專利名稱:劣質(zhì)硅藻土制備高活性多用途精土與熟土的制作方法
本發(fā)明是以劣質(zhì)硅藻土為原料加工成熟土與精土的方法，以及該方法的產(chǎn)品及其用途。
國內(nèi)外關(guān)于硅藻土的應(yīng)用很廣泛，但其使用的原料多為SiO2含量較高的硅藻土。著名的美國加州硅藻土礦SiO2含量高達(dá)90%左右，我國長白硅藻土礦SiO2含量也達(dá)80～92%。一般情況下，被開發(fā)利用的硅藻土礦，其SiO2含量均不低于65%。
我國尋甸先峰礦區(qū)的硅藻土，儲量一億多噸，覆蓋于巨厚優(yōu)質(zhì)褐煤之上，又位于鐵路沿線附近，急待開采。但該硅藻土礦品位低、燒失量高，礦土中有用礦物SiO2的平均含量僅有52%左右;而礦土中的有機(jī)質(zhì)，水份、Fe2O3、Al2O3等雜質(zhì)含量卻很高，平均總含量為48%左右。
對于這種高燒失量型低品位的劣質(zhì)硅藻土礦，目前國內(nèi)外雖有利用，但采用的加工方法均屬高溫灼燒法。見〔US2701240〕，是在高于500℃的溫度條件下，煅燒制得熟土。雖然除去了有機(jī)質(zhì)，在顯微鏡下觀察，其硅藻殼未破壞，但實際上活性卻降低了。在已有技術(shù)中，以低品位高燒失量硅藻土為原料，采用低溫純化的方法，加工成高活性多用途熟土與精土的有關(guān)文獻(xiàn)至今尚未見報導(dǎo)。
本發(fā)明的目的在于提供一種以劣質(zhì)硅藻土為原料制備的高活性熟土與精土，以及研究出的一種經(jīng)濟(jì)簡便、可靠有效的制備方法，以充分開發(fā)礦山資源，提高其應(yīng)用價值。
本發(fā)明的內(nèi)容是一種高活性的熟土與精土制備方法，以及用該法制備出的高活性熟土與精土和它們的應(yīng)用。
本發(fā)明提出的高活性熟土與精土的制備方法是1.把硅藻土塊烘干、粉碎、磨細(xì)，使粒度達(dá)-80～-200目。
2.將上述磨細(xì)的原土粉裝入耐火容器內(nèi)，入爐低溫焙燒。
3.若對物料的精制要求較高或欲縮短焙燒時間，可將上述磨細(xì)的原土粉用水浸，并于攪拌狀態(tài)下加入干物料重量1.5～3%的三聚磷酸鈉〔Na5p3O10〕，水洗處理后，再入爐焙燒。
4.焙燒溫度為450～490℃，將磨細(xì)的原土粉或添加三聚磷酸鈉水選處理過的粉料入爐，焙燒3～9小時后出爐，經(jīng)自然冷卻，即可得到高活性熟土(經(jīng)加Na3p3O10水選處理的物料僅需焙燒3～4小時即可)。
5.在上述熟土中加入與其雜質(zhì)含量等當(dāng)量的酸，酸液量至少能浸沒熟土粉，在微沸狀態(tài)下煮1～2小時后，洗濾烘干，即可得到白色的高活性精土。
本發(fā)明制備出的高活性熟土與精土的成份范圍是(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的含量為4.21～7.5%，15次石灰吸收值為200～315毫克氧化鈣/克試樣，精土中活性二氧化硅含量為7.5～30%。15次石灰吸收值為250～346毫克氧化鈣/克試樣。
用本法制備的熟土與精土主要有以下用途1.本法制備的熟土，因反應(yīng)活性高，可直接作硅酸鈣制品的原料或活性硅質(zhì)原料。所制得的微孔硅酸鈣制品的化學(xué)成份及物理性能見表1。
上述微孔硅酸鈣制品技術(shù)性能與日本JIS2號-22標(biāo)準(zhǔn)對比見表2。
2.作塑料填料將本法制備的熟土作黑色絕緣塑料填料，精土作淺色電器用絕緣塑料填料，則生產(chǎn)的產(chǎn)品的體積電阻率是填充碳酸鈣塑料的11.54倍，制品絕緣性能良好。其測試數(shù)據(jù)如表3。
3.用本法精土制備水玻璃在常壓下，將本法制備的精土，根據(jù)所需水玻璃模數(shù)，按精土中SiO2含量及堿液中Na2O含量計算定量后，加到濃度為15～20%的NaOH溶液中，加溫，保持微沸1～2.5小時，即得到模數(shù)為1.5～2的水玻璃，其顏色呈微青灰透明。
4.作為脫色劑、脫臭劑、吸附劑、動植物油脂或有機(jī)溶劑的除酸劑。
本法生產(chǎn)的熟土或精土經(jīng)堿金屬的氫氧化物處理后，就容易與有機(jī)酸或者無機(jī)酸結(jié)合，因此能除去動植物油脂、有機(jī)溶劑中的酸分。它還能吸附膠質(zhì)不純物，并可以對石油及其它油脂脫色、脫臭。
本發(fā)明提出的制備方法與傳統(tǒng)的高溫煅燒法相比，具有工藝簡單、操作方便、技術(shù)效果好等優(yōu)點。它在焙燒中把天然硅藻土中的有機(jī)質(zhì)及附著水份除去，提高了SiO2含量的同時，又保留了天然硅藻土中無定形非結(jié)晶質(zhì)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，化學(xué)反應(yīng)活性提高，是一種高活性物質(zhì)。表4反映了本法制備的熟土的活性比較情況。
正因為本法制備的熟土活性高，因此用熟土進(jìn)一步加工為精土?xí)r，只需使用低濃度的酸，在常壓下加熱1～2小時大部份雜質(zhì)即可清除。而用傳統(tǒng)的高溫煅燒法制備的熟土，因活性低，在將其加工成精土?xí)r所用的HCl濃度應(yīng)為19%左右，H2SO4的濃度必須在47.5%左右，而且反應(yīng)時間至少需5～6小時，總酸用量比本法要多一倍。因此，本法具有加工成本低、酸洗時間短的優(yōu)點。
用本法制備的精土，因大部份雜質(zhì)清除后，硅藻殼相對富集，孔隙度加大，比表面提高，特別是未被晶化的非結(jié)晶質(zhì)SiO2的富集，使精土的活性大大提高。其活性SiO2的含量為27.16%，15次石灰吸收值為323.14毫克氧化鈣/克試樣，見表5。此外，從表中還可看出，其純度也比高溫煅燒法加工的精土高。
下面，以制備熟土與精土的幾個實施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實施例1將硅藻土塊烘干，粉碎為-80目原土粉，其中SiO2含量為53.93%。在490℃的溫度下焙燒8小時獲得如下主要化學(xué)成份的熟土(重量%)Loss 4.42 SiO269.41Fe2O36.21 Al2O315.24CaO 0.6 MgO 0.77其中活性SiO2的含量為6.92，15次石灰吸收值為310.86%，顏色是淡黃灰。
實施例2將-80目的原土粉浸入水中，在攪拌狀態(tài)下加入干物料重量3%的Na5p3O10，水選處理，洗濾，再將物料烘干后入爐，于490℃溫度下熔燒3.5小時，獲得如下主要化學(xué)成份的熟土(重量%)Loss 4.52 SiO269.91Fe2O36.2 Al2O314.64CaO 0.61 MgO 0.77其中活性SiO2含量為6.92，15次石灰吸收值為310.86%顏色是淡黃灰。
實施例3取上述兩種熟土中任一種，加入百分濃度為15%的HCl，加熱微沸1小時，然后洗濾烘干即獲得精土，其主要化學(xué)成份如下Loss 8.41 SiO277.04Fe2O31.03 Al2O38.22CaO 0.67 MgO 0.72其中活性SiO2含量為27.16，15次石灰吸收值為323.14%，
權(quán)利要求
1.一種用硅藻土制備高活性多用途熟土與精土的方法，其特征在于以下步驟(1)將硅藻土塊烘干粉碎，磨細(xì)為-80～-200目的原土粉；(2)將上述磨細(xì)的原土粉用水浸，并于攪拌狀態(tài)下加入干物料重量1.5～3%的三聚磷酸鈉[Na5P3O10]，水選處理；(3)在450～495℃的溫度條件下，將磨細(xì)的原土粉或添加了三聚磷酸鈉水選處理的粉料入爐，焙燒3～9小時后出爐，經(jīng)自然冷卻，即可得到高活性熟土；(4)在上述熟土中加入與其雜質(zhì)含量等當(dāng)量的酸，酸液量至少能浸沒熟土粉，在微沸狀態(tài)下煮1～2小時，洗濾烘干，得到高活性白色精土。
2.一種如權(quán)利要求
1所述的制備方法，其特征在于所用的硅藻土為我國尋甸先鋒礦區(qū)的硅藻土，其中SiO2的平均含量為52～65%，有機(jī)質(zhì)、Fe2O3、Al2O3等雜質(zhì)的平均含量為35～48%的低品位高燒失量型的硅藻土。
3.一種用硅藻土制備的高活性多用途熟土與精土，本發(fā)明的特征在于熟土的活性SiO2的含量為4.21～7.5%，精土的活性SiO2含量為7.5～30%，及其主要成份范圍各為(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.如權(quán)利要求
3所述的高活性多用途熟土與精土，其特征在于熟土的15次石灰吸收值為200～315毫克氧化鈣/克試樣，精土的15次石灰吸收值為250～346毫克氧化鈣/克試樣。
5.如權(quán)利要求
3或4所述的高活性熟土與精土，本發(fā)明在于將這種熟土或精土應(yīng)用于作硅酸鈣原料、塑料填料、制備水玻璃、脫色劑、脫臭劑、吸附劑、動植物油脂或有機(jī)溶劑的除酸劑和活性硅質(zhì)原料。
6.如權(quán)利要求
5所述的高活性熟土與精土的用途，其特征在于將精土加到濃度為15～20%的NaOH溶液中，加溫，保持微沸1～2.5小時，即得到模數(shù)為1.5～2的水玻璃。
專利摘要
一種用劣質(zhì)硅藻土制備的高活性多用途熟土與精土及其生產(chǎn)方法和用途。本發(fā)明是以SiO
文檔編號C01B33/20GK86107500SQ86107500
公開日1987年9月16日 申請日期1986年10月25日
發(fā)明者肖森 申請人:昆明市建筑材料科學(xué)研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan