[发明专利]一种硅酸钙绝热材料的制备方法

说明书

一种硅酸钙绝热材料的制备方法，包括以下步骤：1）原料预处理；2）计量；3）混合搅拌；4）一次静态水热合成；5）压滤成型；6）干燥，得到硅酸钙绝热材料制品。本发明制得的硅酸钙绝热材料，在扫描电镜下可以看到纤维状的晶体生长良好，相互缠绕，存在很多孔洞，制品抗折强度大于0.3 MPa，1000℃线收缩率仅0.36%，导热系数为0.046 W/(m·K)，可作为一种高档保温隔热材料，在化工、电力、矿业、冶金、石油、窑业、建筑等产业得到广泛应用，硅酸钙绝热材料以石英尾砂、锆渣或硅藻土固体废料为原料进行生产，既能解决固体废弃物严重污染环境问题，又能充分利用这些廉价原料，从而大幅降低硅酸钙绝热材料的生产成本。

技术领域

本发明涉及无机材料中硅酸钙制备技术领域，尤其涉及一种硅酸钙绝热材料的制备方法。

背景技术

石英砂是玻璃工业的主要原料，现在大多数的石英砂厂生产石英砂的流程为：石轮碾(水碾式)破碎→加水冲洗→简单筛分和水力分级，先将矿物移入石轮碾进行破碎，然后用水冲到沟中的筛上进行筛分，筛上物重返轮碾破碎，筛下物经水力分级设备，细粉随水流出，符合一定目数的石英砂则作为产品。由于生产工艺简单，生产设备简陋，因而石英砂产量不高，无法保证产品的成分和粒度，产生大量的过粉碎细粉，即石英尾砂，每年排放的石英尾砂在1000万吨以上。由于石英砂在生产过程中会产生超细微粉，无法利用水力分级的方法进行回收，而且现有的生产设备简单，生产方式落后，导致我国石英矿产业存在严重的资源浪费，大量的石英尾砂直接露天堆放或者直接排入河中，由于石英尾砂粒度很小，露天堆放的石英尾砂占用很多耕地，在大风天气里成为粉尘，严重污染环境，容易引起尘肺病，危害周围居民的身体健康，排入河中的石英尾砂堵塞河道，抬高河床，河道两旁十几米甚至上百米的地方都沉积有石英尾砂，寸草不生。石英尾砂的综合利用及其污染问题的治理已经是箭在弦上。

我国锆英石产量丰富，锆产品产量大，因此产生的锆渣很多，锆渣作为固体废弃物处理难度很大，这个问题也限制了行业的进一步发展，锆渣是在锆英石（ZrSiO₄）生产ZrOCl₂反应过程中，Na₂ZrSiO₅与大量盐酸经过化学反应生成的副产物，锆渣的主要成分为SiO₂，经过压滤和沉积作用，具有小粒度、高活性、比表面积大和强酸性的特点，锆渣呈松软团聚状的凝胶体，外观呈浅黄色或白色，固含量一般在20%左右，锆渣含有大量的高活性SiO₂成分，却在实际生产中白白丢弃，极大的浪费了资源，锆渣大量堆放也严重污染了周围环境；在锆渣利用方面我国目前的研究还不多，研究成果基本上没能应用于生产，一是由于一些研究工艺复杂、生产成本高，难以适应工业生产，二是因为研究制品的经济价值不高、发展前景不好，锆渣依然制约着企业的发展。

发明内容

工业生产中产生的大量石英尾砂和锆渣，严重污染环境，极大浪费资源，亟需一种手段处理这些固体废弃物，有鉴于此，有必要提出一种以石英尾砂、锆渣为原材料合成硅酸钙绝热材料的制备方法。

一种硅酸钙绝热材料的制备方法，包括以下步骤：

原料预处理：选取SiO₂含量在90%以上的石英尾砂，对石英尾砂进行研磨，使比表面积升高到710 m²/kg以上，以提高SiO₂比表面活性；对锆渣进行水洗，以去除锆渣含有的大量酸性Cl^-，并将锆渣的PH降至中性，水洗能够促使SiO₂超微隐晶质粒子的聚集，进而提高SiO₂比表面活性；对钙质原料进行研磨，使其粒度小于200目；

计量：分别称取上述石英尾砂、锆渣、钙质原料的重量，并量取用水量；

混合搅拌：将钙质原料加入热水使其消化，不断搅拌形成石灰乳；在常温常压下，将预处理后的石英尾砂、锆渣、石灰乳和水加入搅拌机中进行混合，并搅拌0.5h~2h，使料浆形成钙硅预反应混合浆液；