[发明专利]一种利用粉煤灰脱硅液制备硅酸钙绝热材料的方法

说明书

本发明提供一种利用粉煤灰脱硅液制备硅酸钙绝热材料的方法，包括如下步骤：1)将粉煤灰与氢氧化钠溶液进行预脱硅反应，得到脱硅粉煤灰和粉煤灰脱硅液；2)将粉煤灰脱硅液与石灰乳混合，随后使得到的浆料进行水热合成反应，得到硬硅钙石浆料；3)对硬硅钙石浆料进行洗涤，在与增强纤维混合后，经压制成型和干燥处理，得到硅酸钙绝热材料。本发明提供的方法，采用粉煤灰脱硅液作为硅质原料制备硬硅钙石型硅酸钙绝热保温材料，具有反应时间短、能耗低、产品性能好的优势，也为粉煤灰提供了一种新的高质化利用途径。

技术领域

本发明涉及绝热保温材料技术领域，尤其涉及一种利用粉煤灰脱硅液制备硅酸钙绝热材料的方法。

背景技术

硅酸钙绝热材料是一种以硬硅钙石为主晶相(6CaO·6SiO₂·H₂O)的绝热保温材料，其结构属于单斜晶系，微观结构为棱镜状晶体或纤维状聚集体。具有质量轻、防火、耐高温、隔音隔热性能好、强度高、尺寸稳定、装饰性好、加工设备简单、能量消耗低等优点，因此可广泛应用于石油、化工、电力、冶金、建材等领域。

传统的硅酸钙绝热材料是以硅质原料、钙质原料和增强纤维为主要原料，按Ca/Si(摩尔比)为0.9～1.1配制，经搅拌制成液固质量比为30～50左右的浆体，在高温高压反应釜中进行水热合成反应，反应时间大约6～12h，得到硬硅钙石，最后经过压制成型、干燥等工序等制成硅酸钙绝热材料。上述硅质原料的主要成分是SiO₂，比如石英砂粉、硅藻土等天然硅质原料；钙质原料的主要成分是CaO，比如石灰、电石泥、水泥等；增强纤维比如纸质纤维、石棉、玻璃纤维等。

由于原料来源广泛，因此硅酸钙绝热材料的加工具有原料取材方便、成本低的优点。但是，采用上述传统工艺，合成硬硅钙石过程中所需原料的液固比较高，反应时间较长，导致物耗和能耗都较高，同时还容易发生原料反应不完全的问题。

发明内容

针对现有技术中的上述缺陷，本发明提供一种利用粉煤灰脱硅液制备硅酸钙绝热材料的方法，采用粉煤灰脱硅液作为硅质原料，能够降低硅酸钙绝热材料制备过程中的物耗和能耗，并利于使反应更充分和彻底。

为实现上述目的，本发明提供一种利用粉煤灰脱硅液制备硅酸钙绝热材料的方法，包括如下步骤：

1)将粉煤灰与氢氧化钠溶液进行预脱硅反应，得到脱硅粉煤灰和粉煤灰脱硅液；

2)将粉煤灰脱硅液与石灰乳混合，随后使得到的浆料进行水热合成反应，得到硬硅钙石浆料；

3)对硬硅钙石浆料进行洗涤，随后与增强纤维混合，最后经压制成型和干燥处理，得到硅酸钙绝热材料。

根据本发明所提供的方法，采用粉煤灰脱硅液为硅质原料，其中的SiO₂以游离[H₂SiO]^4-阴离子基团的形式溶解于氢氧化钠溶液中；采用石灰乳作为钙质原料，其中的微细Ca(OH)₂颗粒以Ca(H₂O)₅(OH)⁺的形式微溶于水中形成悬浊液，有类似于胶体的特性，因此上述硅质原料与钙质原料之间所发生的水热合成反应近似于液-液反应。

由于上述两种原料都具备较高的活性和溶解性，因此相较于传统的硅酸钙绝热材料生产工艺，该水热合成反应能够在较低的温度下完成，并且反应时间也有所缩短，同时，与传统的固-液反应相比，该方法还能够使硬硅钙石的合成反应进行的更加充分与彻底，也有利于使硬硅钙石的晶体发育良好，从而增加了单位时间的产能。同时，水热合成反应所需浆料的液固比也有所减少，进一步降低了生产能耗。

并且，相较于采用传统的石英砂粉、硅藻土等天然硅质原料，采用本发明中的方法，还减少了石英砂粉等硅质原料进行粉磨所需的设备投资和球磨能耗。