一種制備硅酸鈣絕熱材料的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種利用硅酸鈉鈣分解制備硅酸鈣絕熱材料的方法，包括以下步驟：（1）將硅酸鈉鈣和稀堿液按比例混合，在90-260℃下反應(yīng)2-20h，經(jīng)過濾，得到硅酸鈣濕渣；（2）將步驟（1）得到的硅酸鈣濕渣在模具中壓制成型；（3）將步驟（2）中成型的樣品進(jìn)行干燥，即可得到硅酸鈣絕熱產(chǎn)品。采用該方法制備硅酸鈣絕熱材料，步驟簡單，能耗低；原料可以是由粉煤灰、煤矸石、高嶺土、石英砂等高硅礦物通過化學(xué)轉(zhuǎn)化而得的以硅酸鈉鈣為主要成分的混合物，也可以是純二氧化硅通過化學(xué)轉(zhuǎn)化而得的純硅酸鈉鈣，原料來源廣泛，既解決了環(huán)境污染的問題，又實現(xiàn)了上述礦物的高值化利用；制成的硅酸鈣成品，容重低，絕熱性能佳。
【專利說明】一種制備硅酸鈣絕熱材料的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一種制備新型硅酸鈣絕熱材料的方法，特別涉及一種以硅酸鈉鈣為原料的制備硅酸鈣絕熱材料的新方法。

【背景技術(shù)】
[0002]硅酸鈣是一種性能絕佳的絕熱材料，高性能的硅酸鈣絕熱材料在中國的市場上一直處于供不應(yīng)求的狀態(tài)。目前，硅酸鈣絕熱材料的制備均是以硅藻土、石英砂等硅質(zhì)原料和石灰等鈣質(zhì)原料經(jīng)混合、壓制成型、蒸養(yǎng)、干燥等工序合成，同時在原料混合過程中加入增強(qiáng)纖維等材料增加其性能，例如河北遼源硅藻材料有限公司發(fā)明的制備環(huán)保型硅酸鈣絕熱制品的方法(⑶102173714八?、山東萊州祥云防火隔熱材料有限公司的耐高溫高強(qiáng)度高密硅酸鈣板的制法(￠^1408671八)等?，F(xiàn)有的硅酸鈣絕熱材料的制備原料種類多，配料及反應(yīng)過程繁雜。而以單一物質(zhì)分解制備硅酸鈣絕熱材料的方法，至今尚未見報道。本發(fā)明提供的以硅酸鈉鈣為原料制備硅酸鈣的方法，原料種類簡單，反應(yīng)過程容易控制，反應(yīng)結(jié)果穩(wěn)定，硅酸鈣制品性能優(yōu)異。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種以硅酸鈉鈣為原料采用水化學(xué)法制備硅酸鈣絕熱材料的方法，而硅酸鈉鈣不是原生礦物，可以用粉煤灰、煤矸石、石英砂等高硅原料經(jīng)過化學(xué)轉(zhuǎn)化獲得，因此本發(fā)明可以間接解決粉煤灰等污染問題，同時，還可實現(xiàn)粉煤灰等的高值化利用。此夕卜，本發(fā)明提供的硅酸鈣絕熱材料性能佳，可以有效緩解我國高端硅酸鈣制品短缺局面。
[0004]本發(fā)明提供的硅酸鈣絕熱制品制備方法，其步驟包括配料、分解、成型、干燥四個部分，分述如下:
[0005](1)配料:將硅酸鈉鈣和稀堿液按1:5-1:30的比例混合，稀堿液中似20濃度為
0.1-40^/1 ；
[0006](2)反應(yīng)得到的混合漿料在密閉容器中進(jìn)行分解反應(yīng)，反應(yīng)溫度為90-2601，反應(yīng)時間為2-201！，漿料進(jìn)行適當(dāng)攪拌，反應(yīng)完成后將料漿過濾，得到硅酸鈣濕渣；
[0007](3)壓制成型:將步驟(2)得到的濕渣用選好的模具壓制成型；
[0008](4)干燥處理:將步驟(3)中壓制成型的硅酸鈣制品在100-1501下干燥2-151！，硅酸隹丐終廣品即制備完成。
[0009]所述的制備硅酸鈣原料可以是由粉煤灰、煤矸石、高嶺土、石英砂等高硅礦物通過化學(xué)轉(zhuǎn)化而得的以硅酸鈉鈣為主要成分的混合物，也可以是純二氧化硅通過化學(xué)轉(zhuǎn)化而得的純硅酸鈉鈣。
[0010]所述的反應(yīng)溫度以1701 -2201為佳。
[0011]所述的反應(yīng)時間以4-71！為佳。
[0012]本發(fā)明提供的硅酸鈉鈣制備硅酸鈣絕熱材料的方法具有如下明顯優(yōu)越性:
[0013](I)本發(fā)明采用的原料為純硅酸鈉鈣或以硅酸鈉鈣為主要成分的混合物，與傳統(tǒng)方法用硅質(zhì)原料和鈣質(zhì)原料通過化合反應(yīng)制備硅酸鈣絕熱材料相比，原料組成單一；
[0014](2)本發(fā)明采用水化學(xué)法分解硅酸鈉鈣來制備硅酸鈣，與傳統(tǒng)方法用硅質(zhì)原料和鈣質(zhì)原料通過化合反應(yīng)制備硅酸鈣流程相比，流程短，易于控制，可操作性強(qiáng)；
[0015](3)本發(fā)明采用水化學(xué)法分解硅酸鈉鈣來制備硅酸鈣，與傳統(tǒng)方法用硅質(zhì)原料和鈣質(zhì)原料主要通過蒸養(yǎng)工序合成硅酸鈣流程相比，反應(yīng)過程傳質(zhì)效果更佳，從而能耗更低；
[0016](4)本發(fā)明提供的硅酸鈣制品從微觀結(jié)構(gòu)上看形貌可控，既可為實心球形粒子，也可以是中空纖維球形粒子，還可以是折疊片狀粒子。因此，反應(yīng)渣直接壓制成型后產(chǎn)品的容重可在較大范圍內(nèi)變化，最低可至200kg/m3，抗壓強(qiáng)度達(dá)到5MPa以上，性能優(yōu)異。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1給出了以硅酸鈉鈣為原料制備硅酸鈣絕熱材料的工藝路線圖。

【具體實施方式】
[0018]實施例1
[0019]本實例的原料為粉煤灰經(jīng)過化學(xué)轉(zhuǎn)化而得到的以硅酸鈉鈣為主要成分的固態(tài)渣，其主要成分為19.13%的Na20、30.67 %的S12和34.91 %的CaO，主要成分為硅酸鈉鈣(NaCaHS14)0將上述固態(tài)渣與稀堿液混合，二者質(zhì)量比為1: 30，稀堿液中Na2O濃度計為0.lg/L ;混合后衆(zhòng)料在反應(yīng)爸中進(jìn)行分解反應(yīng),反應(yīng)溫度為170°C,反應(yīng)時間為4h,反應(yīng)后進(jìn)行真空抽濾；抽濾后所得渣相用選定的模具成型，成型壓力維持在0.2MPa ;最后將成型制品在100°C下干燥3h，成型材料容重為209kg/m3。
[0020]實施例2
[0021]同樣選擇實施例1中的固態(tài)渣為原料，主要成分為19.13%的Na20、30.67%的S12和34.91%的CaO，主要存在形式為硅酸鈉鈣(NaCaHS14)15將上述固態(tài)渣與稀堿液混合，二者質(zhì)量比為1: 5,稀堿液中Na2O濃度計為40g/L ;混合后衆(zhòng)料在反應(yīng)爸中進(jìn)行分解反應(yīng)，反應(yīng)溫度為90°C，反應(yīng)時間為20h，反應(yīng)后進(jìn)行真空抽濾；抽濾后所得渣相用選定的模具成型，成型壓力維持在0.2MPa ;最后將成型制品在150°C下干燥2h，成型材料容重為617kg/m3。
[0022]實施例3
[0023]同樣選擇實施例1中的固態(tài)渣為原料，主要成分為19.13%的Na20、30.67%的S12和34.91%的CaO，主要存在形式為硅酸鈉鈣(NaCaHS14)15將上述固態(tài)渣與稀堿液混合，二者質(zhì)量比為1: 20,稀堿液中Na2O濃度計為40g/L ;混合后衆(zhòng)料在反應(yīng)爸中進(jìn)行分解反應(yīng)，反應(yīng)溫度為260°C，反應(yīng)時間為2h，反應(yīng)后進(jìn)行真空抽濾；抽濾后所得渣相用選定的模具成型，成型壓力維持在0.2MPa ;最后將成型制品在120°C下干燥2h，成型材料容重為286kg/m3。
[0024]實施例4
[0025]本實例的原料為煤矸石經(jīng)過脫碳、化學(xué)轉(zhuǎn)化而得到的以硅酸鈉鈣為主要成分的固態(tài)渣，主要成分為20.88%的Na20、31.69%的S12和33.47%的CaO，主要存在形式為硅酸鈉鈣(版將上述固態(tài)渣與稀堿液混合，二者質(zhì)量比為1: 30，稀堿液中似20濃度計為108凡；混合后漿料在反應(yīng)釜中進(jìn)行分解反應(yīng)，反應(yīng)溫度為2201，反應(yīng)時間為8匕反應(yīng)后進(jìn)行真空抽濾；抽濾后所得渣相用選定的模具成型，成型壓力維持在0.21？3 ；最后將成型制品在1101下干燥處，成型材料容重為186^?3。
[0026]實施例5
[0027]本實例的原料為石英砂經(jīng)化學(xué)轉(zhuǎn)化而得到的以硅酸鈉鈣為主要成分的固態(tài)渣，主要成分為21.28%的琴、32.60%的8102和34.02 %的0^0，主要存在形式為硅酸鈉鈣(^0^8104).,將上述固態(tài)渣與稀堿液混合，二者質(zhì)量比為1: 30，稀堿液中似20濃度計為15^/1 ；混合后漿料在反應(yīng)釜中進(jìn)行分解反應(yīng)，反應(yīng)溫度為2201，反應(yīng)時間為7匕反應(yīng)后進(jìn)行真空抽濾；抽濾后所得渣相用選定的模具成型，成型壓力維持在0.21？3 ；最后將成型制品在1101下干燥處，成型材料容重為226^?3。
[0028]實施例6
[0029]本實例的原料為試劑二氧化硅經(jīng)化學(xué)轉(zhuǎn)化而得到的以硅酸鈉鈣為主要成分的固態(tài)渣，主要成分為21.79%的似20、33丨16%的3102和35.59%的0^0，主要存在形式為硅酸鈉鈣(版將上述固態(tài)渣與稀堿液混合，二者質(zhì)量比為1: 20，稀堿液中似20濃度計為108凡；混合后漿料在反應(yīng)釜中進(jìn)行分解反應(yīng)，反應(yīng)溫度為2001，反應(yīng)時間為9匕反應(yīng)后進(jìn)行真空抽濾；抽濾后所得渣相用選定的模具成型，成型壓力維持在0.21？3 ；最后將成型制品在1101下干燥處，成型材料容重為357^?3。
【權(quán)利要求】
1.一種制備硅酸鈣絕熱材料的方法，包括以下步驟: (1)配料:將制備硅酸鈣原料和稀堿液按1:5-1:30的比例混合，稀堿液中Na2O濃度為.0.l_40g/L，所述的制備硅酸鈣原料為由粉煤灰、煤矸石、高嶺土、石英砂等高硅礦物通過化學(xué)轉(zhuǎn)化而得的以硅酸鈉鈣為主要成分的混合物或是純二氧化硅通過化學(xué)轉(zhuǎn)化而得的純硅酸鈉鈣 (2)反應(yīng):將步驟(I)得到的混合漿料在密閉容器中進(jìn)行分解反應(yīng)，反應(yīng)溫度為.90-2600C，反應(yīng)時間為2-20h，漿料進(jìn)行攪拌，反應(yīng)完成后將料漿過濾，得到硅酸鈣濕渣； (3)壓制成型:將步驟(2)得到的濕渣用模具壓制成型； (4)干燥處理:將步驟(3)中壓制成型的硅酸鈣制品在100-150°C下干燥2-15h，硅酸鈣終廣品即制備完成。
【文檔編號】C01B33/24GK104276578SQ201310272260
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月1日
【發(fā)明者】馬淑花, 唐振華, 丁健, 王月嬌, 鄭詩禮, 張懿 申請人:中國科學(xué)院過程工程研究所