[发明专利]降低活性硅酸钙pH值的方法

说明书

技术领域

本发明涉及活性硅酸钙处理技术，尤其涉及一种降低活性硅酸钙pH值的方法。

背景技术

活性硅酸钙分子式可表示为：CaO·SiO₂·nH₂O，无毒无味，不溶于水、酒精和碱中，但极易溶于强酸，且具有较强的吸附性能。由于粒度细，白度高，且堆积密度和真密度均较低，保温性能较好，因此这类活性硅酸钙既可应用于保温材料领域，也可作为添加剂广泛的应用于橡胶、塑料、造纸、涂料领域。活性硅酸钙通常由生石灰、石灰乳等钙源与硅酸钠溶液、水玻璃、石英砂和硅藻土等硅源进行水热合成。然而，在强碱性溶液中生成的硅酸钙，包括石灰乳与硅酸钠溶液或者生石灰(石灰乳)与水玻璃的反应产物，由于其含有一定数量的Na元素而具有较高的pH值(pH值通常大于12)，从而限制了高碱性活性硅酸钙的推广应用。

尤其是，活性硅酸钙是高铝粉煤灰提取氧化铝过程中十分重要的副产品，在诸多工艺路线中，较为适合该类粉煤灰特点，同时在技术上和设备上又较为成熟的方法就是预脱硅碱石灰烧结法，该方法会在生产氧化铝的同时产生大量的高碱性活性硅酸钙，即在预脱硅阶段，通过向预脱硅生成的脱硅液中加入石灰乳制备活性硅酸钙微粉，同时将预脱硅所用的绝大部分氢氧化钠回收利用。但该工艺同样存在活性硅酸钙pH值偏高的问题。因此，只有将这样生产的活性硅酸钙的pH降低到10甚至9以下，才能在橡胶、造纸、塑料、涂料等行业作为填料得到广泛应用。目前还未见关于降低高碱性活性硅酸钙PH值的研究报道。

发明内容

本发明提供一种降低活性硅酸钙pH值的方法，用以解决现有技术中的缺陷，实现原料来源广泛，价格低廉，操作步骤简单、能耗低，用本方法处理后的活性硅酸钙物理化学性能均一稳定、能够满足化工填料要求。

本发明提供的一种降低活性硅酸钙pH值的方法，包括如下步骤：当活性硅酸钙中Na₂O质量百分比含量≥1％，将活性硅酸钙先加石灰乳脱碱，然后进行酸化处理；当活性硅酸钙中Na₂O质量百分比含量＜1％，直接将活性硅酸钙进行酸化处理。

进一步地，所述加石灰乳脱碱步骤包括：向活性硅酸钙中加水搅拌，然后加入石灰乳，再经搅拌、过滤、洗涤。

进一步地，所述酸化处理步骤包括：向活性硅酸钙中加入硫酸溶液进行搅拌、浸泡，然后再加入饱和硫酸铝溶液，搅拌、浸泡、过滤、洗涤得到pH值降低的活性硅酸钙。

进一步地，所述活性硅酸钙为钙源与硅源进行水热合成的高碱性活性硅酸钙或高铝粉煤灰提取氧化铝联产的活性硅酸钙，所述钙源为生石灰和石灰乳中的一种或多种；所述硅源为硅酸钠溶液、水玻璃、石英砂和硅藻土中的一种或多种。

进一步地，所述活性硅酸钙中CaO与SiO₂的摩尔比为0.95～1.05，Na₂O的质量百分比含量≤4％，水的质量百分比含量为50～70％，pH值为12～14。

进一步地，所述洗涤为逆向洗涤，所述逆向洗涤次数为两次。两次逆向洗涤后高碱性活性硅酸钙中的Na₂O含量可降低到0.1～0.6％。

进一步地，所述水与活性硅酸钙干基的质量比为3～5∶1。

进一步地，所述石灰乳通过如下步骤制得：将CaO与水以质量比为1∶3～6的比例混合，搅拌时间为0.5～1小时，然后进行扒渣处理，将底部的杂质除去后得到石灰乳。

进一步地，所述活性硅酸钙的干基与所述石灰乳中有效钙质量比为20～40∶1。生石灰中的有效钙是指能与水反应生成石灰乳的氧化钙，石灰乳中的有效钙是指单位浆液体积石灰乳中以氢氧化钙方式存在(以碳酸钙形式存在的氧化钙不计在内)的氧化钙含量，单位通常为克/升，这些有效钙均能参与反应生成活性硅酸钙。脱碱反应的液固比为4～8ml/g。进一步地，所述活性硅酸钙与石灰乳的反应温度为80～95℃，反应时间为0.5～1.0h。

进一步地，所述过滤滤液和第一次逆向洗涤后的洗液作为下一批活性硅酸钙石灰乳脱碱中的水；第二次逆向洗涤后的洗液用于下一批活性硅酸钙石灰乳脱碱中的第一次逆向洗涤液，所述过滤滤液、第一次逆向洗涤后的洗液或第二次逆向洗涤后的洗液中NaOH的质量百分含量＞1％时，终止循环。

进一步地，所述活性硅酸钙干基与纯硫酸质量比为15～40∶1；向活性硅酸钙中加入硫酸溶液进行浸泡的时间为20～40min，硫酸溶液的质量分数为1/1000～3/1000，酸化处理温度为常温。