煤矸石提铝尾渣水热法制备介孔硅酸钙研究

发布时间：2021-08-03 17:16

　　以煤矸石亚熔盐法提铝尾渣为原料,采用水热法脱钠制备介孔硅酸钙。考察了碱浓度、液固比、反应温度和反应时间对终渣氧化钠含量和介孔硅酸钙生成的影响。对提铝尾渣水热反应前后分别做XRF、XRD、SEM和BET分析,结果表明:在反应温度为190℃、碱质量浓度为30 g/L、液固质量比为8时,尾渣氧化钠质量分数可由反应前的19.28%降至0.92%,物相由反应前的硅酸钠钙（NaCaHSiO₄）转化为水化硅酸钙[Ca₅（OH）₂Si₆O₁₆·4H₂O],其孔径主要分布在2～20 nm。反应符合化学反应过程控制,表观活化能为23.11 kJ/mol。 

【文章来源】：无机盐工业. 2020,52(11)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

煤矸石（a）及提铝尾渣（b)XRD谱图

高压釜实验装置图

实验在液固质量比为8、反应温度为190℃、反应时间为5 h条件下，考察了不同碱质量浓度（10、20、30、40、50 g/L）时尾渣中Na2O的含量和硅酸钠钙的转化情况，结果见图3。由图3可见，在碱质量浓度低于30 g/L时，尾渣中Na2O的含量随着碱浓度的升高显著降低，当碱质量浓度为30 g/L时，提铝尾渣Na2O质量分数可降至0.92%，继续增大碱浓度，残渣中Na2O的含量有所升高。图4为不同碱浓度下尾渣的XRD谱图。由图4可知，在碱质量浓度小于30 g/L时，Na Ca HSi O4的特征峰强度随着碱浓度升高而明显减弱。碱质量浓度为10 g/L时，Na Ca HSi O4的特征峰强度较高，出现少量Ca2Si O4特征峰，说明部分Na Ca HSi O4开始分解；碱质量浓度达到20 g/L时，Na Ca HSi O4的特征峰强度减弱，水化硅酸钙[Ca5(OH)2Si6O16·4H2O]特征峰出现；当碱质量浓度达到30 g/L时，Na Ca HSi O4特征峰基本消失，Ca5(OH)2Si6O16·4H2O特征峰强度明显增强；继续提高碱质量浓度到40 g/L时，Ca5(OH)2Si6O16·4H2O特征峰强度有所减弱，同时出现了Na Ca HSi O4特征峰。可见过高的碱浓度不利于Na Ca HSi O4分解转化成为Ca5(OH)2Si6O16·4H2O。因此，实验确定制备硅酸钙的最佳碱质量浓度为30 g/L。

【参考文献】：
期刊论文
[1]高铝煤矸石铝硅分级提取实验研究[J]. 范剑明.  无机盐工业. 2019(11)
[2]合成条件对电解锰渣制备水化硅酸钙的溶解性能与溶解动力学的影响[J]. 李昌新,喻源,张庆武,汪洋,钟宏,王帅.  应用化工. 2020(01)
[3]煤粉炉高铝粉煤灰碱溶脱硅反应动力学[J]. 贺实月,李会泉,李少鹏,李勇辉,解强.  中国有色金属学报. 2014(07)
[4]煤矸石综合利用的产业化及其展望[J]. 郭彦霞,张圆圆,程芳琴.  化工学报. 2014(07)
[5]准格尔煤田高铝煤矸石中勃姆石富集特征及成因[J]. 石松林,刘钦甫,孙俊民,伍泽广,孙波.  煤炭工程. 2014(05)
[6]高铝煤矸石制备超细氧化铝和硅酸钠联产工艺[J]. 滕英跃,张永锋,白杰,孙俊民,杨利霞.  化工进展. 2011(02)
[7]煤系高岭土制备微孔硅酸钙[J]. 伍泽广,石松林,刘钦甫.  金属矿山. 2011(01)
[8]超轻微孔硅酸钙保温隔热材料的制备研究[J]. 刘飞,李静,曹建新.  新型建筑材料. 2010(07)
[9]利用工业电石渣合成硅酸钙保温材料[J]. 刘红艳,王丽,衣伟,刘成范,于洪林.  实验室研究与探索. 2010(01)



本文编号：3320015