[发明专利]一种利用石英砂尾泥制备水化硅酸钙的方法

说明书

一种利用石英砂尾泥制备水化硅酸钙的方法，包括以下步骤：将水、石英砂尾泥、生石灰、活化剂均匀混合，制得石英砂尾泥浆料；将所述石英砂尾泥浆料置于反应釜中进行动态水热反应；将动态水热反应得到的产物进行过滤，滤渣即为水化硅酸钙，滤液为活化剂；所述活化剂为MOH或MOH的溶液，M为碱金属元素。本发明以石英砂尾泥为原料获得优质水化硅酸钙，生产效率高，大幅降低了水化硅酸钙的原料成本和生产成本，具有显著的社会、经济和环境效益。

技术领域

本发明涉及一种制备水化硅酸钙的方法，具体涉及一种利用尾泥制备水化硅酸钙的方法。

背景技术

我国的石英砂资源较为丰富，在石英砂在加工过程中产生的尾泥约占15%，尾泥的化学主要成分为石英晶体粉末、粘土，含有少量长石、云母，铁矿物和植物残体等。目前绝大部分石英砂企业将其视为废弃物，不仅占用大量的土地，而且对生态环境造成了严重影响。因此，有必要充分利用石英砂加工所产生的尾泥，将其变废为宝，实现资源的再生和循环利用。

水化硅酸钙是以CaO-SiO₂-H₂O体系存在的三元化合物的统称，由于其成分与结构的复杂性和洁净度不同，水化硅酸钙的种类多种多样。一般来说，当温度高于100℃（压力高于1个标准大气压）时水热合成的水化硅酸钙结晶状态良好，主要包括硬硅钙石和托贝莫来石，托贝莫来石（6CaO·5SiO₂·6H₂O）是一种结晶度较高的水化硅酸钙，具有较强的热稳定性。硬硅钙石晶体属于单斜晶系，化学式为6CaO·6SiO₂·H2O，结晶可形成纤维状或针状晶体，使用温度可达到1000℃，具有耐高温、低密度等优良特性。硬硅钙石和托贝莫来石可以用来制备绝热材料，是一种绿色环保的新型节能材料；当温度低于100℃时，通常所得到的硅酸钙结晶度较差，可以用于制备轻质硅酸钙板，加气保温砌块。

水化硅酸钙的合成方法主要包括沉淀法、溶胶凝胶法和水热合成法。

CN102731120A公开了一种利用锆硅渣生产保温材料托贝莫来石的方法，利用硅酸钠为硅质原料，石灰乳为钙质原料，采用动态水热法经压制、蒸养、烘干等工序合的；

CN104828834A公开了一种用粉煤灰制备托贝莫来石的方法及其应用，将粉煤灰和钙质原料在密闭容器中进行合成反应，反应温度为100～250℃，反应时间为3～30h，反应后过滤，获得托贝莫来石湿渣；

CN106187052A公开了一种利用硅钙渣制备的托贝莫来石型绝热材料及制备方法，使用了硅钙渣、粉煤灰分别作为主要的钙质材料和硅质材料。

目前，水化硅酸钙的制备以石英粉、粉煤灰、硅藻土、沸石、膨润土、锆硅渣、稻壳灰、工业产品膨胀珍珠岩以及高炉水淬渣作为硅质原料，以石灰等作为钙质原料，通过配料、动态水热合成反应、压制、蒸养、烘干等工序合成，利用石英砂尾泥作硅质材料来制备水化硅酸钙，尚未有报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种利用石英砂尾泥制备水化硅酸钙的方法，该方法以石英砂尾泥为原料获得优质水化硅酸钙，生产效率高，大幅降低了水化硅酸钙的原料成本和生产成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种利用石英砂尾泥制备水化硅酸钙的方法，包括以下步骤：

（1）将水、石英砂尾泥、生石灰、活化剂均匀混合，制得石英砂尾泥浆料；

（2）将所述石英砂尾泥浆料置于反应釜中进行动态水热反应；

（3）将动态水热反应得到的产物进行过滤，滤渣即为水化硅酸钙，滤液为活化剂；

所述活化剂为MOH或MOH的溶液，M为碱金属元素。

优选地，步骤（1）中，所述石英砂尾泥中SiO₂含量为60%~95%。

更优选地，步骤（1）中，所述石英砂尾泥中SiO₂含量70~95%。