[發明專利]一種利用粉煤灰脫硅母液生產活性硅酸鈣的方法

有效

• 申請號: 201210005534.4
• 申請日: 2012-01-10
• 公開（公告）號: CN102583410A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 李會泉;李少鵬;李勇輝;馬艷麗
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C01B33/24
• 分類號: C01B33/24
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 陳慧珍

技術領域

本發明屬于活性硅酸鈣制備技術領域，具體地說，涉及一種利用粉煤灰脫硅母液生產硅酸鈣的方法，有利于固體廢棄物的綜合利用以及二次污染物的處理。

背景技術

硅酸鈣從廣義上講是氧化鈣與二氧化硅的水合物，分子式可以表示為CaO·mSiO₂·nH₂O。適用于鋼鐵、石化、陶瓷、玻璃、水泥，外墻保溫及各種爐窯的保溫，及電力、機械、電子、造船等行業的保溫隔熱。

活性硅酸鈣又稱作高分散硅酸鈣，無毒無味，不溶于水，酒精和堿，能溶于酸中，粒度極細，比表面積大，補強性能強，屬于良好的補強劑；導熱系數低，隔熱性好，耐熱性好，阻燃性能好，可制作隔熱保溫及阻燃材料；強度高，粘結性好，可作為填充劑、強化劑等；廣泛應用于橡膠、涂料、油墨、日化、建材、造紙等行業。

以造紙行業為例，活性硅酸鈣可用作輕量新聞紙及高檔紙張的強化劑，以提高紙張質量。隨著造紙行業產品有由酸性紙轉為堿性紙的進程推進，硅酸鈣的潛在市場前景良好。

目前，硅酸鈣的相關研究較多，其制備方法主要有燒結法、水熱法、酸化法等；而以粉煤灰為硅源生產硅酸鈣的方法較少，且產品堿度較大，嚴重影響了硅酸鈣產品性能及應用。

粉煤灰是從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細灰。粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物。我國火電廠粉煤灰的主要氧化物組成為：SiO₂、Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃、CaO、TiO₂等。粉煤灰是我國當前排量較大的工業廢渣之一，隨著電力工業的發展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉煤灰不加處理，就會產生揚塵，污染大氣；若排入水系會造成河流淤塞，而其中的有毒化學物質還會對人體和生物造成危害。因此，粉煤灰的處理和利用問題引起人們廣泛的注意。粉煤灰使用的優點在混凝土中摻加粉煤灰節約了大量的水泥和細骨料；減少了用水量；改善了混凝土拌和物的和易性；增強混凝土的可泵性；減少了混凝土的徐變；減少水化熱、熱能膨脹性；提高混凝土抗滲能力；增加混凝土地修飾性。

CN?102249253A提供了一種高鋁粉煤灰生產氧化鋁聯產活性硅酸鈣的方法，步驟包括：高鋁粉煤灰首先與氫氧化鈉溶液反應進行預脫硅，得到液相的脫硅液和固相的脫硅粉煤灰：向脫硅液中加入石灰乳進行苛化反應，固相為活性硅酸鈣，經壓濾和閃蒸干燥得到成品：脫硅粉煤灰中加入石灰石和碳酸鈉溶液調配成合格生料漿，然后將合格生料漿焙燒成熟料，熟料溶出的液相為鋁酸鈉粗液：鋁酸鈉粗液經一二段深度脫硅、碳分、種分、焙燒等工序后便可得到符合要求的冶金級氧化鋁。

CN?101941725A公開了一種從煤矸石中提取氧化鋁聯產活性硅酸鈣的方法，涉及氧化鋁聯產活性硅酸鈣生產的技術領域。主要步驟為：將煤矸石粉碎后焙燒活化：煤矸石熟料進行堿溶脫硅反應，得到脫硅煤矸石和硅酸鈉溶液；硅酸鈉溶液苛化反應得到含水硅酸鈣和氫氧化鈉溶液，含水硅酸鈣烘干制得活性硅酸鈣微粉；脫硅煤矸石中加入石灰石和碳酸鈉溶液球磨制成生料漿；生料漿焙燒后的熟料用水溶出，得到鋁酸鈉粗液和硅鈣渣，硅鈣渣經處理后作為水泥原料；鋁酸鈉粗液深度脫硅得到鋁酸鈉精化液；鋁酸鈉精化液中通入CO₂碳分，得到氫氧化鋁和碳酸鈉溶液；氫氧化鋁煅燒制得氧化鋁產品。

通過檢索大量利用粉煤灰生產活性硅酸鈣的文獻資料等可以看出，現有的多數技術僅僅說明了在粉煤灰的加工利用過程中可以聯產活性硅酸鈣的方案設計，并沒有對如何生產出性能均一、白度高、雜質含量少的活性硅酸鈣進行詳細的研究，因此研究出一種各方面性能良好的，同時又能降低生產成本、降低二次污染的活性硅酸鈣成為市場及環境保護的需要。

發明內容

針對上述方法的不足，本發明提供了一種利用粉煤灰脫硅母液生產硅酸鈣的方法，具有原料來源廣、原料適應性強、硅酸鈣產品性能均一、白度高、雜質含量少等特點，生產成本低、能耗小，環境與經濟效益顯著。

為了達到上述目的，本發明通過如下技術方案實現：

一種利用粉煤灰脫硅母液生產硅酸鈣的方法，包括以下步驟：

(1)將粉煤灰脫硅母液移入立式葉濾機中進行精濾，除去懸浮物后得到粉煤灰脫硅精液；

(2)將粉煤灰脫硅精液與石灰乳混合均勻，移入苛化槽進行苛化反應；

(3)將苛化反應后的料漿移入過濾機進行固液分離，得到固相硅酸鈣渣和液相氫氧化鈉溶液，將硅酸鈣渣水洗至中性或弱堿性；