غالبًا ما يستخدم دخان السيليكا كأسمنت أو خليط الخرسانة في صناعة البناء, والتي يمكن أن تملأ المسام بين جزيئات الأسمنت وتحسن بشكل فعال خصائص الضغط واحتباس الماء. المكون الرئيسي لأبخرة السيليكا هو ثاني أكسيد السيليكون, ولكنه يحتوي أيضًا على الحديد, شوائب الألومنيوم وأكسيد أخرى, من أجل زيادة محتوى ثاني أكسيد السيليكون في دخان السيليكا, من الضروري تنقيته, إذن ما هي طرق تنقية دخان السيليكا?
طريقة ترشيح الحمض (تنقية الحمض)
تشير تنقية الحمض إلى استخدام السيليكا غير القابلة للذوبان في الخصائص الحمضية, استخدام الترشيح الحمضي أو الغسيل الحمضي وطرق أخرى لإذابة شوائب أكسيد الفلز في دخان السيليكا لتحقيق غرض التنقية.
تزيل طريقة ترشيح الحمض بشكل أساسي شوائب أكسيد المعدن في دخان السيليكا الدقيق, على وجه التحديد باستخدام حمض للتفاعل مع شوائب أكسيد المعدن في Micro Silica Fume تحت ظروف تفاعل معينة. في عملية النض الحمضي, المعادلة الكيميائية الرئيسية التي تحدث هي كما يلي.
Fe2O3+6HCl→2FeCl3+3H2O
Al2O3+6HCl→2AlCl3+3H2O
MgO + 2HCl → MgCl2 + H2O
CaO + 2HCl → CaCl2 + H2O
Na2O+2HCl→2NaCl+H2O
K2O + 2HCl → 2KCl + H2O
التجارب المتعامدة التي أجريت على شروط التطهير دخان السيليكا الصغير بواسطة حمض الهيدروكلوريك أن درجة نقاء عينة السيليكا التي تم الحصول عليها وصلت 92.79% بحجم جسيم يبلغ 96.6 نانومتر ومساحة محددة من 23.81 م 2 / جم بنسبة سائلة صلبة (ز / مل) من 3:200, إضافة حمض الهيدروكلوريك بكسر كتلة من 20% وإثارة رد الفعل في 300 ص / دقيقة ل 3 ساعات, وكان حجم الجسيمات للعينة النقية أكثر اتساقًا. أظهرت الدراسة التي أجريت على إزالة شوائب أكسيد المعدن في Micro Silica Fume عن طريق عملية الترشيح الحمضي أن معدل إزالة شوائب معدن الكالسيوم بواسطة حامض النيتريك كان مرتفعًا مثل 93.82%, وكان معدل إزالة شوائب معدن المغنيسيوم بواسطة حامض الكبريتيك 70.38%, لكن تأثير إزالة حامض النيتريك وحمض الكبريتيك على البوتاسيوم والكالسيوم كان ضعيفًا, بينما تأثير إزالة حمض الهيدروكلوريك على البوتاسيوم, كان الكالسيوم والمغنيسيوم في الوسط, لذلك كان من الأنسب اختيار حمض الهيدروكلوريك كمذيب للحمض.
عملية تنقية الأحماض عملية للغاية ويمكن أن تحسن جودة دخان السيليكا إلى حد كبير, لكن الكمية الكبيرة من الأحماض المستخدمة ستسبب تلوثًا خطيرًا للبيئة, وستعمل الطريقة أيضًا على تحسين المقاومة الحمضية لمعدات العملية, مقاومة التآكل ومتطلبات الأداء الأخرى, مما سيزيد بشكل غير مباشر من تكاليف تشغيل الشركات ويقلل من الكفاءة الاقتصادية.
طريقة التكليس بدرجة حرارة عالية
طريقة التحميص عند درجات الحرارة العالية هي دخان السيليكا للتكليس في درجات حرارة عالية, لذلك هذا الكربون, كبريت, رماد, مادة متطايرة وشوائب أكسيد غير فلزية أخرى على شكل حالة غازية للإزالة, حيث يكون الرماد والمواد المتطايرة في الغالب من السيليكا., والتي ستتم إزالتها أيضًا بتكلس دخان السيليكا في درجات حرارة عالية.
التنقية الرطبة
يشير مصطلح التنقية الرطبة إلى تحضير دخان السيليكا بالماء في محلول ملاط معدني, تعديل الأس الهيدروجيني لمحلول الطين المعدني بحمض الهيدروكلوريك لتغيير شحنة السطح لبخار السيليكا, زيادة معامل التمدد وامتصاص الماء لبخار السيليكا, تقليل ظاهرة تكتل دخان السيليكا, ويجعل الشوائب سهلة الفصل, تدفق العملية على النحو التالي.
دخان السيليكا الصغير ← ملاط ← تعديل (ترسيب النجاسة) ← جمع ← تجفيف ← منتج منقى
تظهر التجارب أنه إذا تم استخدام الطريقة المكونة من خطوتين لتنقية وإزالة الشوائب, عندما تكون درجة الحرارة 80 ℃, وقت الاستقرار 4 ساعات, وسرعة التحريك 160r / min, يصل معدل إزالة الشوائب من الحديد 99.1% ومعدل إزالة الشوائب من الألمنيوم يصل 82.3%. تعديل سطح دخان السيليكا الدقيقة باستخدام حمض الهيدروكلوريك, ثم تنقية الترشيح من خطوتين باستخدام حمض الهيدروكلوريك وحمض الكبريتيك, على التوالى, يمكن تحضير كروية نانو سيليكا مع 98.3% نقاء.
التنقية الرطبة سهلة التشغيل, معدات بسيطة, تكلفة إنتاج منخفضة, وأقل حمضية, ويمكن أن يؤدي الجمع بين تنقية الأحماض إلى تحسين جودة منتجات Micro Silica Fume.
طريقة تنقية التلبد
طريقة التلبد هي استخدام قابلية التبلل المختلفة لسطح كل جسيم مكون في اللب (بمعنى آخر., الاختلاف في قوة الظاهرة البينية للتفاعل بين السطح الصلب والماء), إضافة مادة الندف المناسبة لفصل المكونات المختلفة للجسيمات, وذلك لتحقيق الغرض من فصل السيليكا عن الشوائب, المضمون, هي طريقة تعويم, تدفق العملية على النحو التالي.
دخان السيليكا ← ملاط ← خلط, التلبد ← الترسيب والفصل ← التجفيف ← منتجات التنقية
من خلال دراسة تأثيرات نوع الندف, جرعة, درجة الحموضة ووقت الاستقرار على تأثير التنقية, أظهرت النتائج أن نسبة كتلة السيليكا في دخان السيليكا الدقيقة قد زادت من 74% إلى 91% عندما تمت إضافة مادة البولي فينيل بيروليدون المشتتة عند 80 جم / طن, كان الحل pH 5.3, تمت إضافة أوليات الصوديوم الندفية عند 1824 جم / طن ووقت الترسيب 50 دقيقة.
في الوقت الحالي, هناك دراسات قليلة نسبيًا حول طريقة التلبد. كعملية تنقية جديدة, لا تتطلب طريقة التلبد قدرًا كبيرًا من معدات المعالجة مثل طريقة الغسل الحمضي, والطلب على الحامض ليس كبيرا. لكن, الطريقة بها مشاكل مثل تأثير التنقية غير الكافي, معدل استخدام منخفض لعامل الضبط والعديد من المخلفات الثانوية, التي تحتاج إلى مزيد من الدراسة والحل.
في الواقع, في الإنتاج الطبيعي لأبخرة السيليكا, بالإضافة إلى عملية تنقيتها, في بعض الأحيان من أجل تلبية متطلبات استخدام تشفير دخان السيليكا معالجة, بمعنى أنه من أجل تحسين كثافته.
