一种制备硅酸钙绝热材料的方法
【专利摘要】本发明提供一种利用硅酸钠钙分解制备硅酸钙绝热材料的方法，包括以下步骤：（1）将硅酸钠钙和稀碱液按比例混合，在90-260℃下反应2-20h，经过滤，得到硅酸钙湿渣；（2）将步骤（1）得到的硅酸钙湿渣在模具中压制成型；（3）将步骤（2）中成型的样品进行干燥，即可得到硅酸钙绝热产品。采用该方法制备硅酸钙绝热材料，步骤简单，能耗低；原料可以是由粉煤灰、煤矸石、高岭土、石英砂等高硅矿物通过化学转化而得的以硅酸钠钙为主要成分的混合物，也可以是纯二氧化硅通过化学转化而得的纯硅酸钠钙，原料来源广泛，既解决了环境污染的问题，又实现了上述矿物的高值化利用；制成的硅酸钙成品，容重低，绝热性能佳。
【专利说明】一种制备硅酸钙绝热材料的方法
【技术领域】
[0001]一种制备新型硅酸钙绝热材料的方法，特别涉及一种以硅酸钠钙为原料的制备硅酸钙绝热材料的新方法。
【背景技术】
[0002]硅酸钙是一种性能绝佳的绝热材料，高性能的硅酸钙绝热材料在中国的市场上一直处于供不应求的状态。目前，硅酸钙绝热材料的制备均是以硅藻土、石英砂等硅质原料和石灰等钙质原料经混合、压制成型、蒸养、干燥等工序合成，同时在原料混合过程中加入增强纤维等材料增加其性能，例如河北辽源硅藻材料有限公司发明的制备环保型硅酸钙绝热制品的方法(⑶102173714八?、山东莱州祥云防火隔热材料有限公司的耐高温高强度高密硅酸钙板的制法(￠^1408671八)等。现有的硅酸钙绝热材料的制备原料种类多，配料及反应过程繁杂。而以单一物质分解制备硅酸钙绝热材料的方法，至今尚未见报道。本发明提供的以硅酸钠钙为原料制备硅酸钙的方法，原料种类简单，反应过程容易控制，反应结果稳定，硅酸钙制品性能优异。
【发明内容】
[0003]本发明提供了一种以硅酸钠钙为原料采用水化学法制备硅酸钙绝热材料的方法，而硅酸钠钙不是原生矿物，可以用粉煤灰、煤矸石、石英砂等高硅原料经过化学转化获得，因此本发明可以间接解决粉煤灰等污染问题，同时，还可实现粉煤灰等的高值化利用。此夕卜，本发明提供的硅酸钙绝热材料性能佳，可以有效缓解我国高端硅酸钙制品短缺局面。
[0004]本发明提供的硅酸钙绝热制品制备方法，其步骤包括配料、分解、成型、干燥四个部分，分述如下:
[0005](1)配料:将硅酸钠钙和稀碱液按1:5-1:30的比例混合，稀碱液中似20浓度为
0.1-40^/1 ；
[0006](2)反应得到的混合浆料在密闭容器中进行分解反应，反应温度为90-2601，反应时间为2-201！，浆料进行适当搅拌，反应完成后将料浆过滤，得到硅酸钙湿渣；
[0007](3)压制成型:将步骤(2)得到的湿渣用选好的模具压制成型；
[0008](4)干燥处理:将步骤(3)中压制成型的硅酸钙制品在100-1501下干燥2-151！，硅酸隹丐终广品即制备完成。
[0009]所述的制备硅酸钙原料可以是由粉煤灰、煤矸石、高岭土、石英砂等高硅矿物通过化学转化而得的以硅酸钠钙为主要成分的混合物，也可以是纯二氧化硅通过化学转化而得的纯硅酸钠钙。
[0010]所述的反应温度以1701 -2201为佳。
[0011]所述的反应时间以4-71！为佳。
[0012]本发明提供的硅酸钠钙制备硅酸钙绝热材料的方法具有如下明显优越性:
[0013](I)本发明采用的原料为纯硅酸钠钙或以硅酸钠钙为主要成分的混合物，与传统方法用硅质原料和钙质原料通过化合反应制备硅酸钙绝热材料相比，原料组成单一；
[0014](2)本发明采用水化学法分解硅酸钠钙来制备硅酸钙，与传统方法用硅质原料和钙质原料通过化合反应制备硅酸钙流程相比，流程短，易于控制，可操作性强；
[0015](3)本发明采用水化学法分解硅酸钠钙来制备硅酸钙，与传统方法用硅质原料和钙质原料主要通过蒸养工序合成硅酸钙流程相比，反应过程传质效果更佳，从而能耗更低；
[0016](4)本发明提供的硅酸钙制品从微观结构上看形貌可控，既可为实心球形粒子，也可以是中空纤维球形粒子，还可以是折叠片状粒子。因此，反应渣直接压制成型后产品的容重可在较大范围内变化，最低可至200kg/m3，抗压强度达到5MPa以上，性能优异。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1给出了以硅酸钠钙为原料制备硅酸钙绝热材料的工艺路线图。
【具体实施方式】
[0018]实施例1
[0019]本实例的原料为粉煤灰经过化学转化而得到的以硅酸钠钙为主要成分的固态渣，其主要成分为19.13%的Na20、30.67 %的S12和34.91 %的CaO，主要成分为硅酸钠钙(NaCaHS14)0将上述固态渣与稀碱液混合，二者质量比为1: 30，稀碱液中Na2O浓度计为0.lg/L ;混合后衆料在反应爸中进行分解反应,反应温度为170°C,反应时间为4h,反应后进行真空抽滤；抽滤后所得渣相用选定的模具成型，成型压力维持在0.2MPa ;最后将成型制品在100°C下干燥3h，成型材料容重为209kg/m3。
[0020]实施例2
[0021]同样选择实施例1中的固态渣为原料，主要成分为19.13%的Na20、30.67%的S12和34.91%的CaO，主要存在形式为硅酸钠钙(NaCaHS14)15将上述固态渣与稀碱液混合，二者质量比为1: 5,稀碱液中Na2O浓度计为40g/L ;混合后衆料在反应爸中进行分解反应，反应温度为90°C，反应时间为20h，反应后进行真空抽滤；抽滤后所得渣相用选定的模具成型，成型压力维持在0.2MPa ;最后将成型制品在150°C下干燥2h，成型材料容重为617kg/m3。
[0022]实施例3
[0023]同样选择实施例1中的固态渣为原料，主要成分为19.13%的Na20、30.67%的S12和34.91%的CaO，主要存在形式为硅酸钠钙(NaCaHS14)15将上述固态渣与稀碱液混合，二者质量比为1: 20,稀碱液中Na2O浓度计为40g/L ;混合后衆料在反应爸中进行分解反应，反应温度为260°C，反应时间为2h，反应后进行真空抽滤；抽滤后所得渣相用选定的模具成型，成型压力维持在0.2MPa ;最后将成型制品在120°C下干燥2h，成型材料容重为286kg/m3。
[0024]实施例4
[0025]本实例的原料为煤矸石经过脱碳、化学转化而得到的以硅酸钠钙为主要成分的固态渣，主要成分为20.88%的Na20、31.69%的S12和33.47%的CaO，主要存在形式为硅酸钠钙(版将上述固态渣与稀碱液混合，二者质量比为1: 30，稀碱液中似20浓度计为108凡；混合后浆料在反应釜中进行分解反应，反应温度为2201，反应时间为8匕反应后进行真空抽滤；抽滤后所得渣相用选定的模具成型，成型压力维持在0.21？3 ；最后将成型制品在1101下干燥处，成型材料容重为186^?3。
[0026]实施例5
[0027]本实例的原料为石英砂经化学转化而得到的以硅酸钠钙为主要成分的固态渣，主要成分为21.28%的琴、32.60%的8102和34.02 %的0^0，主要存在形式为硅酸钠钙(^0^8104).,将上述固态渣与稀碱液混合，二者质量比为1: 30，稀碱液中似20浓度计为15^/1 ；混合后浆料在反应釜中进行分解反应，反应温度为2201，反应时间为7匕反应后进行真空抽滤；抽滤后所得渣相用选定的模具成型，成型压力维持在0.21？3 ；最后将成型制品在1101下干燥处，成型材料容重为226^?3。
[0028]实施例6
[0029]本实例的原料为试剂二氧化硅经化学转化而得到的以硅酸钠钙为主要成分的固态渣，主要成分为21.79%的似20、33丨16%的3102和35.59%的0^0，主要存在形式为硅酸钠钙(版将上述固态渣与稀碱液混合，二者质量比为1: 20，稀碱液中似20浓度计为108凡；混合后浆料在反应釜中进行分解反应，反应温度为2001，反应时间为9匕反应后进行真空抽滤；抽滤后所得渣相用选定的模具成型，成型压力维持在0.21？3 ；最后将成型制品在1101下干燥处，成型材料容重为357^?3。
【权利要求】
1.一种制备硅酸钙绝热材料的方法，包括以下步骤: (1)配料:将制备硅酸钙原料和稀碱液按1:5-1:30的比例混合，稀碱液中Na2O浓度为.0.l_40g/L，所述的制备硅酸钙原料为由粉煤灰、煤矸石、高岭土、石英砂等高硅矿物通过化学转化而得的以硅酸钠钙为主要成分的混合物或是纯二氧化硅通过化学转化而得的纯硅酸钠钙 (2)反应:将步骤(I)得到的混合浆料在密闭容器中进行分解反应，反应温度为.90-2600C，反应时间为2-20h，浆料进行搅拌，反应完成后将料浆过滤，得到硅酸钙湿渣； (3)压制成型:将步骤(2)得到的湿渣用模具压制成型； (4)干燥处理:将步骤(3)中压制成型的硅酸钙制品在100-150°C下干燥2-15h，硅酸钙终广品即制备完成。
【文档编号】C01B33/24GK104276578SQ201310272260
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年7月1日 优先权日:2013年7月1日
【发明者】马淑花, 唐振华, 丁健, 王月娇, 郑诗礼, 张懿 申请人:中国科学院过程工程研究所