I fumi di silice sono spesso usati come cemento o additivo concreto nel settore edile, che può riempire i pori tra le particelle di cemento e migliorare efficacemente le sue proprietà di compressione e ritenzione idrica. Il componente principale dei fumi di silice è il biossido di silicio, ma contiene anche ferro, alluminio e altre impurità di ossido, al fine di aumentare il contenuto di biossido di silicio nei fumi di silice, è necessario purificarlo, quindi quali sono i metodi di purificazione dei fumi di silice?
Metodo di lisciviazione acida (purificazione acida)
La purificazione acida si riferisce all'uso di silice insolubile in caratteristiche acide, l'uso della lisciviazione acida o del lavaggio acido e altri metodi per dissolvere le impurità di ossidi metallici nei fumi di silice per raggiungere lo scopo di purificazione.
Il metodo di lisciviazione acida rimuove principalmente le impurità di ossidi metallici nei fumi di microsilice, in particolare utilizzando l'acido per reagire con le impurità di ossido metallico nei fumi di microsilice in determinate condizioni di reazione. Nel processo di lisciviazione acida, la principale equazione chimica che si verifica è la seguente.
Fe2O3+6HCl→2FeCl3+3H2O
Al2O3+6HCl→2AlCl3+3H2O
MgO+2HCl→MgCl2+H2O
CaO+2HCl→CaCl2+H2O
Na2O+2HCl→2NaCl+H2O
K2O+2HCl→2KCl+H2O
Gli esperimenti ortogonali condotti sulle condizioni di depurazione Fumi di microsilice mediante acido cloridrico ha dimostrato che la purezza della silice campione ottenuta è stata raggiunta 92.79% con una dimensione delle particelle di 96.6 nm e una superficie specifica di 23.81 m2/g con un rapporto solido-liquido (g/mL) Di 3:200, aggiungendo acido cloridrico con una frazione in massa di 20% e agitando la reazione a 300 r/min for 3 ore, e la dimensione delle particelle del campione purificato era più uniforme. Lo studio sulla rimozione delle impurità di ossidi metallici nei fumi di microsilice mediante processo di lisciviazione acida ha dimostrato che il tasso di rimozione delle impurità di calcio metallico mediante acido nitrico era pari a 93.82%, e il tasso di rimozione delle impurità metalliche di magnesio mediante acido solforico era 70.38%, ma l'effetto di rimozione dell'acido nitrico e dell'acido solforico sul potassio e sul calcio era scarso, mentre l'effetto di rimozione dell'acido cloridrico sul potassio, calcio e magnesio erano nel mezzo, quindi era più adatto scegliere l'acido cloridrico come solvente di lisciviazione acida.
Il processo di purificazione dell'acido è altamente operativo e può migliorare in larga misura la qualità dei fumi di silice, ma la grande quantità di acido utilizzata provocherà un grave inquinamento dell'ambiente, e il metodo migliorerà anche la resistenza agli acidi dell'attrezzatura di processo, resistenza alla corrosione e altri requisiti prestazionali, che aumenterà indirettamente i costi operativi delle imprese e ridurrà l’efficienza economica.
Metodo di calcinazione ad alta temperatura
Il metodo di calcinazione ad alta temperatura è il fumo di silice per la calcinazione ad alta temperatura, quindi quel carbonio, zolfo, cenere, materia volatile e altre impurità di ossidi non metallici sotto forma di stato gassoso per la rimozione, dove le ceneri e le sostanze volatili sono costituite principalmente da fumi di silice nel processo di raccolta o trasporto adsorbimento di fibre o particelle fini nell'aria, che verrà anch'esso rimosso con la calcinazione dei Fumi di Silice ad alte temperature.
Purificazione ad umido
La purificazione a umido si riferisce alla preparazione dei fumi di silice con acqua in una soluzione di impasto liquido, regolazione del pH della soluzione di impasto minerale con acido cloridrico per modificare la carica superficiale dei fumi di silice, aumentare il coefficiente di espansione e l'assorbimento d'acqua dei fumi di silice, ridurre il fenomeno di agglomerazione dei fumi di silice, e rendere le impurità facili da separare, il flusso del processo è il seguente.
Fumi di microsilice → liquame → modifica (precipitazione delle impurità) → raccolta → essiccazione → prodotto purificato
Gli esperimenti dimostrano che se viene utilizzato il metodo in due fasi per purificare e rimuovere le impurità, quando la temperatura è di 80 ℃, the settling time is 4 ore, e la velocità di agitazione è di 160 giri/min, raggiunge il tasso di rimozione delle impurità del ferro 99.1% e il tasso di rimozione delle impurità dell'alluminio raggiunge 82.3%. La modifica superficiale del Micro Silica Fume utilizzando acido cloridrico, e quindi purificazione della lisciviazione acida in due fasi utilizzando acido cloridrico e acido solforico, rispettivamente, può preparare la nano-silice sferica con 98.3% purezza.
La purificazione a umido è facile da usare, simple equipment, low production cost, and less acid, e la combinazione con la purificazione acida può migliorare ulteriormente la qualità dei prodotti Micro Silica Fume.
Metodo di purificazione per flocculazione
Il metodo di flocculazione consiste nell'utilizzare la diversa bagnabilità della superficie di ciascuna particella componente nella pasta (i.e., la differenza nella forza del fenomeno interfacciale dell'interazione tra la superficie solida e l'acqua), aggiungendo l'apposito flocculante per separare i diversi componenti delle particelle, in modo da raggiungere lo scopo di separare la silice dalle impurità, in essence, is a flotation method, il flusso del processo è il seguente.
Fumi di silice → liquame → miscelazione, flocculazione → precipitazione e separazione → essiccazione → prodotti di purificazione
Studiando gli effetti di tipo flocculante, dosaggio, pH e tempo di sedimentazione sull'effetto purificante, i risultati hanno mostrato che la frazione di massa di silice in Micro Silica Fume è aumentata da 74% A 91% quando il disperdente polivinilpirrolidone è stato aggiunto a 80 g/t, the solution pH was 5.3, il flocculante oleato di sodio è stato aggiunto a 1824 g/t e il tempo di sedimentazione è stato di 50 minuti.
Attualmente, ci sono relativamente pochi studi sul metodo di flocculazione. Come un nuovo processo di purificazione, il metodo di flocculazione non richiede tante apparecchiature di processo quanto il metodo di lavaggio acido, e la domanda di acido non è grande. Tuttavia, the method has problems such as insufficient purification effect, low utilization rate of adjusting agent and many waste by-products, which need to be further studied and solved.
Infatti, in the normal production of Silica Fume, in addition to its purification process, sometimes in order to meet the requirements of the use of Silica Fume encryption process, meaning that it is to improve its density.
