用固硫灰渣制备二氧化硅凝胶研究.pdfVIP

文章编号：l007—046X(2015)06—0024—03 固废利用 用固硫灰渣制备二氧化硅凝胶研究 StudyofPreparationofSilicaGelwithSolidSulfurSlag 高振广，陈得友，李 振，宋远明 (烟台大学 环境与材料工程学院，山东烟台264005) 摘 要：将粉煤灰、固硫渣分别与碳酸钠混合 ，采用碱融酸浸法制备二氧化硅。借鉴利用粉煤灰制备二氧化硅的方 法，探讨从 固硫渣中制备二氧化硅凝胶方法的可行性。结果表明，从固硫渣中制备二氧化硅凝胶的方法是可 行的，并通过试验确定从 固硫渣 中制备二氧化硅凝胶的较优温度为800oC，固硫渣与Na：CO，的较优质量 比为 1：0．85。 关键词：粉煤灰 ；固硫渣 ；二氧化硅凝胶 ；碱融酸浸法 中图分类号 ：X773 TQ177．375 文献标志码 ：A 0 前 言 再次过滤，将滤渣烘干得到产物二氧化硅凝胶，最后用 XRD、IR进行表征。 我国是一个以煤炭为主要能源的国家，目前每年煤炭 消耗量约 12亿 t，平均每吨煤燃烧将产生250300kg的 1 试 验 粉煤灰和2030kg的固硫灰渣。随着用电量的不断增加， 粉煤灰和固硫灰渣的大量排放和处理成为了我国目前迫 1．1 原材料 切需要解决的问题…。 无水 Na，C0 (分析纯)、粉煤灰、固硫灰渣。试验所 目前对粉煤灰和固硫灰渣的利用大多在建筑材料如 用固硫灰渣来自大连某发电厂，粉煤灰来 自山东某发电 水泥或混凝土、交通工程中道路回填、农业中稳定土壤 厂，粒度为 200 目。表 1为试验所用固硫灰渣和粉煤灰 等方面I2]，产品附加值较低。粉煤灰和固硫灰渣中二氧化 的化学成分表。 硅含量较高，可以作为硅源制备二氧化硅凝胶产品。硅 表 1试验所用固硫渣和粉煤灰的化学成分 ％ 凝胶是一种非定型态的无机多聚体，比表面积大，具有 样品 SiO2Fe2O3A12O3CaO SO3游离氧化钙 烧失量 总量 良好的机械性能及热力学和化学稳定性 [3J，可作为金属离 固硫灰渣 63-36 7．50 11．54 4．211．83 0．25 7．64 96．33 子吸附剂、灭火剂I4J，并且在新型光学器件如透镜、激光 粉煤灰 51．30 11．60 23．20 2．70 1．90 0．40 7．44 99．17 器件及非线性光学材料等领域具有潜在的应用价值。 利用粉煤灰制备二氧化硅的方法有气相法和液相法 f51， 1．2 试验方法 而利用固硫灰渣来制备二氧化硅的研究却很少。固硫灰 1．2．1 霞石的制备 渣和粉煤灰同为燃煤产物且化学成分相近 l6_，因此利用固 取一定量固硫灰渣与 Na，c0混合均匀后置于炉中煅 硫灰渣来制备二氧化硅也应该是可行的研究方向。本试 烧，至设定温度后保温 1．5h，冷却到室温后得到烧结产 验是将粉煤灰、固硫灰渣分别与碳酸钠混合后锻烧，得 物霞石。粉煤灰、固硫灰渣、Na，c0 质量。锻烧温度以 到的霞石与浓硫酸反应后过滤，将滤液烘干得到硅胶， 及烧结产物见表2。 基金项 目：国家自然科学基金项 目和烟台大学科技创新项 目资助 24 coALASH 6／2015 表2 原料及不同反应条件 2．2 确定产生烧结产物 (霞石)的优化条件 2．2．1 锻烧温度的确定 图2为70