Silica Fume is often used as cement or phụ gia bê tông in the construction industry, có thể lấp đầy các lỗ rỗng giữa các hạt xi măng và cải thiện hiệu quả các đặc tính giữ nước và nén của nó. Thành phần chính của Silica Fume là silicon dioxide, nhưng cũng chứa sắt, nhôm và các tạp chất oxit khác, để tăng hàm lượng silicon dioxide trong Silica Fume, nó là cần thiết để làm sạch nó, vậy các phương pháp thanh lọc Silica Fume là gì?
Phương pháp lọc axit (thanh lọc axit)
Tinh chế axit đề cập đến việc sử dụng silica không hòa tan trong các đặc tính axit, việc sử dụng lọc axit hoặc rửa axit và các phương pháp khác để hòa tan các tạp chất oxit kim loại trong Silica Fume để đạt được mục đích tinh chế.
Phương pháp lọc axit chủ yếu loại bỏ các tạp chất oxit kim loại trong Micro Silica Fume, đặc biệt bằng cách sử dụng axit để phản ứng với các tạp chất oxit kim loại trong Micro Silica Fume trong các điều kiện phản ứng nhất định. Trong quá trình lọc axit, phương trình hóa học chính xảy ra như sau.
Fe2O3+6HCl→2FeCl3+3H2O
Al2O3+6HCl→2AlCl3+3H2O
MgO+2HCl→MgCl2+H2O
CaO+2HCl→CaCl2+H2O
Na2O+2HCl→2NaCl+H2O
K2O+2HCl→2KCl+H2O
Các thí nghiệm trực giao được thực hiện trên các điều kiện tinh chế Micro Silica Fume bằng axit clohydric cho thấy độ tinh khiết của mẫu silica thu được đạt 92.79% với kích thước hạt 96.6 nm và diện tích bề mặt riêng của 23.81 m2/g ở tỷ lệ rắn-lỏng (g/mL) của 3:200, thêm axit clohydric với một phần trăm khối lượng của 20% và khuấy phản ứng ở 300 r/phút cho 3 giờ, và kích thước hạt của mẫu tinh khiết đồng đều hơn. The study on the removal of metal oxide impurities in Micro Silica Fume by acid leaching process showed that the removal rate of calcium metal impurity by nitric acid was as high as 93.82%, and the removal rate of magnesium metal impurity by sulfuric acid was 70.38%, but the removal effect of nitric acid and sulfuric acid on potassium and calcium was poor, while the removal effect of hydrochloric acid on potassium, calcium and magnesium was in the middle, vì vậy sẽ phù hợp hơn khi chọn axit clohydric làm dung môi lọc axit.
Quá trình tinh chế axit có tính vận hành cao và có thể cải thiện đáng kể chất lượng của Silica Fume, nhưng lượng axit sử dụng lớn sẽ gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng, và phương pháp này cũng sẽ cải thiện khả năng kháng axit của thiết bị xử lý, chống ăn mòn và các yêu cầu hiệu suất khác, sẽ gián tiếp làm tăng chi phí hoạt động của doanh nghiệp, giảm hiệu quả kinh tế.
Phương pháp nung nhiệt độ cao
Phương pháp nung ở nhiệt độ cao là Silica Fume để nung ở nhiệt độ cao, sao cho cacbon, lưu huỳnh, tro, chất dễ bay hơi và các tạp chất oxit phi kim loại khác ở dạng khí để loại bỏ, trong đó tro và các chất dễ bay hơi chủ yếu là Silica Fume trong quá trình thu gom hoặc vận chuyển hấp phụ các sợi hoặc các hạt mịn trong không khí, cũng sẽ bị loại bỏ khi nung Silica Fume ở nhiệt độ cao.
thanh lọc ướt
Tinh chế ướt đề cập đến việc điều chế Silica Fume với nước thành dung dịch bùn khoáng, điều chỉnh độ pH của dung dịch bùn khoáng bằng axit clohydric để thay đổi điện tích bề mặt của Silica Fume, tăng hệ số giãn nở và hút nước của Silica Fume, giảm hiện tượng kết tụ của Silica Fume, và làm cho các tạp chất dễ dàng tách ra, dòng quy trình như sau.
Micro Silica Fume → bùn → sửa đổi (kết tủa tạp chất) → thu gom → sấy khô → sản phẩm tinh khiết
Thực nghiệm cho thấy nếu dùng phương pháp hai bước để tinh chế và loại bỏ tạp chất, khi nhiệt độ là 80℃, thời gian giải quyết là 4 giờ, và tốc độ khuấy là 160r/min, tỷ lệ loại bỏ tạp chất của sắt đạt 99.1% và tỷ lệ loại bỏ tạp chất của nhôm đạt 82.3%. Biến tính bề mặt của Micro Silica Fume sử dụng axit clohydric, và sau đó tinh chế lọc bằng axit hai bước bằng axit clohydric và axit sunfuric, tương ứng, có thể điều chế nano-silica hình cầu với 98.3% sự tinh khiết.
Thanh lọc ướt dễ vận hành, thiết bị đơn giản, chi phí sản xuất thấp, và ít axit hơn, và sự kết hợp với quá trình tinh chế bằng axit có thể cải thiện hơn nữa chất lượng của các sản phẩm Micro Silica Fume.
phương pháp làm sạch keo tụ
Phương pháp keo tụ là sử dụng khả năng thấm ướt khác nhau của bề mặt từng hạt thành phần trong bột giấy (I E., sự khác biệt về cường độ của hiện tượng giao thoa của tương tác giữa bề mặt rắn và nước), thêm chất keo tụ thích hợp để tách các thành phần khác nhau của các hạt, để đạt được mục đích tách silica khỏi tạp chất, về bản chất, là phương pháp tuyển nổi, dòng quy trình như sau.
Silica Fume → bùn → trộn, keo tụ → kết tủa và tách → sấy khô → sản phẩm tinh chế
Qua nghiên cứu ảnh hưởng của loại chất keo tụ, liều lượng, pH và thời gian lắng ảnh hưởng đến hiệu quả thanh lọc, kết quả cho thấy phần khối lượng silica trong Micro Silica Fume tăng từ 74% đến 91% khi chất phân tán polyvinylpyrrolidone được thêm vào ở mức 80g/t, pH của dung dịch là 5.3, natri oleate keo tụ được thêm vào với tốc độ 1824g/t và thời gian lắng là 50 phút.
Hiện tại, có tương đối ít nghiên cứu về phương pháp keo tụ. Là một quá trình thanh lọc mới, phương pháp keo tụ không yêu cầu nhiều thiết bị xử lý như phương pháp rửa axit, và nhu cầu về axit không lớn. Tuy nhiên, phương pháp có các vấn đề như hiệu quả thanh lọc không đủ, tỷ lệ sử dụng chất điều chỉnh thấp và nhiều sản phẩm phụ thải, cần được tiếp tục nghiên cứu và giải quyết.
Trong thực tế, trong quá trình sản xuất Silica Fume bình thường, ngoài quá trình thanh lọc của nó, đôi khi để đáp ứng nhu cầu sử dụng Mã hóa Silica Fume quá trình, có nghĩa là nó là để cải thiện mật độ của nó.
