一种利用脱硅渣制备硬硅钙石的方法_2

文档序号:9761405阅读:来源:国知局
有以下有益效果:
[0037](I)本发明实现了脱硅渣的资源化高值利用,避免了危险化工固废的排放对环境造成污染。
[0038](2)本发明采用脱硅渣,在控制水热合成体系中Ca/Si摩尔比为0.5?2,碱性溶液浓度为4?12wt%的条件下合成硬硅钙石产品,其容重可达190?250kg/m3,压缩强度达到17?20MPa,远大于轻质硅酸钙板强度要求>0.2MPa符合制作轻质保温材料硬硅钙石的要求。
[0039](3)采用本发明制备得到的硬硅钙石产品可使保温材料的导热系数达到0.035?0.04ff/k.m,较现有技术降低0.005?0.01W/k.m。
[0040](4)本发明所述方法制备硬硅钙石的原料均为廉价原料,从而大大降低硬硅钙石的生产成本。
【附图说明】
[0041]图1是本发明所述利用脱硅渣制备硬硅钙石的方法的工艺流程图。
【具体实施方式】
[0042]为更好地说明本发明,便于理解本发明的技术方案,下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子,并不代表或限制本发明的权利保护范围,本发明保护范围以权利要求书为准。
[0043]本发明具体实施例部分提供了利用脱硅渣制备硬硅钙石的方法,所述方法包括以下步骤:
[0044](I)用浓度为0.5?1wt %的碱性溶液按液固比2?10对脱硅渣在50?90°C下进行洗漆除杂;
[0045](2)将经过洗涤除杂后的脱硅渣与浓度为4?12wt %的Na2CO3和/或K2CO3溶液按液固比10?35置于密闭反应器中,在搅拌速度为120?180r/min的搅拌条件下于150?250°C下进行水热合成反应4?7h,反应体系中控制Ca元素与Si元素的摩尔比0.5?2,控制反应体系的压力为0.4?3MPa,得到硬硅钙石料浆;
[0046](3)将硬硅钙石料浆进行固液分离,得到的固体在0.1?2MPa下进行固体成型和在70?105°C下干燥脱水I?I Oh后得到硬硅钙石产品。
[0047]本发明具体实施例部分采用高压搅拌反应容器进行试验,根据承钢公司脱硅渣的实际产生情况,所用原料均取自承钢生产车间。
[0048]实施例1:
[0049](I)用浓度为0.5wt%的如0)3溶液按液固比2对脱硅渣在90°C下进行洗涤除杂,以将脱硅渣中夹带的V043—、Cr042—离子和游离的NaOH等杂质除掉;
[0050](2)将经过洗涤除杂后的脱硅渣与浓度为10的%的他20)3溶液按液固比35置于密闭反应器中,在搅拌速度为180r/min的搅拌条件下于230°C下进行水热合成反应7h,反应体系中控制Ca/Si摩尔比为2,控制反应体系的压力为0.4MPa,得到硬硅钙石料浆;
[0051](3)将硬硅钙石料浆进行固液分离,得到的固体在1.3MPa下进行固体成型和在70°C下干燥脱水Ih后得到产品。
[0052]在该实验条件下合成的产品是由纤维状晶体相互缠绕形成的毛栗状球形粒子组成。通过X-ray衍射分析其主要物相为硬娃I丐石,化学式为6Ca0.6S1O2.H2O,其中的Si/Ca比为0.5,这与反应体系中51/^&比相同;成型后产品的容重为1901^/1113,压缩强度达到17.4MPa,远大于轻质硅酸钙板强度要求>0.2MPa符合制作轻质保温材料硬硅钙石的要求。
[0053]将其应用于保温材料中,可使保温材料的导热系数较现有技术降低0.008W/k.m0
[0054]实施例2:
[0055](I)用浓度为2wt%的1(尤03溶液按液固比4对脱硅渣在80°C下进行洗涤除杂,以将脱硅渣中夹带的VO43—、Cr042—离子和游离的NaOH等杂质除掉;
[0056](2)将经过洗涤除杂后的脱硅渣与浓度为12被%的1(20)3溶液按液固比31置于密闭反应器中,在搅拌速度为170r/min的搅拌条件下于150°C下进行水热合成反应6h,反应体系中控制Ca/Si摩尔比为0.5,控制反应体系的压力为0.9MPa,得到硬硅钙石料浆;
[0057](3)将硬硅钙石料浆进行固液分离,得到的固体在0.1MPa下进行固体成型和在75°C下干燥脱水3h后得到产品。
[0058]在该实验条件下合成产品是由纤维状晶体相互缠绕形成的毛栗状球形粒子组成。通过X-ray衍射分析其主要物相为硬硅钙石,化学式为6Ca0.6S1O2.H20,其中的Si/Ca比为1.1,这与反应体系中Si/Ca比相同,成型后产品的容重为220kg/m3,压缩强度达到19.343MPa,远大于轻质硅酸钙板强度要求>0.2MPa符合制作轻质保温材料硬硅钙石的要求。
[0059]将其应用于保温材料中,可使保温材料的导热系数较现有技术降低0.006W/k.m0
[0060]实施例3:
[0061 ] (I)用浓度为4被%的如(:03溶液按液固比6对脱硅渣在70°C下进行洗涤除杂,以将脱硅渣中夹带的VO43—、Cr042—离子和游离的NaOH等杂质除掉;
[0062](2)将经过洗涤除杂后的脱硅渣与浓度为4被%的他20)3溶液按液固比27置于密闭反应器中,在搅拌速度为150r/min的搅拌条件下于250°C下进行水热合成反应5h,反应体系中控制Ca/Si摩尔比为1.2,控制反应体系的压力为1.2MPa,得到硬硅钙石料浆;
[0063](3)将硬硅钙石料浆进行固液分离,得到的固体在0.6MPa下进行固体成型和在85°C下干燥脱水6h后得到产品。
[0064]在该实验条件下合成产品是由纤维状晶体相互缠绕形成的毛栗状球形粒子组成。通过X-ray衍射分析其主要物相为硬硅钙石,化学式为6Ca0.6S1O2.H20,其中的Si/Ca比为2,这与反应体系中Si/Ca比相同;成型后产品的容重为250kg/m3,压缩强度达到19.98MPa,远大于轻质硅酸钙板强度要求>0.2MPa符合制作轻质保温材料硬硅钙石的要求。
[0065]将其应用于保温材料中,可使保温材料的导热系数较现有技术降低0.009W/k.m0
[0066]实施例4:
[0067](I)用浓度为6wt %的K2CO3溶液按液固比10对脱硅渣在60°C下进行洗涤除杂,以将脱硅渣中夹带的VO43—、Cr042—离子和游离的NaOH等杂质除掉;
[0068](2)将经过洗涤除杂后的脱硅渣与浓度为8?七%的1(20)3溶液按液固比23置于密闭反应器中,在搅拌速度为130r/min的搅拌条件下于200°C下进行水热合成反应4h,反应体系中控制Ca/Si摩尔比为1.5,控制反应体系的压力为1.7MPa,得到硬硅钙石料浆;
[0069](3)将硬硅钙石料浆进行固液分离,得到的固体在0.9MPa下进行固体成型和在90°C下干燥脱水Sh后得到产品。
[0070]在该实验条件下合成产品是由纤维状晶体相互缠绕形成的毛栗状球形粒子组成。通过X-ray衍射分析其主要物相为硬硅钙石,化学式为6Ca0.6S1O2.H20,其中的Si/Ca比为1.4,这与反应体系中Si/Ca比相同;成型后产品的容重为235kg/m3,压缩强度达到
17.446MPa,远大于轻质硅酸钙板强度要求>0.2MPa符合制作轻质保温材料硬硅钙石的要求。
[0071 ]将其应用于保温材料中,可使保温材料的导热系数较现有技术降低0.007W/k.m0
[0072]实施例5:
[0073](I)用浓度为8wt %的Na2CO3溶液按液固比8对脱硅渣在50°C下进行洗涤除杂,以将脱硅渣中夹带的VO43—、Cr042—离子和游离的NaOH等杂质除掉;
[0074](2)将经过洗涤除杂后的脱硅渣与浓度为6wt %的他20)3溶液按液固比16置于密闭反应器中,在搅拌速度为120r/min的搅拌条件下于180°C下进行水热合成反应4.5h,反应体系中控制Ca/Si摩尔比为0.7,控制反应体系的压力为2.6MPa,得到硬硅钙石料浆;
[0075](3)将硬硅钙石料浆进行固液分离,得到的固体在1.5MPa下进行固体成型和在95°C下干燥脱水1h后得到产品。
[0076]在该实验条件下合成产品是由纤维状晶体相互缠绕形成的毛栗状球形粒子组成。通过X-ray衍射分析其主要物相为硬硅钙石,化学式为6Ca0.6S1O2.H20,其中的Si/Ca比为
0.7,这与反应体系中Si/Ca比相同;成型后产品的容重为203kg/m3,压缩强度达到
18.034MPa,远大于轻质硅酸钙板强度要求>0.2MPa符合制作轻质保温材料硬硅钙石的要求。
[0077]将其应用于保温材料中,可使保温材料的导热系数较现有技术降低0.008W/k.m0
[0078]实施例6:
[0079](I)用浓度为1wt %的1(20)3溶液按液固比7对脱硅渣在75°C下进行洗涤除杂,以将脱硅渣中夹带的VO43—、Cr042—离子和游离的NaOH等杂质除掉;
[0080](2)将经过洗涤除杂后的脱硅渣与浓度为7?〖%的1(20)3溶液按液固比10置于密闭反应器中,在搅拌速度为145r/min的搅拌条件下于170°C下进行水热合成反应5.5h,反应体系中控制Ca/Si摩尔比为1.8,控制反应体系的压力为3MPa,得到硬硅钙石料浆;
[0081](3)将硬硅钙石料浆进行固液分离,得到的固体在2MPa下进行固体成型和在105°C下干燥脱水5h后得到产品。
[0082]在该实验条件下合成产品是由纤维状晶体相互缠绕形成的毛栗状球形粒子组成。通过X-ray衍射分析其主要物相为硬硅钙石,化学式为6Ca0.6S1O2.H20,其中的S
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