許多人誤以為微硅粉與硅微粉是同一種物質,實際上是有區(qū)別的。微硅粉是硅鐵和金屬硅冶煉的副產物,被廣泛應用于冶金球團、特種混凝土、特種水泥、耐火材料、化工產品等領域;而硅微粉是以石英石原礦直接研磨而成。微硅粉也稱為硅灰(或凝聚硅灰)。隨著環(huán)保力度的加強,微硅粉產量逐年增加,如果直接排放或堆棄,會造成環(huán)境污染和資源浪費,因此,如何資源化利用這些數量巨大的微硅粉已成為硅鐵冶煉企業(yè)急需解決的問題。微硅粉要實現綜合利用,需要通過磨粉機加工成細粉,桂林鴻程生產的硅灰磨粉機,為微硅粉的應用提供了更廣闊的途徑。 1、微硅粉的特征 微硅粉的主要化學成分為SiO2 ,其中的 SiO2主要以非結晶相(或無定形 SiO2)存在,含量≥80%、雜質成分少,比表面積為20~28㎡/g,粒度小于10μm的顆粒占80%以上,化學活性高,容易與堿反應,且具有質量輕、耐火度高、活性強等特點,被廣泛應用于建筑、耐火材料、冶金、陶瓷、化工等領域。 2、微硅粉的形成 硅粉是礦熱爐生產硅鐵合金和金屬硅過程中產生的Si和SiO氣體在煙道中與空氣氧化并迅速冷凝形成的粉塵 3、微硅粉的危害 微硅粉塵是一種顆粒細小、輕、易漂浮的可吸入顆粒,如果直接排放,會造成粉塵不易沉降, 漂浮于空氣中,嚴重影響人類健康和周邊環(huán)境。微硅粉塵顆粒被人體吸入后可直接進入肺部,會引起肺癌等塵病。 4、微硅粉的高附加值利用途徑 一般而言,微硅粉中SiO2的品位越高,其附加值越高。 (1)用于混凝土工業(yè) 摻微硅粉混凝土具有強度高、黏附與凝聚性能好和可增加成型厚度等特點。大跨度橋梁、海洋石油鉆井平臺等水利水電工程中,摻微硅粉混凝土可以改善其防滲性、防腐性和抗沖磨性。道路修建過程中,微硅粉可以較大程度上提高混凝土早期強度和耐磨性。 微硅粉能提高混凝土的抗壓、抗拉、抗沖擊強度和耐磨性能。這是由于微硅粉不參與固化反應,提高了混凝土中各組分間的粘結強度和密實度,減弱了Ca(OH)2的危害。微硅粉與樹脂易混合且不易團聚,能有效減少沉淀和分層。微硅粉塵能降低混凝土的膨脹和收縮率,對混凝土有良好的絕緣性和抗電弧性能。一般而言,摻微硅粉的混凝土與多數酸堿不進行化學反應,增強混凝土的抗腐蝕性。 (2)作為水泥摻和料 將微硅粉作為摻和材料用于生產特種水泥。摻微硅粉的特種水泥能制作成強度是普通混凝土2~3倍的致密度混凝土,其具有良好的耐磨性、耐腐蝕性、抗?jié)B性、絕緣性、抗凍性及對氯離子的阻擋性能等。 水泥的強度隨摻入微硅粉含量增加而顯著增加,微硅粉能有效提高水泥的密實性和割線彈性模量,顯著提高水泥的腐蝕阻力和蠕變性等,但水泥的吸水率和體積質量會降低。因此,將微硅粉摻入水泥時,要關注吸水率和體積質量降低的問題。 (3)用于耐火材料行業(yè) 微硅粉塵具有較高耐火度等優(yōu)良性質,被廣泛應用于耐火材料行業(yè),主要用來制備高溫陶瓷、鋼包料、高溫耐磨材料、透氣磚、耐火澆注料等。 微硅粉能提高耐火材料的流動性、體積密度和強度,改善耐火材料的凝聚性和高溫性能,延長耐火材料的使用壽命,可實現硅鐵和工業(yè)硅冶煉企業(yè)粉塵內部消化和清潔生產。 (4)冶金球團 在冶金行業(yè),多數企業(yè)將微硅粉作為一種返回料使用。將硅石和微硅粉混合造球礦作為電爐還原煉硅的原料,可以實現硅回收率正常,單位產品能耗不變。用水將微硅粉潤濕、造塊制成4cm左右的球團不需要焙燒、干燥等可直接進行電爐還原熔煉。球團也可進行高溫燒結,燒結過程中沒有爆裂等問題,產品燒結礦強度較高。 將微硅粉和紙漿廢液混合制成球團,進行電爐還原熔煉,生產證明由于該球團比普通料的強度大,在運輸過程中不容易破碎。將電爐煉硅濕法回收的微硅粉料漿作為返回硅源,與鉻礦混合造球,生產表明微硅粉能增強鉻礦球團的黏結性。 (5)制備納米白炭黑(納米SiO2) 張德懿等以低品位微硅粉為硅源,通過“酸浸提純—HF 酸溶解—水解—干燥”工藝制備出品位大于97%的納米SiO2,其BET比表面積和平均粒徑分別為210㎡/g和90nm。裴新意等把微硅粉加入生石灰中煅燒后酸浸制備白炭黑,制備出純度99.9%、平均粒徑11.15μm、白度為96的白炭黑。朱慧仙等以微硅粉和氧化鈣為原料,經混酸加HF除鐵、高溫煅燒和水溶等步驟制備出穩(wěn)定性良好的酸性硅溶膠。 不過,利用微硅粉塵制備白炭黑的研究主要集中在制備工藝、產品純度和性能控制等方面,然而生產出來的產品是沉淀白炭黑,與氣相法生產的白炭黑性能差距較大。 (6)制備金屬硅 BARATI等以品位97.5%的微硅粉為硅源,通過酸浸、低溫煅燒、鎂熱還原、還原后酸浸等步驟制備金屬硅。所制備的金屬硅中硅含量大于99%,B和P含量分別小于3g/t和12g/t,其質量優(yōu)于冶金硅,是制備太陽能級硅的優(yōu)質原料。因此,采用微硅粉制備金屬硅對于其高值化利用是一個重要方向。 (7)制備高性能吸附劑 微硅粉比表面積大和孔隙發(fā)達,有較強的吸附作用。由微硅粉制備的吸附材料對重金屬、CO2和油氣等有良好的吸附作用,可以預見微硅粉制備的吸附材料在廢水、廢氣、廢液等治理方面有廣泛的應用。將高污染粉塵變成治理環(huán)境的高效試劑,這是微硅粉高值化利用的重大創(chuàng)新。 (8)制備凝膠材料 由于微硅粉可以通過高溫煅燒或者堿溶制備水玻璃,因此,不論是以微硅粉還是水玻璃為硅源制備硅氣凝膠,都能實現微硅粉高附加值利用。微硅粉為硅源制備的硅氣凝膠氣孔率高、強度大、密度低、隔熱性能好,而且無毒的特點、有望廣泛應用于航空航天、建筑、醫(yī)藥等行業(yè)。 微硅粉的利用應重點關注微硅粉資源化、綜合化和高值化利用,對微硅粉進行深加工提高其理化性能,使其廣泛應用在電子、航空航天、醫(yī)藥、彩色輪胎、牙膏、橡膠等領域。 資料來源:《張金梁, 盧萍, 楊桂生,等.微硅粉性能表征與綜合利用研究現狀分析.礦冶:116-122.2020,(04)》,由【粉體技術網】編輯整理
988
- 1煤氣成分與熱值監(jiān)測-陜北大型能源化工企業(yè)氣體濃度與熱值監(jiān)測項目
- 2無鹵低煙阻燃材料中炭黑含量檢測結果異常情況的分析
- 3GB 36246-2018中小學合成材料面層運動場地全文
- 4ASTM-D638-2003--中文版-塑料拉伸性能測定方法
- 5GBT 15065-2009 電線電纜用黑色聚乙烯塑料
- 6GB_T2951.41-2008電纜和光纜絕緣和護套材料通用試驗方法
- 7GBT 13021-2023 聚烯烴管材和管件 炭黑含量的測定 煅燒和熱解法
- 8PEG熔融相變溫度測試
- EVA型熱熔膠書刊裝訂強度檢測與質量控制研究
- 自動熱壓機的發(fā)展趨勢是怎樣的?
- 用戶論文集 ▏化學吸附 ▏銥-錸共沉積乙醇處理后SiO2載體催化劑應用在甘油氫解反應
- 為什么近期單壁碳納米角(CNH)的研究進展值得關注?
- 為什么介孔SiO2在藥物遞送領域的應用越來越多?
- FRITSCH飛馳球磨——不銹鋼介導的水中球磨條件下定量H2生成實驗研究
- 為什么MoS2在催化領域的研究進展值得關注?
- 飛納臺式掃描電鏡助力納米纖維在心血管組織再生中的研究
- 磷酸化修飾鬼臼果多糖的制備及生物活性
- DSR論文解讀:Advanced Science News 報道中科院長春應化所新型非鉑催化材料研究成果
- High-throughput preparation, scale up and solidification of andrographolide nanosuspension using hummer acoustic resonance technology(納米混懸劑制備的前瞻性技術 - 蜂鳥聲共振)
- 掃描電鏡優(yōu)秀論文賞析|飛納臺式掃描電鏡電極材料上的應用
- 掃描電鏡論文賞析-干旱影響楊樹葉片及次生木質部發(fā)育的分子機制
- 壓實度與密實度的區(qū)別
- 振實密度和壓實密度的關系
- 勃姆石專用氣流粉碎機分級機打散機