~6份质量分数为20~25%的KOH溶液；
（4）将产物C与碳酸氢铵溶液混合，搅拌反应后离心分离得到产物D和滤液D；碳酸氢铵溶液的质量分数为15%~17%，产物C与碳酸氢铵溶液的质量比为1:15~20；
（5）将产物D与木炭粉混合，在半密闭高温窑体内煅烧，冷却后得到产物E；所述的木炭粉为改性木炭粉，其制备方法为：将木炭粉在质量分数为4~6%的氢氧化钠溶液中浸泡1~2min后，在600~800℃下无氧焙烧5~6h，得到所述改性木炭粉；
（6）将产物E传输至微振动循环水平流沉淀池，沉淀后得到产物F和沉淀物A；
（7）将产物F与纳米气泡水按质量比1:10~15混匀，制得钙源料浆；以滤液C为硅源，将钙源料浆与硅源按钙硅比1.3~1.5:1~2混合，调节溶液pH至12.5~13.5，在水热反应釜内，快速升温至180℃~190℃，保温1~2h；然后再次升温至220℃~230℃，在400rpm~500rpm的搅拌速度下搅拌反应2~3h；再在190~210℃下保温2~3h，冷却后将产物分离并干燥，得到硬硅钙石晶须。
2.根据权利要求1所述的以生活垃圾焚烧飞灰为原料制备硬硅钙石晶须的方法，其特征是，步骤（1）搅拌反应时的搅拌速度为180~250rpm，搅拌反应时间30~50min。
3.根据权利要求1所述的以生活垃圾焚烧飞灰为原料制备硬硅钙石晶须的方法，其特征是，步骤（2）搅拌反应时的搅拌速度为100~150rpm，搅拌反应时间40~80min。
4.根据权利要求1所述的以生活垃圾焚烧飞灰为原料制备硬硅钙石晶须的方法，其特征是，步骤（3）中将产物B烘干后破碎球磨至粒径为180μm~280μm；搅拌反应时的搅拌速度为100~150rpm，搅拌反应时间40~80min。
5.根据权利要求1所述的以生活垃圾焚烧飞灰为原料制备硬硅钙石晶须的方法，其特征是，步骤（4）中搅拌反应时的搅拌速度为150~200rpm，搅拌反应时间1~1.5h。
6.根据权利要求1所述的以生活垃圾焚烧飞灰为原料制备硬硅钙石晶须的方法，其特征是，步骤（5）中产物D与改性木炭粉的质量比为20~50:1。
7.根据权利要求1或6所述的以生活垃圾焚烧飞灰为原料制备硬硅钙石晶须的方法，其特征是，步骤（5）中的煅烧方法为：以8~12℃/min的速率升温至400~500℃保温2~3h；然后以15~20℃/min的速率升温至850~900℃，保温0.5~1h。
8.根据权利要求1所述的以生活垃圾焚烧飞灰为原料制备硬硅钙石晶须的方法，其特征是，步骤（6）中的微振动循环水平流沉淀池的池深为30~40cm。
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