[发明专利]一种脱除粉煤灰中的二氧化硅同时制备莫来石的方法

说明书

本发明提供了一种脱除粉煤灰中的二氧化硅同时制备莫来石的方法，所述方法包括：焙烧含氟添加剂与粉煤灰的混合物，含氟添加剂与粉煤灰中的二氧化硅反应得到焙烧产物，将焙烧产物后处理得到莫来石产品；其中，所述粉煤灰中的二氧化硅是指粉煤灰中的晶态二氧化硅和/或非晶态二氧化硅。所述方法工艺简单，适应性强，二氧化硅的去除率高，副产物通过简单的方法即可去除，焙烧产物经后处理还能够得到莫来石产品。

技术领域

本发明属于废弃物资源化利用技术领域，涉及一种脱除粉煤灰中的二氧化硅同时制备莫来石的方法。

背景技术

莫来石是Al₂O₃-SiO₂二元系统相图中唯一稳定存在的二元化合物，因具有硬度大、膨胀均匀、高温蠕变值小、荷重软化点高、热震稳定性好及抗化学腐蚀性优等特点，是一种优质的耐火材料，也被广泛应用于陶瓷、玻璃、水泥、国防、电力、化学和冶金等工业领域。

目前莫来石制备的方法主要有烧结法和电熔法。其合成原料有工业原料和天然原料，工业原料主要是工业氧化铝和石英，天然原料主要有高岭土、铝矾土、叶腊石、焦宝石、红柱石和煤矸石等。近几十年来，莫来石的合成及应用有了很大发展，但是所需原料减少，导致生产成本上涨。因此，寻求开发新的矿产资源是解决上述问题的重要途径之一。

粉煤灰是一种燃煤高温燃烧后的固体废弃物，目前已成为我国工业固废物的最大单一污染源，大量粉煤灰的排放和堆存对环境和人体危害严重，资源化的利用粉煤灰意义巨大。同时在我国内蒙古中西部和山西北部等煤电区域发现了一种由莫来石、少量刚玉和二氧化硅相组成的粉煤灰。显然，若通过简单有效方法将粉煤灰中的二氧化硅去除，不仅能够得到莫来石-刚玉产品，而且能够解决粉煤灰资源化利用难题。

目前，通常采用碱溶液浸出或酸碱联合脱除粉煤灰中的二氧化硅。如CN101306928B公开了一种粉煤灰或炉渣预脱硅的方法，提出了先将粉煤灰或炉渣焙烧活化，然后在低温下用氢氧化钠溶液提取非晶态二氧化硅的技术路线。CN104043639A公开了一种脱硅粉煤灰的生产方法，该方法首先将粉煤灰焙烧活化，然后将活化后的粉煤灰冷却至室温，与浓度为140-160g/L氢氧化钠混合预脱硅，得到粉煤灰浆液，最后将所述粉煤灰浆液降温后，与温度为 70-100℃、浓度为100-150g/L氢氧化钠混合反应，液固分离后得到脱硅粉煤灰。尽管这些方法能取得一定的脱硅效果，但二氧化硅脱除效率低，且会有沸石副产物生成，缩小了产物的应用范围。

如何研发一种脱除率高并且工艺简单的粉煤灰中晶态和非晶态二氧化硅的脱除方法，是目前粉煤灰资源化利用迫切需要解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种脱除粉煤灰中的二氧化硅同时制备莫来石的方法，所述方法工艺简单，适应性强，二氧化硅的去除率高，经后处理还能够得到莫来石产品，可用于耐火材料的制备。

本发明如无特殊说明，所述二氧化硅的去除率是指原料中二氧化硅的质量减去产物中二氧化硅的质量后与原料中二氧化硅的质量之比。

所述wt％是指质量百分含量。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的目的之一在于提供一种脱除粉煤灰中的二氧化硅同时制备莫来石的方法，所述方法包括：焙烧含氟添加剂与粉煤灰的混合物，含氟添加剂与粉煤灰中的二氧化硅反应得到焙烧产物，将焙烧产物后处理得到莫来石产品；

其中，所述粉煤灰中的二氧化硅是指粉煤灰中的晶态二氧化硅和/或非晶态二氧化硅。