CN86107500A - 劣质硅藻土制备高活性多用途精土与熟土 - Google Patents

Abstract

一种用劣质硅藻土制备的高活性多用途熟土与精土及其生产方法和用途。本发明是以SiO₂的平均含量为52％的高烧失量型低品位硅藻土为原料，在低温下进行焙烧，从而生产出高活性熟土及精土。该高活性熟土与精土，其活性SiO₂的百分含量比普通的高温煅烧硅藻土熟土与精土高，故使用性能较好，并且其成本低、用途广，如可用作优质微孔硅酸钙的原料、塑料填料、制备水玻璃、脱色剂脱臭剂等。此外，本方法可有效地开发利用低品位硅藻土资源。

Description

本发明是以劣质硅藻土为原料加工成熟土与精土的方法，以及该方法的产品及其用途。

国内外关于硅藻土的应用很广泛，但其使用的原料多为SiO₂含量较高的硅藻土。著名的美国加州硅藻土矿SiO₂含量高达90%左右，我国长白硅藻土矿SiO₂含量也达80～92%。一般情况下，被开发利用的硅藻土矿，其SiO₂含量均不低于65%。

我国寻甸先峰矿区的硅藻土，储量一亿多吨，覆盖于巨厚优质褐煤之上，又位于铁路沿线附近，急待开采。但该硅藻土矿品位低、烧失量高，矿土中有用矿物SiO₂的平均含量仅有52%左右;而矿土中的有机质，水份、Fe₂O₃、Al₂O₃等杂质含量却很高，平均总含量为48%左右。

对于这种高烧失量型低品位的劣质硅藻土矿，目前国内外虽有利用，但采用的加工方法均属高温灼烧法。见〔US2701240〕，是在高于500℃的温度条件下，煅烧制得熟土。虽然除去了有机质，在显微镜下观察，其硅藻壳未破坏，但实际上活性却降低了。在已有技术中，以低品位高烧失量硅藻土为原料，采用低温纯化的方法，加工成高活性多用途熟土与精土的有关文献至今尚未见报导。

本发明的目的在于提供一种以劣质硅藻土为原料制备的高活性熟土与精土，以及研究出的一种经济简便、可靠有效的制备方法，以充分开发矿山资源，提高其应用价值。

本发明的内容是一种高活性的熟土与精土制备方法，以及用该法制备出的高活性熟土与精土和它们的应用。

本发明提出的高活性熟土与精土的制备方法是：

1.把硅藻土块烘干、粉碎、磨细，使粒度达-80～-200目。

2.将上述磨细的原土粉装入耐火容器内，入炉低温焙烧。

3.若对物料的精制要求较高或欲缩短焙烧时间，可将上述磨细的原土粉用水浸，并于搅拌状态下加入干物料重量1.5～3%的三聚磷酸钠〔Na₅p₃O₁₀〕，水洗处理后，再入炉焙烧。

4.焙烧温度为450～490℃，将磨细的原土粉或添加三聚磷酸钠水选处理过的粉料入炉，焙烧3～9小时后出炉，经自然冷却，即可得到高活性熟土（经加Na₃p₃O₁₀水选处理的物料仅需焙烧3～4小时即可）。

5.在上述熟土中加入与其杂质含量等当量的酸，酸液量至少能浸没熟土粉，在微沸状态下煮1～2小时后，洗滤烘干，即可得到白色的高活性精土。

本发明制备出的高活性熟土与精土的成份范围是：

（1）熟土

SiO₂65～70%（重量）

Fe₂O₃5～7%（重量）

Al₂O₃13～16%（重量）

CaO    0.1～1%（重量）

MgO    0.4～1%（重量）

Loss    3～6%（重量）

（2）精土

SiO₂70～82.5%（重量）

Fe₂O₃1.4～2%（重量）

Al₂O₃7.5～12%（重量）

CaO    0.1～0.2%（重量）

MgO    0.5～1%（重量）

Loss    4.5～8.5%（重量）

熟土中活性SiO₂的含量为4.21～7.5%，15次石灰吸收值为200～315毫克氧化钙/克试样，精土中活性二氧化硅含量为7.5～30%。15次石灰吸收值为250～346毫克氧化钙/克试样。

用本法制备的熟土与精土主要有以下用途：

1.本法制备的熟土，因反应活性高，可直接作硅酸钙制品的原料或活性硅质原料。所制得的微孔硅酸钙制品的化学成份及物理性能见表1。

上述微孔硅酸钙制品技术性能与日本JIS2号-22标准对比见表2。

2.作塑料填料

将本法制备的熟土作黑色绝缘塑料填料，精土作浅色电器用绝缘塑料填料，则生产的产品的体积电阻率是填充碳酸钙塑料的11.54倍，制品绝缘性能良好。其测试数据如表3。

3.用本法精土制备水玻璃

在常压下，将本法制备的精土，根据所需水玻璃模数，按精土中SiO₂含量及碱液中Na₂O含量计算定量后，加到浓度为15～20%的NaOH溶液中，加温，保持微沸1～2.5小时，即得到模数为1.5～2的水玻璃，其颜色呈微青灰透明。

4.作为脱色剂、脱臭剂、吸附剂、动植物油脂或有机溶剂的除酸剂。

本法生产的熟土或精土经碱金属的氢氧化物处理后，就容易与有机酸或者无机酸结合，因此能除去动植物油脂、有机溶剂中的酸分。它还能吸附胶质不纯物，并可以对石油及其它油脂脱色、脱臭。

本发明提出的制备方法与传统的高温煅烧法相比，具有工艺简单、操作方便、技术效果好等优点。它在焙烧中把天然硅藻土中的有机质及附着水份除去，提高了SiO₂含量的同时，又保留了天然硅藻土中无定形非结晶质SiO₂的特性。用此法加工出的硅藻土熟土，孔隙度加大，比表面提高，化学反应活性提高，是一种高活性物质。表4反映了本法制备的熟土的活性比较情况。

正因为本法制备的熟土活性高，因此用熟土进一步加工为精土时，只需使用低浓度的酸，在常压下加热1～2小时大部份杂质即可清除。而用传统的高温煅烧法制备的熟土，因活性低，在将其加工成精土时所用的HCl浓度应为19%左右，H₂SO₄的浓度必须在47.5%左右，而且反应时间至少需5～6小时，总酸用量比本法要多一倍。因此，本法具有加工成本低、酸洗时间短的优点。

用本法制备的精土，因大部份杂质清除后，硅藻壳相对富集，孔隙度加大，比表面提高，特别是未被晶化的非结晶质SiO₂的富集，使精土的活性大大提高。其活性SiO₂的含量为27.16%，15次石灰吸收值为323.14毫克氧化钙/克试样，见表5。此外，从表中还可看出，其纯度也比高温煅烧法加工的精土高。

下面，以制备熟土与精土的几个实施例，对本发明作进一步说明。

实施例1：将硅藻土块烘干，粉碎为-80目原土粉，其中SiO₂含量为53.93%。在490℃的温度下焙烧8小时获得如下主要化学成份的熟土（重量%）：

Loss 4.42 SiO₂69.41

Fe₂O₃6.21 Al₂O₃15.24

CaO    0.6    MgO    0.77

其中活性SiO₂的含量为6.92，15次石灰吸收值为310.86%，颜色是淡黄灰。

实施例2：将-80目的原土粉浸入水中，在搅拌状态下加入干物料重量3%的Na₅p₃O₁₀，水选处理，洗滤，再将物料烘干后入炉，于490℃温度下熔烧3.5小时，获得如下主要化学成份的熟土（重量%）：

Loss 4.52 SiO₂69.91

Fe₂O₃6.2 Al₂O₃14.64

CaO    0.61    MgO    0.77

其中活性SiO₂含量为6.92，15次石灰吸收值为310.86%颜色是淡黄灰。

实施例3：取上述两种熟土中任一种，加入百分浓度为15%的HCl，加热微沸1小时，然后洗滤烘干即获得精土，其主要化学成份如下：

Loss 8.41 SiO₂77.04

Fe₂O₃1.03 Al₂O₃8.22

CaO    0.67    MgO    0.72

其中活性SiO₂含量为27.16，15次石灰吸收值为323.14%，

Claims (6)

1、一种用硅藻土制备高活性多用途熟土与精土的方法，其特征在于以下步骤：

(1)将硅藻土块烘干粉碎，磨细为-80～-200目的原土粉；

(2)将上述磨细的原土粉用水浸，并于搅拌状态下加入干物料重量1.5～3%的三聚磷酸钠[Na₅P₃O₁₀]，水选处理；

(3)在450～495℃的温度条件下，将磨细的原土粉或添加了三聚磷酸钠水选处理的粉料入炉，焙烧3～9小时后出炉，经自然冷却，即可得到高活性熟土；

(4)在上述熟土中加入与其杂质含量等当量的酸，酸液量至少能浸没熟土粉，在微沸状态下煮1～2小时，洗滤烘干，得到高活性白色精土。

2、一种如权利要求1所述的制备方法，其特征在于所用的硅藻土为我国寻甸先锋矿区的硅藻土，其中SiO₂的平均含量为52～65%，有机质、Fe₂O₃、Al₂O₃等杂质的平均含量为35～48%的低品位高烧失量型的硅藻土。

3、一种用硅藻土制备的高活性多用途熟土与精土，本发明的特征在于熟土的活性SiO₂的含量为4.21～7.5%，精土的活性SiO₂含量为7.5～30%，及其主要成份范围各为

（1）熟土

SiO₂65～70%（重量）

Fe₂O₃5～7%（重量）

Al₂O₃13～16%（重量）

CaO  0.1～1%（重量）

MgO  0.4～1%（重量）

Loss  3～6%（重量）

（2）精土

SiO₂70～82.5%（重量）

Fe₂O₃1.4～2%（重量）

Al₂O₃7.5～12%（重量）

CaO  0.1～0.2%（重量）

MgO  0.5～1%（重量）

Loss  4.5～8.5%（重量）

4、如权利要求3所述的高活性多用途熟土与精土，其特征在于熟土的15次石灰吸收值为200～315毫克氧化钙/克试样，精土的15次石灰吸收值为250～346毫克氧化钙/克试样。

5、如权利要求3或4所述的高活性熟土与精土，本发明在于将这种熟土或精土应用于作硅酸钙原料、塑料填料、制备水玻璃、脱色剂、脱臭剂、吸附剂、动植物油脂或有机溶剂的除酸剂和活性硅质原料。

6、如权利要求5所述的高活性熟土与精土的用途，其特征在于将精土加到浓度为15～20%的NaOH溶液中，加温，保持微沸1～2.5小时，即得到模数为1.5～2的水玻璃。