[发明专利]一种利用粉煤灰脱硅母液生产活性硅酸钙的方法

说明书

技术领域

本发明属于活性硅酸钙制备技术领域，具体地说，涉及一种利用粉煤灰脱硅母液生产硅酸钙的方法，有利于固体废弃物的综合利用以及二次污染物的处理。

背景技术

硅酸钙从广义上讲是氧化钙与二氧化硅的水合物，分子式可以表示为CaO·mSiO₂·nH₂O。适用于钢铁、石化、陶瓷、玻璃、水泥，外墙保温及各种炉窑的保温，及电力、机械、电子、造船等行业的保温隔热。

活性硅酸钙又称作高分散硅酸钙，无毒无味，不溶于水，酒精和碱，能溶于酸中，粒度极细，比表面积大，补强性能强，属于良好的补强剂；导热系数低，隔热性好，耐热性好，阻燃性能好，可制作隔热保温及阻燃材料；强度高，粘结性好，可作为填充剂、强化剂等；广泛应用于橡胶、涂料、油墨、日化、建材、造纸等行业。

以造纸行业为例，活性硅酸钙可用作轻量新闻纸及高档纸张的强化剂，以提高纸张质量。随着造纸行业产品有由酸性纸转为碱性纸的进程推进，硅酸钙的潜在市场前景良好。

目前，硅酸钙的相关研究较多，其制备方法主要有烧结法、水热法、酸化法等；而以粉煤灰为硅源生产硅酸钙的方法较少，且产品碱度较大，严重影响了硅酸钙产品性能及应用。

粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰。粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为：SiO₂、Al₂O₃、FeO、Fe₂O₃、CaO、TiO₂等。粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一，随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。因此，粉煤灰的处理和利用问题引起人们广泛的注意。粉煤灰使用的优点在混凝土中掺加粉煤灰节约了大量的水泥和细骨料；减少了用水量；改善了混凝土拌和物的和易性；增强混凝土的可泵性；减少了混凝土的徐变；减少水化热、热能膨胀性；提高混凝土抗渗能力；增加混凝土地修饰性。

CN 102249253A提供了一种高铝粉煤灰生产氧化铝联产活性硅酸钙的方法，步骤包括：高铝粉煤灰首先与氢氧化钠溶液反应进行预脱硅，得到液相的脱硅液和固相的脱硅粉煤灰：向脱硅液中加入石灰乳进行苛化反应，固相为活性硅酸钙，经压滤和闪蒸干燥得到成品：脱硅粉煤灰中加入石灰石和碳酸钠溶液调配成合格生料浆，然后将合格生料浆焙烧成熟料，熟料溶出的液相为铝酸钠粗液：铝酸钠粗液经一二段深度脱硅、碳分、种分、焙烧等工序后便可得到符合要求的冶金级氧化铝。

CN 101941725A公开了一种从煤矸石中提取氧化铝联产活性硅酸钙的方法，涉及氧化铝联产活性硅酸钙生产的技术领域。主要步骤为：将煤矸石粉碎后焙烧活化：煤矸石熟料进行碱溶脱硅反应，得到脱硅煤矸石和硅酸钠溶液；硅酸钠溶液苛化反应得到含水硅酸钙和氢氧化钠溶液，含水硅酸钙烘干制得活性硅酸钙微粉；脱硅煤矸石中加入石灰石和碳酸钠溶液球磨制成生料浆；生料浆焙烧后的熟料用水溶出，得到铝酸钠粗液和硅钙渣，硅钙渣经处理后作为水泥原料；铝酸钠粗液深度脱硅得到铝酸钠精化液；铝酸钠精化液中通入CO₂碳分，得到氢氧化铝和碳酸钠溶液；氢氧化铝煅烧制得氧化铝产品。

通过检索大量利用粉煤灰生产活性硅酸钙的文献资料等可以看出，现有的多数技术仅仅说明了在粉煤灰的加工利用过程中可以联产活性硅酸钙的方案设计，并没有对如何生产出性能均一、白度高、杂质含量少的活性硅酸钙进行详细的研究，因此研究出一种各方面性能良好的，同时又能降低生产成本、降低二次污染的活性硅酸钙成为市场及环境保护的需要。

发明内容

针对上述方法的不足，本发明提供了一种利用粉煤灰脱硅母液生产硅酸钙的方法，具有原料来源广、原料适应性强、硅酸钙产品性能均一、白度高、杂质含量少等特点，生产成本低、能耗小，环境与经济效益显著。

为了达到上述目的，本发明通过如下技术方案实现：

一种利用粉煤灰脱硅母液生产硅酸钙的方法，包括以下步骤：

(1)将粉煤灰脱硅母液移入立式叶滤机中进行精滤，除去悬浮物后得到粉煤灰脱硅精液；

(2)将粉煤灰脱硅精液与石灰乳混合均匀，移入苛化槽进行苛化反应；

(3)将苛化反应后的料浆移入过滤机进行固液分离，得到固相硅酸钙渣和液相氢氧化钠溶液，将硅酸钙渣水洗至中性或弱碱性；