[發(fā)明專利]一種硬硅鈣石型硅酸鈣材料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410621030.4
• 申請(qǐng)日: 2014-11-06
• 公開（公告）號(hào): CN104402010A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭同江;宋鵬程;孫紅娟;段濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C01B33/24
• 分類號(hào): C01B33/24
• 代理公司: 北京諾孚爾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11242
• 代理人: 魏永金

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用活性二氧化硅質(zhì)和石灰質(zhì)原料制備硬硅鈣石型硅酸鈣材料的方法，屬于無機(jī)非金屬材料、節(jié)能建材的制備及應(yīng)用領(lǐng)域。

背景技術(shù)

硅酸鈣材料是由硅質(zhì)原料和鈣質(zhì)原料經(jīng)配料、水熱合成、壓濾、成型、烘干等工序而制成保溫絕熱材料。硅酸鈣材料主要有兩種，一種是托貝莫來石型，一種是硬硅鈣石型。硬硅鈣石型硅酸鈣材料因其具有容重小、強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)小、耐高溫、耐腐蝕等特點(diǎn)，可應(yīng)用于熱力設(shè)備和管道的絕緣、保溫以及建筑、船舶和列車的絕熱保溫領(lǐng)域。

硬硅鈣石型硅酸鈣保溫絕熱材料的制備方法有靜態(tài)水熱法和動(dòng)態(tài)水熱法。Gaosheng?Wei等選用二氧化硅氣溶膠為硅質(zhì)原料制備硅酸鈣絕緣保溫材料，加入陶瓷纖維為增強(qiáng)纖維。公告號(hào)為CN?101880150A的中國(guó)專利“制造硬硅鈣石型硅酸鈣保溫絕熱材料的工藝方法”選用石英砂為硅質(zhì)原料，活性氫氧化鈣為鈣質(zhì)原料動(dòng)態(tài)水熱合成硅酸鈣保溫材料，但是需要添加玻璃纖維和棉線。公告號(hào)為CN1204678A中國(guó)專利“硅酸鈣絕熱耐火材料的制造方法”選用非晶硅微粉或晶態(tài)的石英為硅質(zhì)原料，同時(shí)需要加入天然有機(jī)纖維(麻、棉或草木纖維)。公告號(hào)為CN86103427A的中國(guó)專利“微孔硅酸鈣保溫絕熱材料的制造方法”，以沸石、硅藻土、膨潤(rùn)土等為硅質(zhì)原料，同時(shí)加入石棉作為增強(qiáng)材料。

目前，制備硬硅鈣石型硅酸鈣材料的硅質(zhì)原料以晶態(tài)的石英砂或以非晶態(tài)的硅灰、硅藻土為主，由于硅質(zhì)原料純度不高，富含雜質(zhì)，很難合成高純度輕質(zhì)硅酸鈣材料。同時(shí)傳統(tǒng)水熱合成硅酸鈣保溫材料過程中還需要加入棉、紙漿、人造纖維等有機(jī)纖維或玻璃纖維、石棉等無機(jī)纖維增強(qiáng)材料(即增強(qiáng)纖維)來提高制品強(qiáng)度，但是纖維等補(bǔ)強(qiáng)材料添加不適當(dāng)，成型過程中分散不均勻，嚴(yán)重影響硅酸鈣材料的品質(zhì)。同時(shí)反應(yīng)過程中還需要加入礦化劑來增強(qiáng)硅酸鈣材料的結(jié)晶性。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種純度高、質(zhì)輕、密度小、強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好的硬硅鈣石型硅酸鈣材料的制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：方法一：一種硬硅鈣石型硅酸鈣材料的制備方法，包括的步驟如下：

1)取活性二氧化硅質(zhì)原料和石灰質(zhì)原料分別進(jìn)行粉磨，得到粒度均為80～325目的活性二氧化硅粉體和石灰粉體；

2)將步驟1)的活性二氧化硅粉體和石灰粉體，按其SiO₂/CaO摩爾比為0.85～1.25進(jìn)行配料，并置于帶攪拌裝置的混料機(jī)中，加入工業(yè)用水?dāng)嚢璩删鶆蛭锪希黄渲校I(yè)用水量與高活性二氧化硅粉體和石灰粉體混合物料的體積質(zhì)量比為10～15；所述的均勻物料經(jīng)直接處理后置入密閉反應(yīng)裝置中，加熱反應(yīng)生成合成產(chǎn)物；

3)將步驟2)的合成產(chǎn)物經(jīng)成型工序且干燥處理后，得到所述硬硅鈣石型硅酸鈣材料。

方法二：一種硬硅鈣石型硅酸鈣材料的制備方法，包括的步驟如下：

1)取活性二氧化硅質(zhì)原料和石灰質(zhì)原料分別進(jìn)行粉磨，得到粒度均為80～325目的活性二氧化硅粉體和石灰粉體；

2)將步驟1)的活性二氧化硅粉體和石灰粉體，按其SiO₂/CaO摩爾比為0.85～1.25進(jìn)行配料，并置于帶攪拌裝置的混料機(jī)中，加入工業(yè)用水?dāng)嚢璩删鶆蛭锪希黄渲校I(yè)用水的加入量與活性二氧化硅粉體和石灰粉體混合物料的體積質(zhì)量比為10～15；所述均勻物料經(jīng)成型工序后置入密閉反應(yīng)裝置中，加熱反應(yīng)生成合成產(chǎn)物；

3)將步驟2)的合成產(chǎn)物進(jìn)行干燥處理，得到所述硬硅鈣石型硅酸鈣材料。

上述的兩種方法中：

步驟1)所用的活性二氧化硅原料中SiO₂的質(zhì)量百分含量為80.0～98.0％，可選用纖蛇紋石纖維提鎂后的二氧化硅渣或/和蛇紋石尾礦提鎂后的二氧化硅渣，提鎂方式采用常規(guī)的酸浸法及銨鹽或酸式鹽焙燒法提鎂；石灰質(zhì)原料中CaO的質(zhì)量百分含量為73～98.0％，可選用生石灰、熟石灰或工業(yè)氧化鈣質(zhì)廢棄物中至少1種，其中的工業(yè)氧化鈣質(zhì)廢棄物為電石渣或苛化白泥的煅燒產(chǎn)物中任1種；

步驟2)所用的密閉反應(yīng)裝置為帶攪拌裝置的反應(yīng)釜或蒸壓釜；所述的加熱溫度為180～225℃，升溫速率為1.0～30.0℃/min，反應(yīng)時(shí)間為2～16h；

上述的成型工序均可用常規(guī)的模壓法、流漿法或抄取法按工藝要求成型為型材。

上述的干燥處理是將其合成產(chǎn)物中的含水率降至≤7.5％；其干燥方式可采用常規(guī)干燥的任一種方式。