專利名稱：粉煤灰聯產活性硅酸鈣生產過程中的脫水方法
技術領域：
本發明涉及活性硅酸鈣生產技術領域，特別是涉及粉煤灰聯產活性硅酸鈣生產過程中的脫水方法。
背景技術：
高鋁粉煤灰是近些年來隨著我國西部煤炭資源的開發以及大型火力發電廠的建設出現的一種新的粉煤灰類型，其Al2O3含量通常可達50%左右。隨著鋁土礦資源的日益短缺，利用高鋁粉煤灰生產氧化鋁越來越受到人們的重視。在其技術開發中，會聯產出非晶態SiO2,并將提取的S^2進一步處理成活性硅酸鈣或者其他硅質產品，大幅增加了高鋁粉煤灰的利用價值。活性硅酸鈣產品要求即扣除結晶水含量后SiA含量為47% 47. 5%, CaO含量為46% 46. 5%左右，鈣硅摩爾比為1 1. 05,Fe2O3 < 0. 08%,白度> 94。這種硅酸鈣比表面積大，質輕，白度高可用作高分子填料、保溫材料、造紙增白劑、水泥添加劑、 生產硅酸鈣板、電廠煙氣脫硫及硅鈣肥等多個領域，需求量很大。從粉煤灰提取氧化鋁的研究中一直存在如何提取其中的硅鈣鹽的問題。傳統的提取氧化鋁的方法主要按添加劑的酸堿性分為酸法、減法和酸堿混合法。酸法生產的Al2O3純度較高，整個工藝過程中的成渣量少；堿法工藝較為簡單，比較適合于大規模生產；而酸堿混合法在將粉煤灰中超過90%的Al2O3提出的同時，也將其中的大部分SiO2提取出來，提出的SiO2K可以制作硅膠，也能進一步制備白炭黑。但是，這些方法都沒有合理利用非晶態SiO2，造成巨大的資源浪費。當前采用的技術路線成功的解決了充分提取硅鈣鹽的問題，首先用NaOH溶液脫出粉煤灰玻璃相以進一步提高粉煤灰Al/Si比，脫硅液添加石灰乳用來制備活性硅酸鈣并回收NaOH。脫硅后的粉煤灰可采用堿石灰燒結法制備氧化鋁，最后的殘渣硅鈣渣脫堿之后可用來生產水泥熟料。但是，目前活性硅酸鈣懸浮液采用加壓過濾后，濾餅含水率高達66%左右，使得后續工序干燥設備的負荷較大，耗能較高。在從粉煤灰生產氧化鋁聯產活性硅酸鈣的文獻中只提到活性硅酸鈣的質量達標，但沒有具體的方法來降低活性硅酸鈣過濾之后的濾餅水分。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對現有的背景技術而提出的活性硅酸鈣脫水方法，它的主要內容是針對活性硅酸鈣生產流程中過濾脫水這一部分，能夠使活性硅酸鈣的含水量降低12% (wt)左右，并且得到的產品滿足質量要求。本發明解決了上述技術問題所采用的技術方案為在活性硅酸鈣在進行干燥前，向活性硅酸鈣的懸浮液中加入陽離子表面活性劑， 充分混合后，經過加壓過濾脫水得到濾餅，陽離子表面活性劑的添加量為懸浮液質量分數的0.25^-0.75%,過濾壓力為0. 2 0. 4MPa,過濾介質材質為滌綸，過濾介質的平均孔徑小于5 μ m0 所述的陽離子表面活性劑選自季銨鹽類化合物。所述的加壓過濾所得濾液重復循環使用，重復4 5次加壓過濾使用循環濾液中表面活性劑添加量為懸浮液質量的 0. 10% 0. 15%。 經過加壓過濾脫水得到濾餅，所得濾液可以循環使用。與現有技術相比，本發明的優點在于采用新工藝后活性硅酸鈣懸浮液脫水后濾餅的含水量相對于原工藝降低12%左右，濾液循環可使表面活性劑充分利用，節約水資源， 并且保證活性硅酸鈣產品符合質量要求。
圖1 現有的活性硅酸鈣生產工藝流程2 本發明的流程示意圖
具體實施例方式下面結合實例對本發明作進一步的描述，但是應當說明的是，這幾個實施例僅用于說明本發明的系統和方法，而并不能將本發明的范圍局限于此。實施例1 如圖2所示的技術路線，在加壓過濾之前，向質量分數為10%的活性硅酸鈣懸浮液中加入陽離子表面活性劑十二烷基三甲基氯化銨，添加量為懸浮液質量分數的0. 25%, 混合均勻后，過濾，過濾壓力為0. 2MPa，介質材質為滌綸，過濾介質的平均孔徑小于5 μ m， 后續的4 5次添加量占懸浮液質量的0. 10%，經過加壓過濾得到的濾液循環使用，得到的濾餅含水率達到陽.88%，經過干燥后得到質量合格的活性硅酸鈣，即扣除結晶水含量后 SiO2含量為47% 47. 5%，CaO含量為46% 46. 5%左右，鈣硅摩爾比為1 1.05，Fii2O3
<0. 08%,白度> 94。實施例2:如圖2所示的技術路線，在加壓過濾之前，向質量分數為10%的活性硅酸鈣懸浮液中加入陽離子表面活性劑十二烷基三甲基氯化銨，添加量為懸浮液質量分數的0. 5%，混合均勻后，過濾，過濾壓力為0. 25MPa，介質材質為滌綸，過濾介質的平均孔徑小于5 μ m，后續的4 5次添加量占懸浮液質量的0. 13%，經過加壓過濾得到的濾液循環使用，得到的濾餅含水率達到08%，經過干燥后得到質量合格的活性硅酸鈣，S卩扣除結晶水含量后 SiO2含量為47% 47. 5%，CaO含量為46% 46. 5%左右，鈣硅摩爾比為1 1.05，Fii2O3
<0. 08%,白度> 94。實施例3 如圖2所示的技術路線，在加壓過濾之前，向質量分數為10%的活性硅酸鈣懸浮液中加入陽離子表面活性劑十二烷基三甲基氯化銨，添加量為懸浮液質量分數的0. 75%, 混合均勻后，過濾，過濾壓力為0. 3MPa,介質材質為滌綸，過濾介質的平均孔徑小于5 μ m, 后續的4 5次添加量占懸浮液質量的0. 15%，經過加壓過濾得到的濾液循環使用，得到的濾餅含水率達到53. 98%，經過干燥后得到質量合格的活性硅酸鈣，即扣除結晶水含量后 SiO2含量為47% 47. 5%，CaO含量為46% 46. 5%左右，鈣硅摩爾比為1 1.05，Fii2O3<0. 08%,白度> 94。實施例4 如圖2所示的技術路線，在加壓過濾之前，向質量分數為10%的活性硅酸鈣懸浮液中加入陽離子表面活性劑十二烷基三甲基氯化銨，添加量為懸浮液質量分數的0. 50%, 混合均勻后，過濾，過濾壓力為0. 3MPa,介質材質為滌綸，過濾介質的平均孔徑小于5 μ m, 后續的4 5次添加量占懸浮液質量的0. 15%，經過加壓過濾得到的濾液循環使用，得到的濾餅含水率達到55. 12%，經過干燥后得到質量合格的活性硅酸鈣，即扣除結晶水含量后 SiO2含量為47% 47. 5%，CaO含量為46% 46. 5%左右，鈣硅摩爾比為1 1.05，Fii2O3
<0. 08%,白度> 94。本發明的粉煤灰聯產活性硅酸鈣生產過程中的脫水方法，對于所屬領域的普通技術人員在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。所有相類似的替換和改動對本領域技術人員來說是顯而易見的， 他們都被視為包括在本發明精神、范圍和內容中。
權利要求
1.粉煤灰聯產活性硅酸鈣生產過程中的脫水方法，其特征是在活性硅酸鈣在進行干燥前，向活性硅酸鈣的懸浮液中加入陽離子表面活性劑，充分混合后，經過加壓過濾脫水得到濾餅，陽離子表面活性劑的添加量為懸浮液質量分數的0. 25% 0. 75%，過濾壓力為 0. 2 0. 4MPa,過濾介質材質為滌綸，過濾介質的平均孔徑小于5 μ m。
2.如權利要求1所述的脫水方法，其特征是所述的陽離子表面活性劑選自季銨鹽類化合物。
3.如權利要求1所述的脫水方法，其特征是所述的加壓過濾所得濾液重復循環使用，重復4 5次加壓過濾使用循環濾液中表面活性劑添加量為懸浮液質量的0. 10% 0. 15%。
全文摘要
本發明涉及粉煤灰聯產活性硅酸鈣生產過程中的脫水方法。在加壓過濾之前，向質量分數為10％的活性硅酸鈣懸浮液中加入陽離子表面活性劑，添加量為懸浮液質量分數的0.25％～0.75％，充分混合后，過濾壓力為0.2～0.4MPa，經過加壓過濾脫水，所得濾液可以循環使用，后續4～5次加壓過濾時陽離子表面活性劑的添加量為懸浮液質量分數的0.10％～0.15％，得到濾餅符合質量要求。本發明的優點在于采用新工藝后活性硅酸鈣懸浮液脫水后濾餅的含水量相對于原工藝降低12％左右，濾液循環可使表面活性劑充分利用，節約水資源，并且保證活性硅酸鈣產品符合質量要求。
文檔編號C01B33/24GK102417187SQ201110251049
公開日2012年4月18日 申請日期2011年8月29日 優先權日2011年8月29日
發明者劉麗艷, 朱國瑞, 譚蔚, 趙禮 申請人:天津大學