[发明专利]高含量二氧化硅质粉煤灰多联产洁净制备方法

摘要

本发明涉及一种从高二氧化硅含量粉煤灰中提取氧化铝、氧化硅并多联产纳米氧化铝、纳米白炭黑、氧化硅气凝胶、水合铝硅酸化合物和微晶玻璃的新型工艺，包含了粉煤灰预处理、硫酸酸溶、压滤后分别收集滤液和硅渣，硅渣用于制备纳米白炭黑、二氧化硅气凝胶、微晶玻璃，水合铝硅酸化合物；滤液经过联合除铁步骤，得到无铁硫酸铝液，进而制备硫酸铝晶体和纳米氧化铝。本发明制备出性能优良的纳米白炭黑，氧化硅气凝胶，微晶玻璃，纳米氧化铝，充分利用粉煤灰并提高了产品的附加值，实现了制备过程自循环利用且无二次废弃物。

主权项

一种利用高二氧化硅含量粉煤灰提取氧化铝、氧化硅并多联产纳米氧化铝、纳米白炭黑、氧化硅气凝胶、水合铝硅酸钠化合物和微晶玻璃的制备方法，步骤A.粉煤灰预处理包括：A1.用电选方法除去高硅粉煤灰中未燃烧完全的炭粒；除碳后的粉煤灰采用双辊磁选除铁器进行干法除铁，得到氧化铁粉末和粉煤灰；A2.将A1中的粉煤灰在间歇式一次投料球磨机中，同时加入活化剂以及木质素磺酸钙分散剂进行粉磨活化，所述活化剂为碳酸钠、硫酸钠、氟化氢或氟化铵，得到200目至400目经粉磨活化的粉煤灰；A3.将A2中经粉磨活化的粉煤灰再次经过双辊干法磁选机进行磁选除铁得到铁粉和粉煤灰；其特征在于：步骤B.将步骤A中最后得到的粉煤灰通过漂白剂漂白、硫酸酸溶或不经过漂白直接硫酸酸溶，再经过压滤得到滤液和硅渣，分别收集滤液和硅渣；步骤C.将步骤B中得到的滤液除铁，得到无铁硫酸铝液，无铁硫酸铝溶液经过浓缩、结晶形成硫酸铝晶体，硫酸铝晶体进一步煅烧得到氧化铝粉末；步骤D.制备纳米氧化铝步骤：把所述步骤C中无铁硫酸铝溶液通过缓慢加入碳酸氢钠得到微球型氢氧化铝，硫酸钠溶液和二氧化碳；分离出其中的硫酸钠经电渗析得到硫酸和氢氧化钠，对得到的硫酸和氢氧化钠进行循环，将硫酸送到步骤B循环使用，氢氧化钠通过加入上 述的二氧化碳生成碳酸氢钠回到生成氢氧化铝步骤中循环使用；最终将所述氢氧化铝再在400‑500℃喷雾热分解得到纳米氧化铝；步骤E.将步骤B压滤所得硅渣加入由石膏，白云石，锌白，硼砂，萤石和三氧化二锑制作的添加剂经过粉磨、1300℃‑1500℃熔融、水淬、800℃‑1000℃煅烧、退火制备微晶玻璃；或使用氢氧化钠溶剂对硅渣进行碱溶，再次压滤后分别收取滤液和滤渣，滤液为水玻璃溶液，所得滤渣加入引导剂后制备出水合铝硅酸钠化合物；所述水玻璃溶液用于制备出功能硅酸钠；或者所述水玻璃溶液对其调整波美度经过732树脂或者733树脂，得到硅酸；而经离子交换树脂所得到含钠离子的溶液加入少量的硫酸生成硫酸钠经过电渗析得到硫酸和氢氧化钠循环使用；对上述所得硅酸经浓缩蒸发后得到浓缩后的硅酸加入聚乙二醇分散剂，制备纳米白炭黑或氧化硅气凝胶，或者制备硅的衍生物，蒸发水经冷凝回收用于酸溶、碱溶循环使用；上述氧化硅气凝胶的制备方法包括：调整硅酸的pH介于5～6之间，形成水凝胶，然后用乙醇或正己烷/正庚烷或三甲基氯硅烷或六甲基二硅醚置换得到醇凝胶，再进一步干燥得到500m2/kg至1000m2/kg比表面积的粉状气凝胶。