專利名稱：一種利用粉煤灰脫硅母液生產(chǎn)活性硅酸鈣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于活性硅酸鈣制備技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種利用粉煤灰脫硅母液生產(chǎn)硅酸鈣的方法，有利于固體廢棄物的綜合利用以及二次污染物的處理。
背景技術(shù)：
硅酸鈣從廣義上講是氧化鈣與二氧化硅的水合物，分子式可以表示為 CaO · HiSiO2 · ηΗ20ο適用于鋼鐵、石化、陶瓷、玻璃、水泥，外墻保溫及各種爐窯的保溫，及電力、機(jī)械、電子、造船等行業(yè)的保溫隔熱?；钚怨杷徕}又稱作高分散硅酸鈣，無(wú)毒無(wú)味，不溶于水，酒精和堿，能溶于酸中，粒度極細(xì)，比表面積大，補(bǔ)強(qiáng)性能強(qiáng)，屬于良好的補(bǔ)強(qiáng)劑；導(dǎo)熱系數(shù)低，隔熱性好，耐熱性好，阻燃性能好，可制作隔熱保溫及阻燃材料；強(qiáng)度高，粘結(jié)性好，可作為填充劑、強(qiáng)化劑等；廣泛應(yīng)用于橡膠、涂料、油墨、日化、建材、造紙等行業(yè)。以造紙行業(yè)為例，活性硅酸鈣可用作輕量新聞紙及高檔紙張的強(qiáng)化劑，以提高紙張質(zhì)量。隨著造紙行業(yè)產(chǎn)品有由酸性紙轉(zhuǎn)為堿性紙的進(jìn)程推進(jìn)，硅酸鈣的潛在市場(chǎng)前景良好。目前，硅酸鈣的相關(guān)研究較多，其制備方法主要有燒結(jié)法、水熱法、酸化法等；而以粉煤灰為硅源生產(chǎn)硅酸鈣的方法較少，且產(chǎn)品堿度較大，嚴(yán)重影響了硅酸鈣產(chǎn)品性能及應(yīng)用。粉煤灰是從煤燃燒后的煙氣中收捕下來(lái)的細(xì)灰。粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物。我國(guó)火電廠粉煤灰的主要氧化物組成為Si02、Al203、Fe0、Fe203、Ca0、Ti02等。粉煤灰是我國(guó)當(dāng)前排量較大的工業(yè)廢渣之一，隨著電力工業(yè)的發(fā)展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉煤灰不加處理，就會(huì)產(chǎn)生揚(yáng)塵，污染大氣；若排入水系會(huì)造成河流淤塞，而其中的有毒化學(xué)物質(zhì)還會(huì)對(duì)人體和生物造成危害。因此，粉煤灰的處理和利用問(wèn)題引起人們廣泛的注意。粉煤灰使用的優(yōu)點(diǎn)在混凝土中摻加粉煤灰節(jié)約了大量的水泥和細(xì)骨料；減少了用水量；改善了混凝土拌和物的和易性；增強(qiáng)混凝土的可泵性；減少了混凝土的徐變；減少水化熱、熱能膨脹性；提高混凝土抗?jié)B能力；增加混凝土地修飾性。CN 102249253A提供了一種高鋁粉煤灰生產(chǎn)氧化鋁聯(lián)產(chǎn)活性硅酸鈣的方法，步驟包括高鋁粉煤灰首先與氫氧化鈉溶液反應(yīng)進(jìn)行預(yù)脫硅，得到液相的脫硅液和固相的脫硅粉煤灰向脫硅液中加入石灰乳進(jìn)行苛化反應(yīng)，固相為活性硅酸鈣，經(jīng)壓濾和閃蒸干燥得到成品脫硅粉煤灰中加入石灰石和碳酸鈉溶液調(diào)配成合格生料漿，然后將合格生料漿焙燒成熟料，熟料溶出的液相為鋁酸鈉粗液鋁酸鈉粗液經(jīng)一二段深度脫硅、碳分、種分、焙燒等工序后便可得到符合要求的冶金級(jí)氧化鋁。CN 101941725A公開(kāi)了一種從煤矸石中提取氧化鋁聯(lián)產(chǎn)活性硅酸鈣的方法，涉及氧化鋁聯(lián)產(chǎn)活性硅酸鈣生產(chǎn)的技術(shù)領(lǐng)域。主要步驟為將煤矸石粉碎后焙燒活化煤矸石熟料進(jìn)行堿溶脫硅反應(yīng)，得到脫硅煤矸石和硅酸鈉溶液；硅酸鈉溶液苛化反應(yīng)得到含水硅酸鈣和氫氧化鈉溶液，含水硅酸鈣烘干制得活性硅酸鈣微粉；脫硅煤矸石中加入石灰石和碳酸鈉溶液球磨制成生料漿；生料漿焙燒后的熟料用水溶出，得到鋁酸鈉粗液和硅鈣渣，硅鈣渣經(jīng)處理后作為水泥原料；鋁酸鈉粗液深度脫硅得到鋁酸鈉精化液；鋁酸鈉精化液中通入CO2碳分，得到氫氧化鋁和碳酸鈉溶液；氫氧化鋁煅燒制得氧化鋁產(chǎn)品。通過(guò)檢索大量利用粉煤灰生產(chǎn)活性硅酸鈣的文獻(xiàn)資料等可以看出，現(xiàn)有的多數(shù)技術(shù)僅僅說(shuō)明了在粉煤灰的加工利用過(guò)程中可以聯(lián)產(chǎn)活性硅酸鈣的方案設(shè)計(jì)，并沒(méi)有對(duì)如何生產(chǎn)出性能均一、白度高、雜質(zhì)含量少的活性硅酸鈣進(jìn)行詳細(xì)的研究，因此研究出一種各方面性能良好的，同時(shí)又能降低生產(chǎn)成本、降低二次污染的活性硅酸鈣成為市場(chǎng)及環(huán)境保護(hù)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述方法的不足，本發(fā)明提供了一種利用粉煤灰脫硅母液生產(chǎn)硅酸鈣的方法，具有原料來(lái)源廣、原料適應(yīng)性強(qiáng)、硅酸鈣產(chǎn)品性能均一、白度高、雜質(zhì)含量少等特點(diǎn)，生產(chǎn)成本低、能耗小，環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益顯著。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種利用粉煤灰脫硅母液生產(chǎn)硅酸鈣的方法，包括以下步驟(I)將粉煤灰脫硅母液移入立式葉濾機(jī)中進(jìn)行精濾，除去懸浮物后得到粉煤灰脫硅精液；(2)將粉煤灰脫硅精液與石灰乳混合均勻，移入苛化槽進(jìn)行苛化反應(yīng)；(3)將苛化反應(yīng)后的料漿移入過(guò)濾機(jī)進(jìn)行固液分離，得到固相硅酸鈣渣和液相氫氧化鈉溶液，將硅酸鈣渣水洗至中性或弱堿性；(4)將步驟(3)得到的中性或弱堿性硅酸鈣渣與石灰乳混合均勻，移入脫堿槽進(jìn)行脫堿反應(yīng)；(5)將脫堿反應(yīng)后的料漿移入過(guò)濾機(jī)中進(jìn)行固液分離，分別得到固相硅酸鈣渣和液相氫氧化鈉溶液，將硅酸鈣渣水洗至pH = 7 7. 3 ;(6)將步驟(5)得到的硅酸鈣渣移至干燥箱進(jìn)行干燥，即得到硅酸鈣。本發(fā)明所述的粉煤灰脫硅母液源自粉煤灰提取氧化鋁等加工利用過(guò)程中的脫硅工序得到的脫硅母液。本發(fā)明所述步驟(2)、(4)中的石灰乳是由水與氧化鈣或氫氧化鈣按液固比為
I: I 5 : I配制而成，例如可按液固比1.03 1,2 1,3 1,4 I ,4. 5 1， 4.98 I等比例配置石灰乳；進(jìn)一步優(yōu)選液固比為3 I。本發(fā)明所述步驟(2)的苛化反應(yīng)中控制鈣硅比(石灰乳中的CaO與粉煤灰脫硅精液中的SiO2物質(zhì)的量之比)為O. 4 2 1，例如O. 42 1,0.61 1,0.9 1,1. 18 1， I. 5 1,1. 74 1,1.97 I等比例，優(yōu)選為O. 6 L 2 1，進(jìn)一步優(yōu)選O. 95 I ;攪拌速率為 80 600r · mirT1,例如 80. 3r · mirT1,100. 5r · min-1, 200r · min-1,400r · mirT1, 550r · mirT1, 599. 8r · mirT1,優(yōu)選為 100 600r · mirT1,進(jìn)一步優(yōu)選 150r · mirT1 ;反應(yīng)溫度為 65 150°C，例如 65. 2°C, 79. 3°C，81°C，118°C，129. 7°C，優(yōu)選 80 130°C，進(jìn)一步優(yōu)選 95°C ;反應(yīng)時(shí)間為 O. 3 5h，例如 O. 32h，0. 51h, I. 5h，2. 4h，4. lh，4. 96h，優(yōu)選 0. 5 4h，進(jìn)一步優(yōu)選I. 5h。本發(fā)明所述步驟(3)水洗時(shí)控制工藝水與硅酸鈣渣液固比為I : I 5 : 1，例如 I. 02 I, I. 98 1,2. 01 1,2. 95 1,3. 14 1,4 1,4. 85 I 等，優(yōu)選 2 I 3 1，進(jìn)一步優(yōu)選2 I ;洗滌終點(diǎn)的工藝水pH值為7. O 8.0，例如7. 01，7. 32，7. 86，
7.99等，優(yōu)選7. 35 8. 0，進(jìn)一步優(yōu)選8. O。本發(fā)明所述的步驟(4)的脫堿反應(yīng)控制鈣鈉比(石灰乳中的CaO與水洗后的硅酸鈣渣中的Na2O物質(zhì)的量之比)為O. 5 2，例如O. 52,0. 85，I. 10，I. 19，I. 47，I. 88等， 優(yōu)選為O. 8 I. 2，進(jìn)一步優(yōu)選為I. 00 ;攪拌速率為90 600r · mirT1，例如90. Ir · mirT1， 100. 2r · mirT1,150. 5r · min-1, 200r · min-1, 330r · min-1, 500r · mirT1, 599. 7r · mirT1 等，優(yōu)選為100 600r · mirT1，進(jìn)一步優(yōu)選150r · mirT1 ;反應(yīng)溫度為70 160。。，例如70. 2°C, 85°C，99°C，121°C，129. 9°C，154°C，158°C等，優(yōu)選為 80 130°C，進(jìn)一步優(yōu)選 105°C;反應(yīng)時(shí)間為 O. 5 4h,例如 O. 53h, I. 3h, 2. 05h, 2. 21h, 3. 5h, 3. 98h 等，優(yōu)選為 0· 5 2h,進(jìn)一步優(yōu)選lh。本發(fā)明所述步驟(5)水洗時(shí)控制工藝水與硅酸鈣渣液固比為I : I 5 : 1，例如 I. 01 I, I. 3 1,2. 04 1,2. 97 1,3. 04 1,4. 2 1,4. 99 I 等，優(yōu)選 2 I 3 1，進(jìn)一步優(yōu)選2 I ;洗滌終點(diǎn)的工藝水pH值優(yōu)選為7.0。本發(fā)明所述的步驟(6)中硅酸鈣渣的干燥溫度為80 450°C，例如80. 4°C，95°C， 120. 3°C，200°C，320°C，349. 7°C,402°C,436°C,449. 8°C等，優(yōu)選為 120 350°C，進(jìn)一步優(yōu)選 300°C;干燥時(shí)間為 I 12h，例如 I. 02h，3. 04h，3. 8h，5h，6. 5h，8. 7h，9. 97h, 10. 8h, 11. 8h 等，優(yōu)選為3 IOh,進(jìn)一步優(yōu)選8h。將苛化或脫堿反應(yīng)后的料漿進(jìn)行分離得到的濾液蒸發(fā)、濃縮得到堿液，可以循環(huán)至脫硅工序重復(fù)使用。通過(guò)蒸發(fā)冷凝水回收、工藝水梯度循環(huán)、高濃度工藝水3 5個(gè)循環(huán)后處理來(lái)實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)利用。與已有技術(shù)方案相比，本發(fā)明具有以下有益效果I)粉煤灰屬固體污染物，排放量巨大，而在粉煤灰加工利用過(guò)程中產(chǎn)生的粉煤灰脫硅濾液，屬二次污染物。本發(fā)明利用粉煤灰脫硅母液生產(chǎn)硅酸鈣，使二次污染物得到了充分的回收利用，既減少了環(huán)境污染，又避免了資源浪費(fèi)，更獲得了良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益。2)本發(fā)明工藝過(guò)程對(duì)粉煤灰脫硅濾液的要求不高，原料適應(yīng)性強(qiáng)；同時(shí)，硅酸鈣產(chǎn)品性能均一、白度高、雜質(zhì)含量少等特點(diǎn)，生產(chǎn)成本低、能耗小，經(jīng)濟(jì)效益顯著。


附圖I為本發(fā)明的工藝流程圖。下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。但下述的實(shí)例僅僅是對(duì)本發(fā)明的舉例說(shuō)明，并不代表或限制本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，本發(fā)明的權(quán)利范圍以權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)。
具體實(shí)施例方式為更好地說(shuō)明本發(fā)明，便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案，本發(fā)明的典型但非限制性的實(shí)施例如下實(shí)施例I將粉煤灰生產(chǎn)氧化鋁過(guò)程中的脫硅母液移入立式葉濾機(jī)，進(jìn)行精濾，以除去粉煤灰脫硅母液中的懸浮物；將工藝水與氫氧化鈣按液固比為3 I混合均勻，配制石灰乳；將石灰乳與粉煤灰脫硅精液按鈣硅比(石灰乳中的CaO與粉煤灰脫硅精液中的SiO2物質(zhì)的量之比)為O. 95混合均勻，移入苛化槽，在攪拌速率150r · mirT1、反應(yīng)溫度95°C下進(jìn)行苛化反應(yīng)Ih ;將苛化反應(yīng)后的料漿移入過(guò)濾機(jī)進(jìn)行固液分離，得到固相硅酸鈣渣和液相氫氧化鈉溶液；將工藝水與硅酸鈣渣的按液固比為2 I混合均勻，移入洗滌槽，在攪拌速率 150r min'反應(yīng)溫度60°C下進(jìn)行水洗，洗滌至工藝水pH = 7. 3 ;將石灰乳與水洗后的硅酸鈣渣按鈣鈉比(石灰乳中的CaO與水洗后的硅酸鈣渣中的Na2O物質(zhì)的量之比)為O. 98混合均勻，移入脫堿槽，在150r · min'gst下進(jìn)行脫堿反應(yīng)Ih ;將脫堿反應(yīng)后的料漿移入過(guò)濾機(jī)進(jìn)行固液分離，得到固相硅酸鈣渣和液相氫氧化鈉溶液；將工藝水與硅酸鈣渣的按液固比為2 1混合均勻，移入洗滌槽，在1501'*11^11_1、601下進(jìn)行水洗，洗滌至？!1 = 7.0;將水洗后的硅酸鈣渣放入干燥箱，在200°C下干燥8h，得到硅酸鈣產(chǎn)品(鈣硅比I. 003，氧化鈉含量O. 147%,白度94% );將苛化、脫堿反應(yīng)得到的氫氧化鈉溶液經(jīng)蒸發(fā)、濃縮，循環(huán)至粉煤灰脫硅工序；通過(guò)蒸發(fā)冷凝水回收、洗水梯度循環(huán)(采用含有較低濃度洗脫物質(zhì)的工藝水洗滌含有較高濃度洗脫物質(zhì)的待洗物料)、高濃度洗水5個(gè)循環(huán)后處理來(lái)實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)利用。實(shí)施例2將粉煤灰生產(chǎn)莫來(lái)石過(guò)程中的脫硅母液移入立式葉濾機(jī)，進(jìn)行精濾，以除去粉煤灰脫硅母液中的懸浮物；將工藝水與氫氧化鈣按液固比為3 I混合均勻，配制石灰乳；將石灰乳與粉煤灰脫硅精液按鈣硅比(石灰乳中的CaO與粉煤灰脫硅精液中的SiO2物質(zhì)的量之比)為I. O混合均勻，移入苛化槽，在攪拌速率150r · mirT1、反應(yīng)溫度95°C下進(jìn)行苛化反應(yīng)I. 5h ;將苛化反應(yīng)后的料漿移入過(guò)濾機(jī)進(jìn)行固液分離，得到固相硅酸鈣渣和液相氫氧化鈉溶液；將工藝水與硅酸鈣渣的按液固比為2 I混合均勻，移入洗滌槽，在攪拌速率 150r min'反應(yīng)溫度60°C下進(jìn)行水洗，洗滌至工藝水pH = 8. O ;將石灰乳與水洗后的硅酸鈣渣按鈣鈉比(石灰乳中的CaO與水洗后的硅酸鈣渣中的Na2O物質(zhì)的量之比)為I. 05混合均勻，移入脫堿槽，在150r MirT1UOSt:下進(jìn)行脫堿反應(yīng)Ih ;將脫堿反應(yīng)后的料漿移入過(guò)濾機(jī)進(jìn)行固液分離，得到固相硅酸鈣渣和液相氫氧化鈉溶液；將工藝水與硅酸鈣渣的按液固比為2 1混合均勻，移入洗滌槽，在1501'*11^11_1、601下進(jìn)行水洗，洗滌至？!1 = 7.0;將水洗后的硅酸鈣渣放入干燥箱，在300°C下干燥8h，得到硅酸鈣產(chǎn)品(鈣硅比I. 041，氧化鈉含量O. 328%,白度95% );將苛化、脫堿反應(yīng)得到的氫氧化鈉溶液經(jīng)蒸發(fā)、濃縮，循環(huán)至粉煤灰脫硅工序；通過(guò)蒸發(fā)冷凝水回收、洗水梯度循環(huán)(采用含有較低濃度洗脫物質(zhì)的工藝水洗滌含有較高濃度洗脫物質(zhì)的待洗物料)、高濃度洗水3個(gè)循環(huán)后處理來(lái)實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)利用。實(shí)施例3將粉煤灰生產(chǎn)莫來(lái)石過(guò)程中的二次脫硅母液移入立式葉濾機(jī)，進(jìn)行精濾，以除去粉煤灰脫硅母液中的懸浮物；將工藝水與氫氧化鈣按液固比為3 I混合均勻，配制石灰乳；將石灰乳與粉煤灰脫硅精液按鈣硅比(石灰乳中的CaO與粉煤灰脫硅精液中的SiO2物質(zhì)的量之比)為O. 95混合均勻，移入苛化槽，在攪拌速率150r min'反應(yīng)溫度110°C下進(jìn)行苛化反應(yīng)Ih ;將苛化反應(yīng)后的料漿移入過(guò)濾機(jī)進(jìn)行固液分離，得到固相硅酸鈣渣和液相氫氧化鈉溶液；將工藝水與硅酸鈣渣按液固比為2 I混合均勻，移入洗滌槽，在攪拌速率 150r min'反應(yīng)溫度60°C下進(jìn)行水洗，洗滌至工藝水pH = 7. 3 ;將石灰乳與水洗后的硅酸鈣渣按鈣鈉比(石灰乳中的CaO與水洗后的硅酸鈣渣中的Na2O物質(zhì)的量之比)為I. 00混合均勻，移入脫堿槽，在150r min'UOO下進(jìn)行脫堿反應(yīng)lh;將脫堿反應(yīng)后的料漿移入過(guò)濾機(jī)進(jìn)行固液分離，得到固相硅酸鈣渣和液相氫氧化鈉溶液；將工藝水與硅酸鈣渣的按液固比為2 1混合均勻，移入洗滌槽，在1501'*11^11_1、601下進(jìn)行水洗，洗滌至？!1 = 7.0;將水洗后的硅酸鈣渣放入干燥箱，在350°C下干燥8h，得到硅酸鈣產(chǎn)品(鈣硅比I. 037，氧化鈉含量O. 213%,白度96% );將苛化、脫堿反應(yīng)得到的氫氧化鈉溶液經(jīng)蒸發(fā)、濃縮，循環(huán)至粉煤灰脫硅工序；通過(guò)蒸發(fā)冷凝水回收、洗水梯度循環(huán)(采用含有較低濃度洗脫物質(zhì)的工藝水洗滌含有較高濃度洗脫物質(zhì)的待洗物料)、高濃度洗水5個(gè)循環(huán)后處理來(lái)實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)利用。實(shí)施例4將粉煤灰生產(chǎn)氧化鋁過(guò)程中的深度脫硅母液移入立式葉濾機(jī)，進(jìn)行精濾，以除去粉煤灰脫硅母液中的懸浮物；將工藝水與氫氧化鈣按液固比為3 I混合均勻，配制石灰乳；將石灰乳與粉煤灰脫硅精液按鈣硅比(石灰乳中的CaO與粉煤灰脫硅精液中的SiO2物質(zhì)的量之比)為O. 80混合均勻，移入苛化槽，在攪拌速率300r · mirT1、反應(yīng)溫度95°C下進(jìn)行苛化反應(yīng)2h ;將苛化反應(yīng)后的料漿移入過(guò)濾機(jī)進(jìn)行固液分離，得到固相硅酸鈣渣和液相氫氧化鈉溶液；將工藝水與硅酸鈣渣的按液固比為2 I混合均勻，移入洗滌槽，在攪拌速率150r min'反應(yīng)溫度60°C下進(jìn)行水洗，洗滌至工藝水pH= 7. 3 ;將石灰乳與水洗后的硅酸鈣渣按鈣鈉比(石灰乳中的CaO與水洗后的硅酸鈣渣中的Na2O物質(zhì)的量之比)為O. 93 混合均勻，移入脫堿槽，在300r min'UOt下進(jìn)行脫堿反應(yīng)2h ;將脫堿反應(yīng)后的料漿移入過(guò)濾機(jī)進(jìn)行固液分離，得到固相硅酸鈣渣和液相氫氧化鈉溶液；將工藝水與硅酸鈣渣的按液固比為2 I混合均勻，移入洗滌槽，在150r min'eOt下進(jìn)行水洗，洗滌至pH = 7.0 ; 將水洗后的硅酸鈣渣放入干燥箱，在200°C下干燥8h，得到硅酸鈣產(chǎn)品(鈣硅比O. 987，氧化鈉含量O. 320%，白度90% );將苛化、脫堿反應(yīng)得到的氫氧化鈉溶液經(jīng)蒸發(fā)、濃縮，循環(huán)至粉煤灰脫硅工序；通過(guò)蒸發(fā)冷凝水回收、洗水梯度循環(huán)(采用含有較低濃度洗脫物質(zhì)的工藝水洗滌含有較高濃度洗脫物質(zhì)的待洗物料)、高濃度洗水4個(gè)循環(huán)后處理來(lái)實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)利用。實(shí)施例5將粉煤灰生產(chǎn)莫來(lái)石過(guò)程中的脫硅母液移入立式葉濾機(jī)，進(jìn)行精濾，以除去粉煤灰脫硅母液中的懸浮物；將工藝水與氧化鈣按液固比為5 I混合均勻，配制石灰乳；將石灰乳與粉煤灰脫硅精液按鈣硅比O. 6混合均勻，移入苛化槽，在攪拌速率IOOr mirT1、反應(yīng)溫度150°C下進(jìn)行苛化反應(yīng)O. 3h ;將苛化反應(yīng)后料漿移入過(guò)濾機(jī)進(jìn)行固液分離，得到固相硅酸鈣渣和液相氫氧化鈉溶液；并將工藝水與硅酸鈣渣按液固比I : I進(jìn)行水洗，洗滌至 PH = 7. 35 ;將工藝水與氧化鈣按液固比為3 I混合均勻，配制石灰乳，按鈣鈉比O. 5計(jì)量，與水洗后的苛化物料混合均勻，移入脫堿槽，在攪拌速率600r · min—1，反應(yīng)溫度為70°C 下進(jìn)行脫堿反應(yīng)O. 5h;將脫堿物料移入過(guò)濾機(jī)進(jìn)行分離，并按液固比為3 I進(jìn)行水洗，洗滌至PH = 7. 3 ;將水洗后的脫堿物料移至干燥箱，在120°C下干燥12h，得到硅酸鈣產(chǎn)品(鈣硅比I. 025，氧化鈉含量O. 138%,白度94. 8% );將苛化及脫堿濾液蒸發(fā)、濃縮，得到堿液， 循環(huán)至脫硅工序；通過(guò)蒸發(fā)冷凝水回收、工藝水梯度循環(huán)、高濃度工藝水5個(gè)循環(huán)后處理來(lái)實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)利用。
實(shí)施例6將粉煤灰生產(chǎn)莫來(lái)石過(guò)程中的二次脫硅母液移入立式葉濾機(jī)，進(jìn)行精濾，以除去粉煤灰脫硅母液中的懸浮物；將工藝水與氫氧化鈣按液固比為3. 7 I混合均勻，配制石灰乳，按鈣硅比I. 2計(jì)量，與粉煤灰脫硅精液混合均勻，移入苛化槽，在攪拌速率80r min'反應(yīng)溫度80°C下進(jìn)行苛化反應(yīng)5h;將反應(yīng)后料漿移入過(guò)濾機(jī)進(jìn)行分離，并按液固比5 I進(jìn)行水洗，洗滌至PH = 7. 5;將工藝水與氫氧化鈣按液固比為4 I混合均勻，配制石灰乳， 按鈣鈉比O. 8計(jì)量，與水洗后的苛化物料混合均勻，移入脫堿槽，在攪拌速率IOOr -min-1,反應(yīng)溫度為160°C下進(jìn)行脫堿反應(yīng)4h;將脫堿物料移入過(guò)濾機(jī)進(jìn)行分離，并按液固比為I : I 進(jìn)行水洗，洗滌至pH = 7. O ;將水洗后的脫堿物料移至干燥箱，在450°C下干燥lh，得到硅酸鈣產(chǎn)品(鈣硅比I. 007，氧化鈉含量O. 203%,白度96. 2% );將苛化及脫堿濾液蒸發(fā)、濃縮，得到堿液，循環(huán)至脫硅工序；通過(guò)蒸發(fā)冷凝水回收、工藝水梯度循環(huán)、高濃度工藝水3個(gè)循環(huán)后處理來(lái)實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)利用。實(shí)施例7將粉煤灰生產(chǎn)莫來(lái)石過(guò)程中的二次脫硅母液移入立式葉濾機(jī)，進(jìn)行精濾，以除去粉煤灰脫硅母液中的懸浮物；將工藝水與氧化鈣按液固比為3 I混合均勻，配制石灰乳， 按鈣硅比2計(jì)量，與粉煤灰脫硅精液混合均勻，移入苛化槽，在攪拌速率600r min'反應(yīng)溫度65°C下進(jìn)行苛化反應(yīng)O. 5h;將反應(yīng)后料漿移入過(guò)濾機(jī)進(jìn)行分離，并按液固比1.5 I進(jìn)行水洗，洗滌至pH = 7. 4 ;將工藝水與氧化鈣按液固比為3. 4 : I混合均勻，配制石灰乳， 按鈣鈉比I. 2計(jì)量，與水洗后的苛化物料混合均勻，移入脫堿槽，在攪拌速率200r · mirT1， 反應(yīng)溫度為130°C下進(jìn)行脫堿反應(yīng)I. 6h ;將脫堿物料移入過(guò)濾機(jī)進(jìn)行分離，并按液固比為 2 I進(jìn)行水洗，洗滌至pH = 7. O;將水洗后的脫堿物料移至干燥箱，在350°C下干燥5h，得到硅酸鈣產(chǎn)品(鈣硅比I. 030，氧化鈉含量O. 303%,白度95% );將苛化及脫堿濾液蒸發(fā)、 濃縮，得到堿液，循環(huán)至脫硅工序；通過(guò)蒸發(fā)冷凝水回收、工藝水梯度循環(huán)、高濃度工藝水3 個(gè)循環(huán)后處理來(lái)實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)利用。實(shí)施例8將粉煤灰生產(chǎn)氧化鋁過(guò)程中的脫硅母液移入立式葉濾機(jī)，進(jìn)行精濾，以除去粉煤灰脫硅母液中的懸浮物；將工藝水與氫氧化鈣按液固比為5 I混合均勻，配制石灰乳，按鈣硅比I. 7計(jì)量，與粉煤灰脫硅精液混合均勻，移入苛化槽，在攪拌速率300r min'反應(yīng)溫度105°C下進(jìn)行苛化反應(yīng)O. 9h;將反應(yīng)后的料漿移入過(guò)濾機(jī)進(jìn)行分離，并按液固比2 I進(jìn)行水洗，洗滌至pH = 8.0 ;將工藝水與氫氧化鈣按液固比為3. 3 I混合均勻，配制石灰乳， 按鈣鈉比O. 98計(jì)量，與水洗后的苛化物料混合均勻，移入脫堿槽，在攪拌速率150r
反應(yīng)溫度為135°C下進(jìn)行脫堿反應(yīng)I. Oh ;將脫堿物料移入過(guò)濾機(jī)進(jìn)行分離，并按液固比為
2.5 I進(jìn)行水洗，洗滌至pH = 7. O;將水洗后的脫堿物料移至干燥箱，在280°C下干燥3h， 得到硅酸鈣產(chǎn)品(鈣硅比I. 033，氧化鈉含量O. 195%,白度94. 2% );將苛化及脫堿濾液蒸發(fā)、濃縮，得到堿液，循環(huán)至脫硅工序；通過(guò)蒸發(fā)冷凝水回收、工藝水梯度循環(huán)、高濃度工藝水5個(gè)循環(huán)后處理來(lái)實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)利用。申請(qǐng)人:聲明，本發(fā)明通過(guò)上述實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的生產(chǎn)方法，但本發(fā)明并不局限于上述生產(chǎn)步驟，即不意味著本發(fā)明必須依賴上述生產(chǎn)步驟才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了，對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn)，對(duì)本發(fā)明所選用原料的等效替換及輔助成分的添加、具體方式的選擇等，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開(kāi)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種利用粉煤灰脫硅母液生產(chǎn)硅酸鈣的方法，包括以下步驟(1)將粉煤灰脫硅母液精濾得到粉煤灰脫硅精液；(2)將步驟(I)得到的粉煤灰脫硅精液與石灰乳混合，進(jìn)行苛化反應(yīng)；(3)將步驟(2)反應(yīng)后的料漿進(jìn)行分離，分別得到固相硅酸鈣渣和液相氫氧化鈉溶液， 將硅酸鈣渣水洗至中性或弱堿性；(4)將步驟(3)得到的中性或弱堿性硅酸鈣渣與石灰乳混合，進(jìn)行脫堿反應(yīng)；(5)將脫堿反應(yīng)后的料漿進(jìn)行分離，分別得到固相硅酸鈣渣和液相氫氧化鈉溶液，將硅酸鈣渣水洗至pH = 7 7. 3 ;(6)將步驟(5)水洗后的硅酸鈣渣干燥得到硅酸鈣。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述粉煤灰脫硅母液源自粉煤灰加工過(guò)程中的脫硅工序。
3.如權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)、(4)中的石灰乳是由工藝水與氧化鈣或氫氧化鈣按液固比為I : I 5 : I配制而成，優(yōu)選2 I 3. 5 1，進(jìn)一步優(yōu)選液固比為3 I。
4.如權(quán)利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，所述步驟(2)的苛化反應(yīng)中控制鈣硅比為O. 4 2 1，優(yōu)選為O. 6 I. 2 1，進(jìn)一步優(yōu)選O. 95 I ;攪拌速率為80 600r .mirT1,優(yōu)選為 100 600r .mirT1,進(jìn)一步優(yōu)選 150r .mirT1 ;反應(yīng)溫度為 65 150°C, 優(yōu)選80 130°C，進(jìn)一步優(yōu)選95°C;反應(yīng)時(shí)間為O. 3 5h，優(yōu)選O. 5 4h，進(jìn)一步優(yōu)選I. 5h。
5.如權(quán)利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，所述步驟(3)水洗時(shí)控制工藝水與硅酸鈣渣液固比為I : I 5 : 1，優(yōu)選2 : I 3 : I，進(jìn)一步優(yōu)選2 I ;洗滌終點(diǎn)的工藝水pH = 7. O 8. 0，優(yōu)選7. O 7. 5，進(jìn)一步優(yōu)選7. 3。
6.如權(quán)利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，所述的步驟(4)的脫堿反應(yīng)控制鈣鈉比為O. 5 2，優(yōu)選為O. 8 I. 2，進(jìn)一步優(yōu)選為I. 00 ;攪拌速率為90 600r · HiirT1Jt 選為100 600r · mirT1，進(jìn)一步優(yōu)選150r · mirT1 ;反應(yīng)溫度為70 160°C，優(yōu)選為80 130°C，進(jìn)一步優(yōu)選105°C ;反應(yīng)時(shí)間為O. 5 4h，優(yōu)選為O. 5 2h，進(jìn)一步優(yōu)選lh。
7.如權(quán)利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，所述步驟(5)水洗時(shí)控制工藝水與硅酸鈣渣液固比為I : I 5 : 1，優(yōu)選2 : I 3 : 1，進(jìn)一步優(yōu)選2 I;洗滌終點(diǎn)的工藝水pH優(yōu)選為7.0。
8.如權(quán)利要求1-7之一所述的方法，其特征在于，所述的步驟￠)中硅酸鈣渣的干燥溫度為80 450°C，優(yōu)選為120 350°C，進(jìn)一步優(yōu)選300°C ;干燥時(shí)間為I 12h，優(yōu)選為 2 8h,進(jìn)一步優(yōu)選6h。
9.如權(quán)利要求1-8之一所述的方法，其特征在于，將苛化或脫堿反應(yīng)后的料漿進(jìn)行分離得到的濾液蒸發(fā)、濃縮得到堿液，循環(huán)至脫硅工序重復(fù)使用。
10.如權(quán)利要求1-9之一所述的方法，其特征在于，通過(guò)蒸發(fā)冷凝水回收、工藝水梯度循環(huán)、高濃度工藝水3 5個(gè)循環(huán)后處理來(lái)實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)利用。
全文摘要
本發(fā)明涉及活性碳酸鈣生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用粉煤灰脫硅母液生產(chǎn)碳酸鈣的方法。所述方法以粉煤灰脫硅母液為原料，經(jīng)苛化、水洗、脫堿、水洗、干燥得到硅酸鈣產(chǎn)品。同現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法具有原料來(lái)源廣、原料適應(yīng)性強(qiáng)、硅酸鈣產(chǎn)品性能均一、白度高、雜質(zhì)含量少等特點(diǎn)，生產(chǎn)成本低、能耗小，環(huán)境與經(jīng)濟(jì)效益顯著。
文檔編號(hào)C01B33/24GK102583410SQ20121000553
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月10日
發(fā)明者李會(huì)泉, 李勇輝, 李少鵬, 馬艷麗 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所