含氟硅胶制水玻璃

1 概况 过磷酸钙生产中氟吸收系统产生的含氟硅胶(主要为SiO_2),需要很大的堆场。因含有部分氟和细小的SiO_2,严重污染环境,长期以来被人们视为“废物”,处在难以处理又不能堆积的境况之中。全国年产过磷酸钙约1530万吨,按0.125％折算,每年将有1.91万吨含氟硅胶产生。带着这个问题,笔者进行了多方考察,就含氟硅胶的利用问题,提出“湿法生产水玻璃”这一措施,现就其生产方法作一介绍。     

煤矸石酸渣制备水玻璃工艺研究

煤矸石酸法提取氧化铝后渣中二氧化硅含量接近80％,是制备水玻璃的优质原料.本文探索了在常压下用碱法提取煤矸石酸渣中二氧化硅的工艺,最优方案为浸提时间为1.0h,浸提温度为97℃,液固比为4及氢氧化钠溶液质量分数为20％.经试验验证,最优方案的二氧化硅浸提率可达85％.     

内蒙古油砂尾砂制备水玻璃的工艺研究

内蒙古油砂尾砂中硅含量以二氧化硅计质量分数接近85%。探索了以内蒙古油砂尾砂中二氧化硅为原料在低温下制备水玻璃的工艺路线。通过单因素实验及正交实验考察得出,3个因素对水玻璃模数（硅钠物质的量 比）及二氧化硅溶出率的影响程度均为温度＞物料比（钠硅物质的量比）＞时间。以水玻璃模数为考察指标,其最佳工艺条件为：反应温度为800 ℃、反应时间为1 h、物料比为2,得到水玻璃模数为2.764。以二氧化硅溶出率为考察指标,其最佳工艺条件为：反应温度为800 ℃、反应时间为2.5 h、物料比为2,得到二氧化硅溶出率为87.6%。     

利用含锰硅胶低温制备钾水玻璃

以含锰硅胶副产品为原料,通过活化-氧化法将含锰硅胶制备成钾水玻璃溶液的同时去除了溶液中锰离子。将在100 ℃下活化2 h的含锰硅胶与工业氢氧化钾、去离子水于反应釜混合,65 ℃下将混合物搅拌 10 min成浆。1 h内匀速加入工业过氧化氢溶液,继续反应30 min,反应完成。过滤后得到质量分数为15%~26%、硅钾氧化物物质的量比（硅钾比）为0.8~1.5、Mn质量分数<5×10^-5的无色透明且可快速固液分离的钾水玻璃溶液与含锰氧化物滤渣。通过X射线衍射（XRD）对滤渣进行物相分析,发现滤渣中二氧化锰质量分数为76.3%、八氧化五锰质量分数为23.7%。该项工作不仅解决了副产含锰硅胶综合利用难题,同时实现了锰、硅资源的循环利用。     

粒状硅酸钠的制备

硅酸钠可使用于各种应用目的。它们可在洗涤剂和去垢剂中提供所需的碱度，并具有良好的缓冲特性。除此之外某些硅酸钠还具有良好的软化水之特性。在这方面首先应提到SiO2／Na2O的摩尔比约为1．7：1至4．1：1的结晶型层状硅酸钠。     

碱-矿渣-赤泥水泥的研究

本文在实验条件下合成了不同模数的固体水玻璃,并着重从凝结时间和抗压强度两个方面考察了不同条件合成的固体水玻璃对矿渣－赤泥体系的激发效果。结果表明,亦赤泥／矿渣比３０：７０的体系而言当固体水玻璃的模数为１．２,水玻璃掺量以Ｎａ２Ｏ计为３％时激发效果最佳。     

水玻璃制备二氧化硅气凝胶的水洗工艺研究

以水玻璃（Na2O·SiO2）为硅源,以磷酸作为催化剂,经超临界二氧化碳干燥后得到了低密度（29.5 kg/m3）、 高比表面积（912 m2/g）、低导热系数［0.018 W/（m·K）］的二氧化硅气凝胶。通过测试水洗后溶液的电导率,系统分析了水的用量、水洗温度、水洗时间等因素对制备二氧化硅的水洗工艺除去钠离子的效率的影响。结果表明：使用5倍体积的水在40 ℃下水洗湿凝胶,经4次水洗之后能够去除91%以上的无机盐离子,缩短了水洗时间的同时避免了大量的水的使用。     

水玻璃的生产及应用

介绍了水玻璃的生产工艺及主要设备，并对产品目前的多种用途作了详细介绍。     

固态碱-矿渣-赤泥胶凝材料的研究

在实验室条件下研究了碱性激发剂的种类、掺量对碱矿渣赤泥体系性能的影响。结果表明,采用适当的固体激发剂代替传统的液体水玻璃可以克服急凝现象,使体系正常凝结,同时保持体系原有的快硬早强特性。另外,采用有些固体碱激发剂时,体系会发生严重慢凝,但加入适量烧石膏可使凝结恢复正常。Ｘ射线对硬化体的组成分析表明,与未水化试样相比,常温水化试样的物相组成变化不大,但８０℃蒸养试样中形成了一种分子式为ＣａＡｌ２Ｓｉ４Ｏ１２·４Ｈ２Ｏ的含水铝硅酸盐矿物。     

硅酸盐细菌对赤泥中钾的浸出研究

为评价硅酸盐细菌对赤泥中钾元素的浸出影响,在赤泥中接种经纯化、驯化的硅酸盐细菌,选择浸出时间、摇床转速、实验温度和赤泥投加量进行单因素实验,研究赤泥中钾元素的浸溶效果并通过正交实验得出最佳浸溶条件.结果表明,当赤泥投加量为1g·L-1,实验温度为32.5℃,浸出时间为3d,摇床转速为150 r·min-1时,硅酸盐细菌对赤泥中含钾矿物中钾元素的浸溶效果最好,其浸出率为84.63％.实验为赤泥提钾的综合利用提供一定参考依据.     

水玻璃为源的超疏水型SiO2气凝胶块体制备与表征

采用廉价的水玻璃为硅源,通过乙醇溶剂替换及六甲基二硅醚和盐酸混合液对湿凝胶的表面基团改性,常压干燥出疏水介孔的SiO2气凝胶块体。制得的SiO2气凝胶块体具有超疏水性,在0～400℃附近,疏水角约155°～130°,其密度为80～200 mg/cm3,比表面积为568 m2/g,孔体积为2.9cm3/g,其室温下的热导率为0.026W/（m K）。     

五水偏硅酸钠的生产开发

在分析国内外五水偏硅酸钠生产工艺的基础上,利用水溶液结晶法生产五水偏硅酸钠,具有设备简单,易于操作,生产稳定,投资省等优点。     

硅酸钠溶液合成托贝莫来石晶须

以硅酸钠为硅质原料,研究了动态水热法合成托贝莫来石的条件及其对产物纯度和形貌的影响。结果表明:硅酸钠和石灰乳直接反应合成的产物主要为针钠钙石;而在苛性碱溶液中反应时,针钠钙石向生成托贝莫来石的方向转化,随苛性碱浓度提高,托贝莫来石生成量增加;加入铝离子且其含量达到钙铝摩尔比为5时,可获得纯的1.1 nm托贝莫来石;溶液中的氯离子可促进晶须生长,当钙氯摩尔比为5时,托贝莫来石晶须的长度为2～13μm,直径为0.2～0.5μm。在优化的合成条件下,以实际含硅碱液为原料,合成出长度为2～10μm、直径为0.2～1.0μm的托贝莫来石晶须。在合成托贝莫来石过程中,苛性碱改变了水化硅酸钙的生成环境,铝离子使硅氧四面体双链无法形成而得到四面体单链,最终合成出纯的1.1 nm托贝莫来石;而氯离子所产生的盐效应促进了托贝莫来石结晶长大,有助于制备组分单一、结晶晶面完整的托贝莫来石晶须。     

水玻璃生产工艺浅谈

从硅酸钠的性质特征出发,简要论述了硅酸钠制造工艺方法及目前我国该行业的状况。     

煤矸石酸浸渣干法制备水玻璃的研究

煤矸石酸浸渣是提取酸溶物后的固体废弃物,主要化学成分是SiO2及少量的CaSO4和TiO2.本文以煤矸石酸浸渣为原料,通过酸浸液分离时的副产品Na2SO4和酸浸渣中SiO2物质的量比确定制备水玻璃模数,采用干法制备水玻璃,为了便于实验研究,以Na2CO3替代NaSO4,考察了制备温度、时间和冷却方式对水玻璃合成的影响,研究结果表明:按合成水玻璃模数1∶1配料,在1000℃下煅烧1h,采用水淬骤冷方式,硅的回收率接近80％;酸渣中的硫酸钙最终转化为偏硅酸钙,进一步与偏硅酸钠形成低共熔物,会造成钠和硅的损失,而钛的存在则有利于提高钠、硅的收率,同时消除钙、铁等杂质对水玻璃合成的影响.     

用工业废渣赤泥研制微晶玻璃

本研究利用山东铝业公司固体废弃物赤泥、粉煤灰、煤矸石等为主要原料,制备了装饰材料用微晶玻璃。探讨了微晶玻璃的热处理工艺制度及晶核剂对核化、晶化的影响。采用TG-DTA、XRD、SEM等测试技术测试了样品的理化性能和微观结构。     

拜耳法赤泥制备地聚物类无机聚合材料的研究进展

赤泥是从铝土矿中提取氧化铝后产生的碱性废渣.拜耳法赤泥经活化、解聚溶出、二次聚合等处理,可以制备高性能无机地聚物材料,这为赤泥综合利用难题的解决提供了新的技术思路.本文对赤泥地聚物的合成技术研究现状进行了分析论述.通过对赤泥中主要成分硅渣的结构分析,认为由于生产条件的影响,硅渣不具有聚合物的性能特征,直接使用拜耳法赤泥制备地聚物材料难以获得较高的性能.通过活化处理,易于实现硅渣中铝硅基团的溶出,为二次聚合提供条件.本文认为,赤泥基地聚物材料具有广阔的应用前景,应进一步加强对拜耳法赤泥硅渣活化等理论问题的研究,并探讨地聚物合成过程的强度形成机理.     

联产法生产硅酸钠系列产品新工艺

详细介绍了联产法生产硅酸钠系列产品新工艺及其特点 ,对工业液体硅酸钠、五水偏硅酸钠、粉状速溶硅酸钠、硅溶胶 4种产品的原材料规格、质量标准、工艺原理、工艺流程等方面进行了论述。     

拜耳法赤泥的湿法碳化脱碱工艺研究

利用二氧化碳对具有强碱性的拜耳法赤泥进行湿法碳化脱碱实验,研究了在CO2气流量为0.3 L/min条件下,液固比、反应温度、反应时间、CO2压力对拜耳法赤泥脱碱效果的影响并确定了适宜的脱碱条件.研究表明,在反应温度50℃,液固比为7,CO2压力为4 MPa,反应时间2h条件下,拜耳法赤泥的脱碱率达到50％以上.脱碱后赤泥碱含量大幅降低,有助于减轻对土壤及地下水源的危害.