[發明專利]利用硅鈣渣制備雪硅鈣石的方法

有效

• 申請號: 201710182165.9
• 申請日: 2017-03-24
• 公開（公告）號: CN106966402B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 洪景南;孫俊民;高志軍;孫振斌;楊會賓;胡劍;王娜;許學斌;張永珍
• 申請（專利權）人: 大唐國際發電股份有限公司高鋁煤炭資源開發利用研發中心
• 主分類號: C01B33/24
• 分類號: C01B33/24
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所 23118
• 代理人: 陳曉光

本發明提供一種利用硅鈣渣制備雪硅鈣石的方法，包括如下步驟：1)將含鈣原料與含硅原料混合、研磨，得到混合料；2)將所述混合料與水混合后進行水熱合成反應，對反應產物進行過濾、洗滌和干燥，得到雪硅鈣石；其中，所述含鈣原料為硅鈣渣，所述含硅原料選自硅灰、石英砂、硅藻土、硅膠和白炭黑中的一種以上。本發明的方法原料來源廣泛、成本低廉、制備工藝簡單、合成反應時間短，可大幅提高生產效率，減少單位生產成本，具有良好的推廣應用前景。

技術領域

本發明涉及一種制備雪硅鈣石的方法，具體涉及一種利用硅鈣渣制備雪硅鈣石的方法。

背景技術

雪硅鈣石(Tobermorite、Crestmorite)又稱為托貝莫來石，最早發現于蘇格蘭，是自然界存在的一種稀有的水合硅酸鈣礦物。自然界中存在的雪硅鈣石主要為雪硅鈣石，其理想的晶體化學式為Ca₅Si₆O₁₆(OH)₂·4H₂O。雪硅鈣石多屬于正交晶系，其晶格常數為a₀＝1.13nm，b₀＝0.73nm，c₀＝2.26nm。根據加熱脫水時所表現的不同性質，雪硅鈣石可分為兩種類型，一種在300℃加熱時脫去結晶水，d₀₀₂值由減小為轉變為雪硅鈣石，稱為正常晶形雪硅鈣石，其結構層的硅氧四面體三節鏈沒有通過橋硅氧四面體相連，為單鏈結構；另一種在300℃加熱時也脫去結晶水，但是d₀₀₂值不變，稱為異常晶形雪硅鈣石，其結構層的硅氧四面體三節鏈通過橋硅氧四面體相連，為雙鏈結構。

雪硅鈣石是硅酸鈣保溫材料的主要礦物成分，由其組成的保溫材料使用溫度能夠達到650℃，同時雪硅鈣石具有容重小、高溫熱穩定性及導熱系數低等優點，因而被廣泛用于作為輕質保溫隔熱防火材料的主要原料。合成雪硅鈣石通常需要含鈣原料和含硅原料，其中含鈣原料主要為石灰或電石渣，含硅原料主要包括石英、硅灰、硅膠、水泥、高嶺土、粉煤灰，發生的主要化學反應為：

5CaO+6SiO₂+5H₂O→Ca₅Si₆O₁₆(OH)₂·4H₂O。

目前，雪硅鈣石的合成方法主要是水熱合成法，該方法通過含鈣原料和含硅原料按一定比例混合后置于高壓反應釜中進行水熱合成反應從而得到雪硅鈣石。上述方法所采用的含鈣原料大多是通過結晶完好的石灰石經嚴格的煅燒工藝制得，其對原料的要求相對較高，從而大大提高了生產成本；此外，上述反應過程所需時間較長，反應通常耗時16h以上。因此，尋找一種成本低廉、市場供給充足的含鈣原料和含硅原料，同時能夠縮短雪硅鈣石合成時間的合成方法是亟待解決的問題。

同時，隨著我國鋁土礦資源的日益短缺，利用高鋁粉煤灰、煤矸石等工業固體廢棄物提取氧化鋁越來越受到人們的重視。粉煤灰提取氧化鋁較為成熟的生產方法是堿法，堿法又分為石灰石燒結法和堿石灰燒結法，相對于石灰石燒結法，堿石灰燒結法的物料流量及能耗物耗更低，因此更適合于工業化推廣。然而，堿石灰燒結法在每生產1噸氧化鋁的同時將產生2-2.5噸硅鈣渣和0.7-0.8噸活性硅酸鈣，如此大量的硅鈣渣不僅占用大量土地資源，而且會對環境產生二次污染，因此對其進行有效利用不僅有利于節約土地資源，同時還能夠提高經濟效益。

發明內容

本發明提供一種利用硅鈣渣制備雪硅鈣石的方法，該方法具有原料來源廣泛、成本低廉、合成反應時間短等優勢。

本發明提供一種利用硅鈣渣制備雪硅鈣石的方法，包括如下步驟：

1)將含鈣原料與含硅原料混合、研磨，得到混合料；

2)將所述混合料與水混合后進行水熱合成反應，對反應產物進行過濾、洗滌和干燥，得到雪硅鈣石；