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微硅粉在制备高性能材料中的应用研究

发布时间:2020-09-15人气:119
硅灰是一种工业烟尘的回收产物,主要是硅铁冶炼产生的烟尘经过过滤后,过滤下来的二氧化硅与其他氧化物冷却凝聚后就是硅灰,因其主要的组成是二氧化硅,而且粒径极细,所以又叫做微硅粉,除了在水泥混凝土中大量使用外,还有多种研究使用硅灰来制备高性能材料,这里小编为大家整理了几种硅灰在制备高性能材料中的应用,以供大家参考。
  

  一、硅灰制备纳米白炭黑

  
  目前利用硅灰制备白炭黑的研究主要集中在制备工艺、产品纯度和性能控制等方面,然而生产出来的产品是沉淀白炭黑,与气相法生产的白炭黑性能差距较大,具体的研究成果如下:
  1、以低品位硅灰为硅源,通过“酸浸提纯一HF酸溶解一水解一干燥”工艺制备出品位大于97%的纳米SiO2,其BET比表面积和平均粒径分别为210m²/g和90nm。
  2、把硅灰加入生石灰中煅烧后酸浸制备白炭黑,制备出纯度99.9%、平均粒径11.15μm、白度为96的白炭黑。
  3、以硅灰和氧化钙为原料,经混酸加HF除铁、高温煅烧和水溶等步骤制备出稳定性良好的酸性硅溶胶。
  4、以品位为93.05%的硅灰为原料,经600℃灼烧除碳、盐酸酸洗初步除杂、HF溶解玻璃态外壳除杂、HC1和H2SO4两步循环酸浸除杂、干燥等步骤制备出纯度为98.3%的球形纳米SiO2。
  5、以硅灰为主要原料,通过酸洗提高硅灰比表面积,结合粘结剂、造孔剂等制备出新型吸附材料,研究表明其具有良好的吸附性能。



  二、硅灰制备金属硅

  
  硅灰制备金属硅的研究主要是以品位97.5%的硅灰为硅源,通过酸浸、低温煅烧、镁热还原、还原后酸浸等步骤制备金属硅。所制备的金属硅中硅含量大于99%,B和P含量分别小于3g/t和12g/t,其质量优于冶金硅,是制备太阳能级硅的优质原料。因此,采用硅灰制备金属硅对于其高值化利用是一个重要方向。
  

  三、硅灰制备高性能吸附剂

  
  硅灰比表面积大和孔隙发达,有较强的吸附作用,所以利用硅灰制备的吸附材料在废水、废气、废液等治理方面将有广泛的应用,目前已知的这方面研究如下:
  1、将提纯后的硅灰合成MCM-41介孔分子筛,其孔径为2~5nm,对吸附去除重金属有良好的作用。
  2、以硅灰和碳酸锂为原料,通过高温煅烧制备了硅酸锂吸附材料,对CO2有良好的的吸附作用。
  3、将硅灰溶解制备水玻璃,通过溶胶-凝胶法合成的疏水性硅胶,可用于吸附油气回收。
  

  四、在凝胶材料中的应用

  
  由于硅灰可以通过高温煅烧或者碱溶制备水玻璃,因此,不论是以硅灰还是水玻璃为硅源制备硅气凝胶,都能实现硅灰高附加值利用。硅灰为硅源制备的硅气凝胶气孔率高、强度大、密度低、隔热性能好,而且无毒的特点、有望广泛应用于航空航天、建筑、医药等行业。
  1、将硅灰掺入氧化钙煅烧后,采用加酸-溶胶凝胶方法制得粒度分布窄和高纯度的硅气凝胶。
  2、以水玻璃为硅源,通过加酸-溶胶凝胶法制备出硅气凝胶。
  3、在水玻璃中掺入石棉绒纤维,通过碳化-干燥制备出硅气凝胶,其具有很好的强度和隔热性能。
  

  通过以上这些硅灰在制备高性能材料中的应用研究可以看出,将硅灰资源化、综合化和高值化利用,对硅灰进行深加工提高其理化性能,是主要的研究方向,而这些研究所采用的硅灰质量也都有所不同,这对不同规格的硅灰利用都有着积极意义。我司通过与多个科研院所合作,专业生产各种质量、各种规格、各种用途的硅灰产品,可以充分满足不同领域和行业的使用需求,如有需要可以在我们的网站留言,或者拨打客服电话进行详细咨询。

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