本發明涉及一種硬硅鈣石及其制備方法和應用,屬于保溫材料技術領域。
背景技術:
輕質硅酸鈣保溫材料具有質量輕、防火、耐高溫、隔音隔熱性能好、強度高、尺寸穩定、裝飾性好、原料廣泛、加工設備簡單、能量消耗低等優點,因此可廣泛應用于石油、化工、電力、冶金、建材等領域。硬硅鈣石(6cao·6sio2·h2o)是輕質硅酸鈣保溫材料的主要原料,其結構屬于單斜晶系,微觀結構為棱鏡狀晶體或纖維狀聚集體。
傳統的硬硅鈣石主要是由石英砂、硅藻土經細磨處理后作為硅質原料,以石灰、電石渣等作為鈣質原料,然后將鈣質原料和硅質原料按照一定的cao/sio2摩爾比混合后在150~400℃下經動態水熱合成反應得到。采用上述方法,需要對原料進行粉磨加工,且反應過程中液固比較高,反應時間較長,導致物耗和能耗都較高。并且,在反應過程中,容易發生原料反應不完全的問題,得到的硬硅鈣石晶體的晶化程度較差。
根據粉煤灰硅鋁伴生的特性,目前已開發出利用粉煤灰中非晶態二氧化硅資源,使用高鋁粉煤灰提取氧化鋁聯產過程中的粉煤灰預脫硅工藝制備的粉煤灰脫硅液作為硅質原料,然后配以石灰乳混合均勻后進行動態水熱合成反應制備硬硅鈣石的新工藝,該工藝主要包括如下的苛化反應和晶化反應兩個過程:
ca(oh)2+na2sio3→casio3+2naoh(苛化反應)
6casio3+h2o→6cao·6sio2·h2o(晶化反應)
這種工藝,粉煤灰脫硅液作為硅質原料,其中的sio2以游離[h2sio]4-陰離子基團形式溶解于氫氧化鈉溶液;石灰乳作為鈣質原料,其中的微細ca(oh)2顆粒以ca(h2o)5(oh)+的形式微溶于水中形成懸濁液,有類似于膠體的特性,因此硅質原料和鈣質原料的反應近似于液-液反應。由于上述兩種原料都具備較高的活性和溶解性,因而有利于使反應更充分與徹底,液固比和能耗都較低,并且硬硅鈣石產物的晶體發育也較好。并且,由于上述工藝使用固體廢棄物作為原料,因為降低了輕質硅酸鈣保溫材料的成本。
雖然采用粉煤灰脫硅液與石灰乳經動態水熱合成反應制備硬硅鈣石具有上述諸多優勢,但是如果采用上述硬硅鈣石為原料制備輕質硅酸鈣保溫材料,容易出現輕質硅酸鈣保溫材料在成型后強度和耐久性不高的問題。因此,如何改進硬硅鈣石的制備工藝,改善輕質硅酸鈣保溫材料的應用性能,是目前需要解決的實際問題。
技術實現要素:
針對現有技術中的上述缺陷,本發明提供一種硬硅鈣石及其制備方法和應用,通過在以粉煤灰脫硅液和石灰乳為原料制備硬硅鈣石的過程中增加靜洗和攪洗的步驟,有效控制了硬硅鈣石產物中所附著的堿,使得到的硬硅鈣石晶須發育更良好,長徑比和結晶程度都更高,因而能夠提高輕質硅酸鈣保溫材料成型后的強度和耐久性。
本發明首先提供了一種硬硅鈣石的制備方法,包括如下步驟:
1)將粉煤灰脫硅液與石灰乳進行反應,得到硅酸鈣漿料;
2)對硅酸鈣漿料實施靜洗;
3)對靜洗后的硅酸鈣漿料進行水熱合成反應,得到硬硅鈣石漿料;
4)對硬硅鈣石漿料實施攪洗;
5)對攪洗后的硬硅鈣石漿料實施干燥處理,得到硬硅鈣石;
其中,
靜洗包括:使用熱水對硅酸鈣漿料進行逆向洗滌,直至靜洗后的硅酸鈣漿料中以na2o計的堿含量為3wt%~6wt%;
攪洗包括:向硬硅鈣石漿料中通入二氧化碳氣體,隨后使用熱水進行逆向洗滌,直至攪洗后的硬硅鈣石漿料中以na2o計的堿含量小于1wt%。
現有以粉煤灰脫硅液和石灰乳為原料直接經動態水熱合成反應制備得到的硬硅鈣石在用于輕質硅酸鈣保溫材料時,容易出現輕質硅酸鈣保溫材料成型后的強度和耐久性不高的問題。發明人經過研究,分析產生上述問題的原因可能是:在動態水熱合成反應的同時,會生成氫氧化鈉,且粉煤灰脫硅液中也會含有氫氧化鈉。氫氧化鈉能夠同時作為激發劑和活性劑參與到硬硅鈣石合成的全過程中,具體是可以促進二氧化硅晶體的溶解和硬硅鈣石晶核的形成及晶體的發育,從而能夠提高硬硅鈣石的生成效率并保證結晶程度。但是在動態水熱合成反應結束后,如果氫氧化鈉不能從反應體系中有效脫除,一方面會造成氫氧化鈉在硬硅鈣石乃至輕質硅酸鈣保溫材料中的殘留,這部分堿在輕質硅酸鈣保溫材料長期使用過程中,會從中間向外表面緩慢滲透出來,造成類似硅酸鹽水泥行業“返堿”的情況;另一方面,氫氧化鈉作為一種堿激發劑,還會對硬硅鈣石晶須造成腐蝕和晶須切斷的副作用,使硬硅鈣石晶須的長徑比下降,并降低結晶程度,如圖1和圖2所示。上述因素,均會對輕質硅酸鈣保溫材料成型后的強度和耐久性造成負面影響。因此,本發明在以粉煤灰脫硅液與石灰乳為原料制備硬硅鈣石的過程中,增加了靜洗和攪洗的工藝步驟,在不影響動態水熱合成反應的同時,降低硬硅鈣石產物中攜帶的殘堿含量,避免了氫氧化鈉對硬硅鈣石晶體的危害,也避免了后續“返堿”現象的發生,從而提高了輕質硅酸鈣保溫材料成型后的強度和耐久性。
具體的,在硬硅鈣石制備過程中,上述步驟1),實際上是粉煤灰脫硅液與石灰乳混合并進行苛化反應,生成水化硅酸鈣(c-s-h)和氫氧化鈉的過程,即得到的硅酸鈣漿料中含有水化硅酸鈣和氫氧化鈉。本發明對于步驟1)中的具體工藝不做特別限定,可采用本領域常規的技術手段。在本發明一具體實施方式中,步驟1)具體包括:
將粉煤灰脫硅液與石灰乳按照cao/sio2摩爾比為0.95~1.05的比例混合,然后在60~95℃下反應45~120min,得到硅酸鈣漿料;
其中,粉煤灰脫硅液中na2o濃度為30~80g/l,sio2濃度為40~60g/l,石灰乳中cao濃度為150~220g/l。
上述na2o和sio2的濃度,是以na2o和sio2為準,計量粉煤灰脫硅液中氫氧化鈉和硅酸鈉的濃度;上述cao的濃度,是以cao為準計量石灰乳中氫氧化鈣的濃度。
本發明對于上述粉煤灰脫硅液的來源不做特別限定,比如可以是高鋁粉煤灰提取氧化鋁聯產過程中的粉煤灰預脫硅工藝制備的粉煤灰脫硅液。在本發明一具體實施方式中,是將高鋁粉煤灰加入到14wt%~20wt%的氫氧化鈉溶液中形成漿液,并控制氫氧化鈉與高鋁粉煤灰干基的質量比為(0.45~0.70):1,然后在溫度為100~140℃下進行脫硅反應1~3h,最后對反應產物進行固液分離,得到的固體產物作為生產氧化鋁的原料,液體產物即為粉煤灰脫硅液。可以理解,為了使粉煤灰脫硅液達到上述苛化反應對原料的要求,還包括對得到的粉煤灰脫硅液的濃度進行適當調整。
本發明對于上述石灰乳的來源不做特別限定,可商購,也可自行制備。在本發明一具體實施方式中,是將采石場得到的石灰石經過破碎、洗石、分級后,控制尺寸為75~150mm,然后在立窯中使用20~40mm無煙煤進行煅燒,得到的石灰過篩去掉煤渣(灰)和小粒石灰及石灰粉塵后,破碎為10~30mm的顆粒,隨后與溫度為55~65℃的溫水按照石灰:水質量比為1:(4~6)混合進行消化,消化完成后使用熱水進行稀釋,然后經過三級篩和旋液分離器后得到石灰乳。
本發明中,對硅酸鈣漿料實施靜洗,實際上是通過逆向洗滌,以去除硅酸鈣漿料中的氫氧化鈉,并控制靜洗后的硅酸鈣漿料中氫氧化鈉的含量。本發明對于逆向洗滌的具體工藝不做特別限定,只要使靜洗后的硅酸鈣漿料中以na2o計的堿(naoh)含量為3~6wt%。在本發明一具體實施過程中,是使用相對于絕干硅酸鈣漿料的4~6倍體積的熱水,分2~4次對硅酸鈣漿料進行逆向洗滌,其中熱水的溫度為86~95℃。
靜洗完成后分別收集靜洗后的硅酸鈣漿料以及靜洗洗滌液。其中,靜洗洗滌液實際上就是氫氧化鈉溶液,經過進一步蒸法、濃縮后,可作為化工原料使用。
進一步地,為促進靜洗效率,通常靜洗過程在維持攪拌下進行,并控制攪拌速度為200~300rpm,攪拌時間為25~60min。
靜洗完成后,即可對靜洗后的硅酸鈣漿料實施后續的水熱合成反應,使水化硅酸鈣經晶化反應得到硬硅鈣石。本發明對于步驟3)的具體工藝不做特別限定,采用本領域常規的水熱合成工藝即可。在本發明一具體實施方式中,步驟3)具體包括:
將靜洗后的硅酸鈣漿料在水熱高壓反應釜內升溫至180~240℃,隨后在180~220℃下保溫1~5h,得到硬硅鈣石漿料,
其中,上述靜洗后的硅酸鈣漿料的液固質量比為(20~30):1,升溫時的攪拌速度為100~400rpm,保溫時的攪拌速度50~200rpm。
本發明對于上述升溫速率不做嚴格控制,可根據水熱高壓反應釜的性能合理設定。在本發明具體實施過程中,通常升溫時間控制在1~3h。
可以理解,在步驟3)之前,可以首先對靜洗后的硅酸鈣漿料進行調整,使其中的液固質量比達到(20~30):1,然后在水熱反應釜內進行水熱合成反應。
經過了水熱合成反應后得到的硬硅鈣石漿料中,含有硬硅鈣石和氫氧化鈉。本發明通過對硬硅鈣石漿料實施攪洗處理,實際上是通過在硬硅鈣石漿料中通入二氧化碳,使二氧化碳與氫氧化鈉發生反應得到碳酸鈉,隨后通過逆向洗滌除去碳酸鈉的過程。本發明對于步驟4)的具體工藝參數不做特別限定,只要控制攪洗后的硬硅鈣石漿料中以na2o計的堿(碳酸鈉)含量小于1wt%即可,通常控制攪洗后的硬硅鈣石漿料中以na2o計的堿含量小于0.5wt%。在本發明一具體實施方式中,對硬硅鈣石漿料實施攪洗,具體包括:
向液固質量比為(10~25):1的硬硅鈣石漿料中通入二氧化碳氣體,維持硬硅鈣石漿料的溫度為60~80℃,二氧化碳氣體的體積濃度≥38%,每立方米硬硅鈣石漿料中二氧化碳氣體的通氣量為80~125l/min;
隨后使用相對于絕干硬硅鈣石漿料的4~6倍體積的熱水,分2~4次進行逆向洗滌,其中,熱水溫度為86~95℃。
進一步地,為促進攪洗效率,還可以使攪洗過程(包括通入二氧化碳氣體和逆向洗滌的過程)在維持攪拌下進行,控制攪拌速度為350~550rpm,攪拌時間為30~60min。
可以理解,在步驟4)之前,可以首先對硬硅鈣石漿料進行調整,使其中的液固質量比達到(10~25):1,然后實施攪洗。
在上述攪洗過程中,通過通入過量的二氧化碳,使硬硅鈣石漿料中的氫氧化鈉完全轉化為碳酸鈉,在本發明具體實施過程中,可以在通入二氧化碳的過程中不斷監測硬硅鈣石漿料的堿性變化情況,待硬硅鈣石漿料的堿性基本不發生變化,即可停止通入二氧化碳,并實施后續的逆向洗滌。
攪洗完成后收集分別收集攪洗后的硬硅鈣石漿料以及攪洗洗滌液。其中,攪洗洗滌液實際是碳酸鈉溶液,經過進一步蒸法、濃縮后,可作為化工原料使用。
本發明對于步驟5)的具體工藝不做特別限定,可以采用本領域常規的干燥方式,對攪洗后的硬硅鈣石漿料實施干燥處理,得到硬硅鈣石。比如可以在大于100℃的溫度下,比如105~110℃下,對攪洗后的硬硅鈣石漿料實施烘干處理,得到硬硅鈣石。
本發明還提供一種采用上述方法制備得到的硬硅鈣石。由于在制備過程中實施了靜洗和攪洗,有效控制了硬硅鈣石產物中攜帶的殘堿濃度,在不影響硬硅鈣石的合成效率的前提下,還使硬硅鈣石晶須發育更好,長徑比和結晶程度都高于傳統工藝得到的硬硅鈣石。
本發明還提供上述硬硅鈣石在制備輕質硅酸鈣保溫材料中的應用。
本發明對于以硬硅鈣石為原料制備輕質硅酸鈣保溫材料的具體工藝方法不做特別限定,可采用本領域常規的方法,比如可采用中國專利申請cn201310541465.3或cn201310541465.3中記載的方法。在本發明具體實施過程中,是在步驟4)中得到的攪洗后的硬硅鈣石漿料中加入1~3%的纖維增強原料和0.5~3%的水玻璃,然后經壓濾、脫水、成型、脫模和烘干,得到輕質硅酸鈣保溫材料。具體包括如下步驟:
將步驟4)中得到的攪洗后的硬硅鈣石漿料泵送到中間槽,然后向中間槽內加入3%的玻璃纖維和約2%的水玻璃,攪拌均勻后泵送到壓濾機成機中,在5000t的壓力下保載1.5min成型,最后將成型后的輕質硅酸鈣保溫材料在隧道窯內105℃左右的溫度下烘干18h,得到最終產品。
本發明提供了一種硬硅鈣石的制備方法,通過在以粉煤灰脫硅液和石灰乳為原料制備硬硅鈣石的過程中增加了靜洗和攪洗的步驟,以有效控制硬硅鈣石產物中所附著的堿濃度,從而使硬硅鈣石的晶體發育更加良好,提高了硬硅鈣石晶須的長徑比和結晶程度。并且,上述制備方法操作簡單,高效易行,具有較大的推廣應用價值。
本發明還提供了一種采用上述方法制備得到的硬硅鈣石。由于嚴格控制了硬硅鈣石產物中殘堿含量,因而避免了氫氧化鈉對硬硅鈣石晶體結構的危害,所以相對于以粉煤灰脫硅液和石灰乳為原料直接經動態水熱合成反應制備得到的硬硅鈣石,本發明中提供的硬硅鈣石,晶體發育更加良好,且具有更高長徑比的晶須及更高的結晶程度。
本發明還提供了上述硬硅鈣石在制備輕質硅酸鈣保溫材料中的應用。由于硬硅鈣石產物中攜帶的殘堿含量得以有效控制,避免了“返堿”現象的發生,并且由于硬硅鈣石具有良好的晶體結構,因此使輕質硅酸鈣保溫材料產品的各項性能均能達到《gb/t10699-1998硅酸鈣絕熱制品》的相關要求,并且,與現有技術制得的輕質硅酸鈣保溫材料相比,具有更低的導熱系數,尤其是在高溫段,二者導熱系數的差異更為明顯。同時,其結構強度也有了明顯提高。所以,采用本發明提供的方法制得的硬硅鈣石為原料,有效提高了輕質硅酸鈣保溫材料成型后的強度和耐久性。
附圖說明
圖1是采用傳統工藝制備得到的硬硅鈣石的低倍掃描電鏡照片;
圖2是采用傳統工藝制備得到的硬硅鈣石的高倍掃描電鏡照片;
圖3是本發明實施例1中硬硅鈣石的制備工藝流程圖;
圖4是本發明實施例1中制得的硬硅鈣石的低倍掃描電鏡照片;
圖5是本發明實施例1中制得的硬硅鈣石的高倍掃描電鏡照片。
具體實施方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚,下面將結合本發明實施中的附圖,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
實施例1
一種硬硅鈣石的制備方法,如圖1所示,包括如下步驟:
1)向100lna2o濃度為30g/l、sio2濃度為40g/l的粉煤灰脫硅液中,在攪拌情況下加入24.89lcao濃度為150g/l的石灰乳(相當于cao/sio2摩爾比約為1.0),攪拌速度為50rpm,溫度保持60℃,反應時間45min,反應完成后,繼續維持攪拌15min后,直至硅酸鈣漿料的堿性不變化。
2)使用30.9l熱水(即熱水相對絕干硅酸鈣漿料的4倍體積)分2次進行逆向洗滌,熱水溫度為86℃,分別收集靜洗后的硅酸鈣漿料和靜洗洗滌液(即氫氧化鈉溶液),靜洗洗滌液通過蒸發、濃縮后,可作為化工原料使用。
3)調整靜洗后的硅酸鈣漿料,使液固質量比約為l/s=20,然后在水熱高壓反應釜內升溫至220℃,升溫及反應時間控制為8h,攪拌速度300rpm,隨后在210℃下保溫4h,攪拌速度200rpm,反應完成后降到室溫,得到硬硅鈣石漿料。
4)調整硬硅鈣石漿料中的液固質量比為l/s=10,在維持攪拌下通入體積濃度為38%的二氧化碳氣體,硬硅鈣石漿料的溫度控制在60℃,攪拌速度為350rpm,每立方米硬硅鈣石漿料中co2通氣量80l/min,不斷監測漿料的堿性變化,0.5h后,硬硅鈣石漿料的堿性基本不再發生變化,使用30.9l熱水(即熱水相對絕干硬硅鈣石漿料的4倍體積)分2次進行逆向洗滌,熱水溫度為86℃,分別收集攪洗后的硬硅鈣石漿料和攪洗洗滌液(碳酸鈉溶液),通過蒸發、濃縮后,可作為化工原料使用,攪洗后的硬硅鈣石漿料中na2o質量濃度為0.26%。
5)在105℃下烘干攪洗后的硬硅鈣石漿料,得到硬硅鈣石。
圖4和圖5分別是實施例1制備得到的硬硅鈣石在不同放大倍數下的掃描電鏡照片,與現有的以粉煤灰脫硅液和石灰乳為原料直接經動態水熱合成反應制備得到的硬硅鈣石相比(參考圖1和圖2),本實施例制得的硬硅鈣石,晶須發育更加良好,長徑比更高,且結晶程度也更高。
采用中國專利申請cn201310541465.3實施例1中記載的方法,以本實施例制備得到的硬硅鈣石為原料,制備輕質硅酸鈣保溫材料產品,具體包括:
首先將步驟4)中得到的攪洗后的硬硅鈣石漿料泵送到中間槽,然后向中間槽內加入3%的玻璃纖維和約2%的水玻璃,攪拌均勻后泵送到壓濾機成機中,在5000t的壓力下保載1.5min成型,最后在隧道窯內105℃左右的溫度下烘干18h,得到輕質硅酸鈣保溫材料產品。
按照gb11968-2006標準中的方法對上述輕質硅酸鈣保溫材料產品的性能進行測試,測試結果參見表1。根據表1可知,本實施例的輕質硅酸鈣保溫材料,其各項性能均高于《gb/t10699-1998硅酸鈣絕熱制品》中的相關要求,尤其是在高溫段的導熱系數,遠遠低于標準要求。所以,該輕質硅酸鈣保溫材料在成型后的強度和耐久性都較好。
實施例2
一種硬硅鈣石的制備方法,包括如下步驟:
1)向100lna2o濃度為80g/l、sio2濃度為60g/l的粉煤灰脫硅液中,在攪拌情況下加入25.45lcao濃度為220g/l的石灰乳(相當于cao/sio2摩爾比為1.0),攪拌速度為150rpm,溫度保持95℃,反應時間1.5h,反應完成后,維持攪拌反應時間15min后,直至硅酸鈣漿料的堿性不變化。
上述粉煤灰脫硅液采用如下方法制得:將粉煤灰加入到18wt%的氫氧化鈉溶液中形成漿液,并控制氫氧化鈉與粉煤灰干基的質量比為0.60:1,在溫度為120℃下進行脫硅反應2h,反應結束后對脫硅漿液進行固液分離,得到的液體即為粉煤灰脫硅液。
上述石灰乳采用如下方法制得:將采石場得到的石灰石經過破碎、洗石、分級后,控制尺寸為75~150mm,然后在立窯中使用20~40mm無煙煤進行煅燒,得到的石灰過篩去掉煤渣(灰)和小粒石灰及石灰粉塵后,破碎為10~30mm的顆粒,隨后與溫度為60℃的溫水按照石灰:水質量比為1:5混合進行消化,消化完成后使用熱水進行稀釋,然后經過三級篩和旋液分離器后得到石灰乳。
2)使用69.6l熱水(即熱水相對絕干硅酸鈣漿料為6倍)分4次進行逆向洗滌,熱水溫度為95℃,洗滌后分別收集靜洗后的硅酸鈣漿料和靜洗洗滌液(實際是氫氧化鈉溶液),靜洗洗滌液通過蒸發、濃縮后,可作為化工原料使用。
3)調整靜洗后的硅酸鈣漿料,使液固質量比約為l/s=30,然后進行攪拌,在水熱高壓反應釜內升溫至200℃,升溫及反應時間控制為7h,攪拌速度200rpm,隨后在約200℃下保溫4h,攪拌速度約為200rpm,反應完成后降到室溫,得到后得到硬硅鈣石漿料。
4)調整硬硅鈣石漿料中的液固質量比為l/s=25,在維持攪拌下通入體積濃度為42%的二氧化碳氣體,硬硅鈣石漿料的溫度控制在80℃,攪拌速度為550rpm,每立方米硬硅鈣石漿料中co2通氣量125l/min,不斷監測漿料的堿性變化,1h后,硬硅鈣石漿料的堿性不變化,使用69.6l熱水(即熱水相對絕干硬硅鈣石漿料的6倍)分4次進行逆向洗滌,熱水溫度為95℃,分別收集攪洗后的硬硅鈣石漿料和攪洗洗滌液,其中攪洗洗滌液為碳酸鈉溶液,通過蒸發、濃縮后,可作為化工原料使用,攪洗濾液中na2o質量濃度為0.18%。
5)在105℃下烘干攪洗濾液,得到硬硅鈣石。
對實施例2得到的硬硅鈣石進行表征,其掃描電鏡照片與實施例1中硬硅鈣石的掃描電鏡照片基本相同。與現有的以粉煤灰脫硅液和石灰乳為原料直接經動態水熱合成反應制備得到的硬硅鈣石相比(參考圖1和圖2),采用本實施例的方法制備得到的硬硅鈣石,晶須發育良好,長徑比更高,且結晶程度也更高。
采用中國專利申請cn201310541465.3實施例1中記載的方法,以本實施例制備得到的硬硅鈣石為原料,制備輕質硅酸鈣保溫材料產品,具體包括:
首先將步驟4)中得到的攪洗后的硬硅鈣石漿料中泵送到中間槽,然后向中間槽內加入3%的玻璃纖維和約2%的水玻璃,攪拌均勻后泵送到壓濾機成機中,在5000t的壓力下保載1.5min成型,最后在隧道窯內105℃下烘干18h,得到輕質硅酸鈣保溫材料產品。
按照gb11968-2006標準中的方法對上述輕質硅酸鈣保溫材料產品的性能進行測試,測試結果參見表1。根據表1可知,本實施例的輕質硅酸鈣保溫材料,其各項性能均高于《gb/t10699-1998硅酸鈣絕熱制品》中的相關要求,尤其是在高溫段的導熱系數,遠遠低于標準要求。所以,該輕質硅酸鈣保溫材料在成型后的強度和耐久性都較好。
對照例1
對照例1采用中國專利zl201310547109.2中實施例1記載的方法制備硬硅鈣石漿料,具體包括:
首先分別制得sio2濃度為2.99g/l的精制脫硅液和cao濃度為2.79g/l的石灰乳液,然后將精制脫硅液和石灰乳液混合均勻,控制混合液中的水固比約為25:1,鈣硅摩爾比為1.0,在水熱高壓反應釜內升溫至220℃,升溫及反應時間控制為5h,攪拌速度350rpm,最后在200℃下保溫2h,攪拌速度100rpm,反應完成后降到室溫,得到硬硅鈣石漿料。
以上述硬硅鈣石漿料為原料,采用與實施例1中完全一致的方法制得輕質硅酸鈣保溫材料,其性能測試結果如表1所示。由表1可知,以粉煤灰脫硅液和石灰乳為原料,直接經動態水熱合成反應制備得到的硬硅鈣石在用于輕質硅酸鈣保溫材料時,雖然其各項性能都能達到相關標準要求,但是其結構強度和保溫性能都低于本發明實施例1中的輕質硅酸鈣保溫材料,尤其是在高溫段,對照例1的輕質硅酸鈣保溫材料的導熱系數明顯高于本發明實施例1的輕質硅酸鈣保溫材料。
對照例2
首先采用與實施例1中步驟1)完全一致的方法制備得到硅酸鈣漿料,然后不經步驟2)的靜洗,直接實施實施例1中的步驟3),得到硬硅鈣石漿料。
以上述硬硅鈣石漿料為原料,采用與實施例1中完全一致的方法制得輕質硅酸鈣保溫材料,其性能測試結果如表1所示。
由表1可知,在硬硅鈣石制備過程中,未經靜洗和攪洗,最終制得的輕質硅酸鈣保溫材料的結構強度和保溫性能雖然能夠達到相關標準要求,但是其抗壓強度和抗折強度遠低于本發明實施例1中的輕質硅酸鈣保溫材料;其保溫性能,尤其是在高溫段下的導熱系數,明顯高于實施例1中的輕質硅酸鈣保溫材料。
最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本發明的技術方案,而非對其限制;盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明,本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。