以粉煤灰提铝残渣为原料制备二氧化硅微粉的方法及二氧化硅微粉技术

本发明专利技术公开了以粉煤灰提铝残渣为原料制备二氧化硅微粉的方法及二氧化硅微粉。其中以粉煤灰提铝残渣为原料制备二氧化硅微粉的方法包括：S1、将碳酸钠与粉煤灰提铝残渣混合，煅烧，得到煅烧物；S2、向煅烧物中加入盐酸，反应后，过滤并干燥，得到二氧化硅微粉。通过将碳酸钠与粉煤灰提铝残渣混合煅烧，能够形成硅酸钠和偏铝酸钠。同时，其他含碳物质能转变为二氧化碳被脱除。向煅烧物中加入盐酸后，反应生成氯化钠、氯化铝可溶性盐与二氧化硅沉淀，使二氧化硅被分离。经过滤和干燥，即可得到纯度较高的二氧化硅微粉。这种方法，工艺操作简单，操作周期较短，适用于大规模二氧化硅微粉的回收生产。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了以粉煤灰提铝残渣为原料制备二氧化硅微粉的方法及二氧化硅微粉。其中以粉煤灰提铝残渣为原料制备二氧化硅微粉的方法包括：S1、将碳酸钠与粉煤灰提铝残渣混合，煅烧，得到煅烧物；S2、向煅烧物中加入盐酸，反应后，过滤并干燥，得到二氧化硅微粉。通过将碳酸钠与粉煤灰提铝残渣混合煅烧，能够形成硅酸钠和偏铝酸钠。同时，其他含碳物质能转变为二氧化碳被脱除。向煅烧物中加入盐酸后，反应生成氯化钠、氯化铝可溶性盐与二氧化硅沉淀，使二氧化硅被分离。经过滤和干燥，即可得到纯度较高的二氧化硅微粉。这种方法，工艺操作简单，操作周期较短，适用于大规模二氧化硅微粉的回收生产。【专利说明】以粉煤灰提铝残渣为原料制备二氧化硅微粉的方法及二氧化硅微粉
本专利技术涉及二氧化硅制备领域，具体而言，涉及一种以粉煤灰提铝残渣为原料制备二氧化硅微粉的方法及二氧化硅微粉。
技术介绍
二氧化硅微粉作为使用广泛的一种微粉原料，具有耐温性好、耐酸碱腐蚀、粒度分布可控、高绝缘、低膨胀、化学性能稳定、硬度大等优良性能，被广泛用于特种陶瓷、化工、电子、塑料、高级油漆、橡胶、国防等领域。自进入20世纪90年代后，我国电子工业得到飞速发展，电路板产业规模已经升居全球第二，并参与到了世界竞争之中。从而使二氧化硅微粉制品的需求量猛增。粉煤灰是在煤粉燃烧和排出过程中形成的，其主要由玻璃体、结晶体及少量未燃炭组成。其中，玻璃体主要成分为二氧化硅，且玻璃体的结构较为杂乱，包括光滑的球形玻璃体微粒、形状不规则且孔隙少的小颗粒、疏松多孔且形状不规则的颗粒等。若能将这部分二氧化硅回收利用，则能够极大程度地缓解二氧化硅微粉的短缺。目前，从粉煤灰制备二氧化硅微粉的方法主要有以下几种:专利101049935公开了一种利用粉煤灰生产二氧化硅和氧化铝的方法。是对粉煤灰进行活化处理后，以质量浓度大于40%的NaOH溶液浸取，将其中的硅以硅酸钠的形式溶出，通入CO2气体制备二氧化硅，碱浸渣中配入CaO或CaCO3煅烧成熟料，以拜尔法制备氧化铝，废渣用于生产水泥。专利101993084A是一种粉煤灰制备二氧化硅和氧化铝的方法。该方法是以粉煤灰、碳酸钠、氧化钙为原料，在高温反应体系中碱溶得硅酸钠溶液、碳酸钙和脱硅粉煤灰固体，其中硅酸钠经二氧化碳碳分得到二氧化硅，而碳酸钙和脱硅粉煤灰固体进一步制得氧化铝。专利101759210A是一种从粉煤灰中制备高纯度氧化铝及硅胶的方法。该方法采用循环活化、浸取、碳分、碳酸钠及水回收、硅铝分离、热解、盐酸回收等步骤，从粉煤灰中获得氧化铝与硅胶。整个工艺过程中所产生的CO2以及制备过程中所使用的碱、酸和水均可回收并实现循环利用。上述从粉煤灰制备二氧化硅的过程中，反应步骤复杂，生产周期较长。
技术实现思路
本专利技术旨在提 供一种以粉煤灰提铝残渣为原料制备二氧化硅微粉的方法及二氧化硅微粉，以解决现有技术中从粉煤灰提铝残渣制备二氧化硅时反应步骤复杂，生产周期较长的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种以粉煤灰提铝残渣为原料制备二氧化硅微粉的方法，其包括以下步骤:S1、将碳酸钠与粉煤灰提铝残渣混合，煅烧，得到煅烧物；S2、向煅烧物中加入盐酸，反应后，过滤并干燥，得到所述二氧化硅微粉。进一步地，上述步骤SI中，按照碳酸钠与粉煤灰提铝残渣的质量比为0.5~2:1进行混合。进一步地，上述步骤SI中，煅烧的过程中煅烧温度为600~950°C，煅烧时间为2 ~10h。进一步地，上述步骤S2中，向煅烧物加入盐酸的步骤中，盐酸的浓度为10~30wt%，煅烧物与盐酸的质量比为1:1~5。进一步地，上述步骤S2中，向煅烧物中加入盐酸后，搅拌，使其反应；其中，搅拌速率为500~2000r/min，搅拌时间为2~10h。进一步地，上述步骤SI中将碳酸钠与粉煤灰提铝残渣混合之前，将粉煤灰提铝残渣球磨，使粉煤灰提铝残渣的粒径为I~5 μ m。进一步地，上述步骤S2中向煅烧物加入盐酸之前，将煅烧物球磨,使煅烧物的粒径为I~5 μ m。进一步地，上述步骤S2中，得到二氧化硅微粉后，对二氧化硅微粉进行后处理；后处理的步骤包括:将二氧化硅微粉水洗至pH为7，离心，干燥，得到后处理的二氧化硅微粉，优选地，离心的过程中，离心转速为2000~4000r/min,离心时间为5~15min ;干燥的过程中，干燥温度为70~120°C，干燥时间为5~12h。根据本专利技术的另一方面，提供了一种二氧化硅微粉，其是由上述的方法制备而成。进一步地，上述二氧化硅微粉的纯度大于98%，比表面积大于180m2/g。应用本专利技术的一种以粉煤灰提铝残渣为原料制备二氧化硅微粉的方法及二氧化硅微粉，通过将碳酸钠与粉煤灰提铝残渣混合煅烧，能够使二氧化硅和氧化铝分别与粉煤灰提铝残渣发生反应，形成硅酸钠和偏铝酸钠。同时，粉煤灰提铝残渣中其他的含碳物质也能在煅烧的条件下转变为二氧化碳被脱除。向煅烧物中加入盐酸后，硅酸钠与氯化氢反应生成氯化钠可溶性盐与二氧化硅沉淀，偏铝酸钠与氯化氢反应形成可溶性的氯化铝和氯化钠，这就使煅烧物中的二氧化硅被分离出来。经过滤和干燥，即可得到纯度较高的二氧化硅微粉。这种以粉煤灰提铝残渣为原料制备二氧化硅微粉的方法，工艺操作简单，操作周期较短，适用于大规模二氧化硅微粉的回收生产。【具体实施方式】需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。正如
技术介绍
部分所介绍的，从粉煤灰中制备二氧化硅的方法存在工艺复杂、周期较长的问题。为了解决这一问题，本专利技术专利技术人提供了一种以粉煤灰提铝残渣为原料制备二氧化硅微粉的方法，其特征在于，包括以下步骤:S1、将碳酸钠与粉煤灰提铝残渣混合，煅烧，得到煅烧物；S2、向煅烧物中加入盐酸，反应后，过滤并干燥，得到二氧化硅微粉。上述方法中，由于粉煤灰提铝残渣中存在大量的二氧化硅和氧化铝，将碳酸钠与粉煤灰提铝残渣混合煅烧，能够使二氧化硅和氧化铝分别与粉煤灰提铝残渣发生反应，形成硅酸钠和偏铝酸钠。同时，粉煤灰提铝残渣中其他的含碳物质也能在煅烧的条件下转变为二氧化碳被脱除。向煅烧物中加入盐酸后，硅酸钠与氯化氢反应生成氯化钠可溶性盐与二氧化硅沉淀，偏铝酸钠与氯化氢反应形成可溶性的氯化铝和氯化钠，这就使煅烧物中的二氧化硅被分离出来。经过滤和干燥，即可得到纯度较高的二氧化硅微粉。这种以粉煤灰提铝残渣为原料制备二氧化硅微粉的方法，工艺操作简单，操作周期较短，适用于大规模二氧化硅微粉的回收生产。此外，上述的粉煤灰提铝残渣使指将粉煤灰进行常规提铝过程后产生的废料，利用上述方法能够将这些废料进行二氧化硅微粉的回收利用，使其变废为宝，减少资源浪费。上述的方法中，碳酸钠与粉煤灰提铝残渣的用量可以根据粉煤灰提铝残渣中待反应的二氧化硅和氧化铝的量来调整。在一种优选的实施方式中，上述步骤Si中，按照碳酸钠与粉煤灰提铝残渣的质量比为0.5~2:1进行混合。碳酸钠用量过少，会导致粉煤灰提铝残渣中的二氧化硅和氧化铝反应不完全，使粉煤灰提铝残渣中部分二氧化硅无法进行煅烧和酸溶的反应，从而会降低二氧化硅微粉的品质。碳酸钠的用量过多，会造成资源浪费，也会增加煅烧和酸溶的负担，使生产时间增加。按照上述比例混合碳酸钠与粉煤灰提铝残渣，有本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以粉煤灰提铝残渣为原料制备二氧化硅微粉的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将碳酸钠与所述粉煤灰提铝残渣混合，煅烧，得到煅烧物；S2、向所述煅烧物中加入盐酸，反应后，过滤并干燥，得到所述二氧化硅微粉。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王永钱，郭昭华，池君洲，李飞，王永旺，雷新荣，王洪权，马群，
申请(专利权)人：中国神华能源股份有限公司，神华准能资源综合开发有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11