[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垫的方法

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垫的方法，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，冷却至常温后制得活化后的铁尾矿粉,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；

3）将步骤2）中干燥后的滤渣与氢氧化钠颗粒混合并搅拌均匀，在马弗炉中500-600℃保持1.5-2.5小时，将得到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；

4）将步骤3）中制得的粗硅溶液过阳离子交换树脂，再用氨水溶液调节至pH值为6.5-7.5，在其未凝胶时将玻璃纤维毡浸入，反复挤压玻璃纤维毡，使硅溶胶均匀分布到玻璃纤维毡中，静置凝胶后得凝胶垫；

5）凝胶老化：在步骤4）中制得的凝胶垫中加入凝胶老化液，在室温下静置老化，得老化后的凝胶垫；

6）溶剂交换：将步骤5）中老化后的凝胶垫浸入正己烷中22-26小时将凝胶内的水置换出来，得胶体；

7）表面改性：将步骤6）中制得的胶体浸入改性液，室温下静置12-24小时，最后将制得的凝胶90-120℃常压干燥6-8小时，得以铁尾矿为原料制备的疏水二氧化硅气凝胶垫；

8）将步骤2）中的滤液在超声环境下用氨水调节pH为7-8，出现大量沉淀，静置后过滤，滤渣干燥后放入马弗炉内，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垫的方法，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垫的方法，其特征在于步骤2）中的盐酸浓度为1-3mol/L，活化尾矿粉与盐酸体积比为1：1.5-2.1。

4.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垫的方法，其特征在于步骤3）中的滤渣与氢氧化钠的质量比例为1:1.5-2，且碱熔反应后的铁尾矿按1:3-7的固液比在60℃-90℃温度下搅拌反应，经过滤得到粗硅溶液。

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垫的方法，其特征在于步骤4）中向粗硅溶液中加入2-4mol/L氨水溶液调节pH，均匀浸入玻璃纤维毡后，硬化即为凝胶垫。

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垫的方法，其特征在于步骤5）中的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。

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垫的方法，其特征在于步骤7）中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。

8.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垫的方法，其特征在于得到的二氧化硅气凝胶垫的密度为0.162-0.173g/cm³；氧化铁纳米粉体的振实密度为1.063-1.141 g/cm³，粒径小于50nm。

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垫的方法，其特征在于步骤2）中的盐酸浓度为2mol/L，活化尾矿粉与盐酸体积比为1.6-1.8。

10.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垫的方法，其特征在于步骤7）中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10:1。