微硅粉在莫來石合成中的研究
微硅粉(又稱硅灰或凝聚硅灰),是在冶煉硅鐵或工業硅過程中產生的氣相物質經過濾、氧化、冷凝、沉淀而形成。微硅粉中的二氧化硅屬于無定型物質,活性高,顆粒細小,比表面積大,具有優良的理化性能,廣泛應用于建筑、冶金、高級保溫材料等行業。
本文采用流化床法結合酸洗法對微硅粉進行提純實驗研究,分別探討了微硅粉酸洗除雜過程中各因素(反應溫度、反應時間、酸濃度、固液比)以及流化除雜過程中各因素(反應溫度、反應時間、反應氣氛)對微硅粉純度的影響。通過實驗對比提純效果得出以下結論:采用先酸洗后流化提純方式進行提純,酸洗條件下:反應溫度為140℃,反應時間為60min,鹽酸濃度為6mol/L,固液比為1g:8.3mL。流化條件下:反應溫度為700℃,反應時間為3.0h,反應氣氛為空氣氣氛。經過提純后,微硅粉純度由原來的81.62％提高到94.33%,此時雜質含量分別為:游離碳從1.25%到0.075%,三氧化二鐵從2.42%到0.54%,三氧化二鋁從0.46到0.25%,氧化鈣從1.30%到0.34%,氧化鎂從4.50%到2.92%,氧化鉀從1.30%到1.66%,氧化鈉從0.84%到0.88%。
同時,本文對微硅粉的化合態進行了探討,通過分析微硅粉的形成過程以及通過二氧化硅與雜質氧化物的相圖,得到微硅粉中各種物質存在的化合態。將提純后的微硅粉用于莫來石粉末的合成,其中考慮的因素有反應溫度、反應時間。通過實驗得出結論:反應溫度1400℃,反應時間2h,得到穩定的莫來石粉末。
