[发明专利]一种从铁尾矿同时制备氧化铁和二氧化硅气凝胶的方法

权利要求书

1.一种从铁尾矿同时制备氧化铁和二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于包括以下步骤：

1）将铁尾矿研磨粉碎并过100目筛，得到磨细后的铁尾矿；

2）将步骤1）的磨细后的铁尾矿放入马弗炉内加热到850-950℃进行活化，保温4.5-5.5小时，制得活化后的铁尾矿粉；

3）将步骤2）中的活化后的铁尾矿粉与盐酸混合并搅拌反应，反应结束后过滤，滤渣进行干燥，滤液用容器收集；

4）将步骤3）中的滤渣与氢氧化钠颗粒混合并搅拌均匀，放入马弗炉中500-600℃保持1.5-2.5小时，制得碱熔反应后的铁尾矿；

5）将步骤4）中的碱熔反应后的铁尾矿融入水中进行加热反应，反应结束后过滤得粗硅溶液；

6）将步骤5）中的粗硅溶液过阳离子交换树脂，再用氨水溶液调节粗硅溶液pH值为6.5-7.5，静置得凝胶；

7）凝胶老化：在步骤6）中制得的凝胶加入凝胶老化液中，室温下静置20-26小时老化，得二氧化硅水凝胶；

8）溶剂交换：将步骤7）中老化后的二氧化硅水凝胶浸入正己烷中22-26小时将凝胶内的水置换出来，得胶体；

9）表面改性：将步骤8）中的凝胶浸入改性液室温静置12-24小时，并将制得的改性凝胶于85-95℃下常压干燥5-7小时，得以铁尾矿为原料制备的疏水二氧化硅气凝胶；

10）将步骤3）中的滤液在超声环境下用氨水调节至pH为7-8，出现大量沉淀，静置后过滤，滤渣干燥备用；

11）将步骤10）中干燥后的滤渣放入马弗炉内，在600℃-700℃的温度下焙烧1.5-2.5小时，最后制得氧化铁纳米粉体。

2.根据权利要求1所述的从铁尾矿同时制备氧化铁和二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于步骤1）中的铁尾矿的成分包括SiO2、CaO、MgO、Al2O3、Fe2O3。

3.根据权利要求1所述的从铁尾矿同时制备氧化铁和二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于步骤3）中的盐酸浓度为1-3mol/L，铁尾矿粉与盐酸的体积比为1：1.5-2.2。

4.根据权利要求3所述的从铁尾矿同时制备氧化铁和二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于盐酸浓度为2mol/L，铁尾矿粉与盐酸的体积比为1.6-1.8。

5.根据权利要求1所述的从铁尾矿同时制备氧化铁和二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于步骤4）中的滤渣与氢氧化钠的质量比为1：1.4-2.2。

6.根据权利要求1所述的从铁尾矿同时制备氧化铁和二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于步骤5）中的碱溶反应后的铁尾矿与水的固液比为1:3-7，加热温度为60℃-85℃。

7.根据权利要求1所述的从铁尾矿同时制备氧化铁和二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于步骤7）中的凝胶老化液为无水乙醇和正硅酸乙酯混合液，无水乙醇和正硅酸乙酯的体积比为8-12：1。

8.根据权利要求7所述的从铁尾矿同时制备氧化铁和二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于无水乙醇和正硅酸乙酯的体积比为10:1。

9.根据权利要求1所述的从铁尾矿同时制备氧化铁和二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于步骤9）中的改性液为正己烷和三甲基氯硅烷混合液，正己烷与三甲基氯硅烷的体积比为8-12：1。

10.根据权利要求9所述的从铁尾矿同时制备氧化铁和二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于正己烷与三甲基氯硅烷的体积比为10:1。

11.根据权利要求1所述的从铁尾矿同时制备氧化铁和二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于步骤9）中得到的疏水二氧化硅气凝胶的振实密度为0.158-0.172g/cm³，孔隙率为93%-94%，二氧化硅气凝胶的平均孔径为20-40 nm。

12.根据权利要求1所述的从铁尾矿同时制备氧化铁和二氧化硅气凝胶的方法，其特征在于步骤11）中得到的氧化铁纳米粉体的振实密度为1.098-1.132 g/cm³，粒径小于50nm。