利用水合硅酸钠钙渣回收碱并用于制备硅灰石纳米粉体的实验研究

现代地质 ›› 2011, Vol. 25 ›› Issue (1): 163-168.

利用水合硅酸钠钙渣回收碱并用于制备硅灰石纳米粉体的实验研究

王晓艳¹,马鸿文¹,俞子俭²,王霞¹

1中国地质大学矿物材料国家专业实验室，北京100083； 2陕西大秦矿业有限公司，陕西西安710065

出版日期:2011-02-24 发布日期:2011-02-27
通讯作者: 马鸿文，男，教授，博士生导师，1952年出生，岩石学、矿物学、矿床学专业，主要从事矿物材料科学及制备技术、硅酸盐体系化学平衡与材料设计、结晶岩热力学与相平衡领域的教学与研究。
作者简介:王晓艳,女, 硕士研究生，1984年出生，材料科学与工程专业，主要从事矿物材料学及制备技术研究。 Email：xy_wang128@126.com。
基金资助:
“十一五”国家科技支撑计划课题(2006BAD10B04)。

An Experimental Study on Preparation of Nanocrystalline Wollastonite Powders from Sodium-Calcium Siliceous Hydration Residue

WANG Xiao-Yan¹, MA Hong-Wen¹, YU Zi-Jian², WANG Xia¹

National Laboratory of Mineral Materials, China University of Geosciences, Beijing100083, China

Online:2011-02-24 Published:2011-02-27

摘要/Abstract

摘要：

从高硅含铝原料霓辉正长岩中提取氧化铝时，硅以水合硅酸钠钙的形式排出。实验研究了水合硅酸钠钙渣的高效利用技术。利用水合硅酸钠钙自身的水解作用和在NaOH溶液中使之分解两种方法来回收其中的Na2O，所得NaOH溶液经蒸发浓缩后可循环利用。回收碱后剩余的固体渣用来制备硅灰石粉体。实验得出回收碱的优化条件为温度180 ℃，起始溶液的Na2O浓度为20 g/L，液固比为4∶1，洗涤6~7次。在此条件下，碱回收率可达90%以上。对回收碱后所得固体渣进行差热-热重分析，确定制备硅灰石粉体的煅烧温度。在820 ℃下煅烧2 h，制得颗粒尺寸为50~100 nm的α-CaSiO3纳米粉体，对其反应机理进行了初步的探讨。

关键词: 非水溶性钾矿；高压水化学法；回收碱；硅钙渣；&alpha, -硅灰石

Abstract:

This study is focused on the efficient utilization technique of sodium-calcium siliceous hydration residue, which is remained after treating the high silicon aluminum-containing materials aegirineaugite syenite. The alkali of sodium-calcium siliceous hydration was recycled by its self- hydrolysis and decomposition in NaOH solution. The obtained diluted NaOH solution can be recycled after being concentrated. The influences of temperature, L/S ratio, initial Na2O concentration and washing times were experimentally investigated. The alkali recovery proportion is up to 90% at the conditions of 180 ℃, L/S ratio 4∶1, initial Na2O concentration 20 gram per litre and washing six to seven times. According to the differential thermal analysis and thermogravimetry of the solid residue remained after alkali recovery, the calcination temperature of preparing wollastonite is 820 ℃. Nano-crystalline wollastonite-2M was prepared, with particle size range from 50 to 100 nm, and its reaction mechanism was discussed.

Key words: insoluble potassium ore, high pressure hydrochemical process, alkali recovery, calcium silicate residue, α-wollastonite

中图分类号:

X75
TQ170.4

王晓艳, 马鸿文, 俞子俭, 王霞. 利用水合硅酸钠钙渣回收碱并用于制备硅灰石纳米粉体的实验研究[J]. 现代地质, 2011, 25(1): 163-168.

WANG Xiao-Yan, MA Hong-Wen, YU Zi-Jian, WANG Xia. An Experimental Study on Preparation of Nanocrystalline Wollastonite Powders from Sodium-Calcium Siliceous Hydration Residue[J]. Geoscience, 2011, 25(1): 163-168.

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