[发明专利]一种硬硅钙石及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种硬硅钙石及其制备方法和应用。其中制备方法包括如下步骤：1)将粉煤灰脱硅液与石灰乳进行反应，得到硅酸钙浆料；2)对硅酸钙浆料实施静洗；3)对静洗后的硅酸钙浆料进行水热合成反应，得到硬硅钙石浆料；4)对硬硅钙石浆料实施搅洗；5)对搅洗后的硬硅钙石浆料实施干燥处理，得到硬硅钙石。本发明在硬硅钙石的制备过程中增加了静洗和搅洗的步骤，使制备得到的硬硅钙石晶须发育良好，并具有更高的长径比和结晶程度，从而提高了轻质硅酸钙保温材料成型后的强度和耐久性。

技术领域

本发明涉及一种硬硅钙石及其制备方法和应用，属于保温材料技术领域。

背景技术

轻质硅酸钙保温材料具有质量轻、防火、耐高温、隔音隔热性能好、强度高、尺寸稳定、装饰性好、原料广泛、加工设备简单、能量消耗低等优点，因此可广泛应用于石油、化工、电力、冶金、建材等领域。硬硅钙石(6CaO·6SiO₂·H₂O)是轻质硅酸钙保温材料的主要原料，其结构属于单斜晶系，微观结构为棱镜状晶体或纤维状聚集体。

传统的硬硅钙石主要是由石英砂、硅藻土经细磨处理后作为硅质原料，以石灰、电石渣等作为钙质原料，然后将钙质原料和硅质原料按照一定的CaO/SiO₂摩尔比混合后在150～400℃下经动态水热合成反应得到。采用上述方法，需要对原料进行粉磨加工，且反应过程中液固比较高，反应时间较长，导致物耗和能耗都较高。并且，在反应过程中，容易发生原料反应不完全的问题，得到的硬硅钙石晶体的晶化程度较差。

根据粉煤灰硅铝伴生的特性，目前已开发出利用粉煤灰中非晶态二氧化硅资源，使用高铝粉煤灰提取氧化铝联产过程中的粉煤灰预脱硅工艺制备的粉煤灰脱硅液作为硅质原料，然后配以石灰乳混合均匀后进行动态水热合成反应制备硬硅钙石的新工艺，该工艺主要包括如下的苛化反应和晶化反应两个过程：

Ca(OH)₂+Na₂SiO₃→CaSiO₃+2NaOH(苛化反应)

6CaSiO₃+H₂O→6CaO·6SiO₂·H₂O(晶化反应)

这种工艺，粉煤灰脱硅液作为硅质原料，其中的SiO₂以游离[H₂SiO]^4-阴离子基团形式溶解于氢氧化钠溶液；石灰乳作为钙质原料，其中的微细Ca(OH)₂颗粒以Ca(H₂O)₅(OH)⁺的形式微溶于水中形成悬浊液，有类似于胶体的特性，因此硅质原料和钙质原料的反应近似于液-液反应。由于上述两种原料都具备较高的活性和溶解性，因而有利于使反应更充分与彻底，液固比和能耗都较低，并且硬硅钙石产物的晶体发育也较好。并且，由于上述工艺使用固体废弃物作为原料，因为降低了轻质硅酸钙保温材料的成本。

虽然采用粉煤灰脱硅液与石灰乳经动态水热合成反应制备硬硅钙石具有上述诸多优势，但是如果采用上述硬硅钙石为原料制备轻质硅酸钙保温材料，容易出现轻质硅酸钙保温材料在成型后强度和耐久性不高的问题。因此，如何改进硬硅钙石的制备工艺，改善轻质硅酸钙保温材料的应用性能，是目前需要解决的实际问题。

发明内容

针对现有技术中的上述缺陷，本发明提供一种硬硅钙石及其制备方法和应用，通过在以粉煤灰脱硅液和石灰乳为原料制备硬硅钙石的过程中增加静洗和搅洗的步骤，有效控制了硬硅钙石产物中所附着的碱，使得到的硬硅钙石晶须发育更良好，长径比和结晶程度都更高，因而能够提高轻质硅酸钙保温材料成型后的强度和耐久性。

本发明首先提供了一种硬硅钙石的制备方法，包括如下步骤：

1)将粉煤灰脱硅液与石灰乳进行反应，得到硅酸钙浆料；

2)对硅酸钙浆料实施静洗；