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硅粉的净化方法有哪些?

中国微硅粉

硅粉通常用作水泥或 混凝土外加剂 在建筑行业, 可以填充水泥颗粒之间的孔隙,有效提高其抗压和保水性能. 微硅粉的主要成分是二氧化硅, 但还含有铁, 铝和其他氧化物杂质, 以提高微硅粉中二氧化硅的含量, 有必要净化它, 那么硅粉净化方法有哪些?

酸浸法 (酸纯化)

酸纯化是指利用二氧化硅不溶于酸的特性, 采用酸浸或酸洗等方法溶解硅粉中的金属氧化物杂质,达到提纯的目的.

酸浸法主要去除微硅粉中的金属氧化物杂质, 具体是用酸在一定的反应条件下与微硅粉中的金属氧化物杂质发生反应. 在酸浸过程中, 发生的主要化学方程式如下.

Fe2O3+6HCl→2FeCl3+3H2O

Al2O3+6HCl→2AlCl3+3H2O

MgO+2HCl→MgCl2+H2O

CaO+2HCl→CaCl2+H2O

Na2O+2HCl→2NaCl+H2O

K2O+2HCl→2KCl+H2O

纯化条件下的正交实验 微硅粉 经盐酸酸洗表明所得样品二氧化硅纯度达到 92.79% 粒径为 96.6 nm 和比表面积 23.81 固液比 m2/g (克/毫升) 的 3:200, 加入盐酸,质量分数为 20% 并在以下温度下搅拌反应物 300 转/分对于 3 小时, 且纯化后的样品粒径更加均匀. 酸浸工艺去除微硅粉中金属氧化物杂质的研究表明,硝酸对金属钙杂质的去除率高达 93.82%, 硫酸对金属镁杂质的去除率为 70.38%, 但硝酸、硫酸对钾、钙的去除效果较差, 而盐酸对钾的去除效果, 钙和镁在中间, 因此选择盐酸作为酸浸溶剂更为合适.

酸提纯工艺操作性强,可以很大程度上提高硅粉的质量, 但大量使用酸会对环境造成严重污染, 该方法还将提高工艺设备的耐酸性, 耐腐蚀等性能要求, 会间接增加企业的运营成本,降低经济效益.

高温煅烧法

高温煅烧法是硅粉进行高温煅烧, 使碳, 硫, 灰, 以气态形式去除挥发物和其他非金属氧化物杂质, 其中灰分和挥发物大部分是硅粉,在收集或运输过程中吸附空气中的纤维或细颗粒, 硅粉高温煅烧也可去除.

湿法净化

湿法净化是指将硅粉加水配制成矿浆溶液, 用盐酸调节矿浆溶液的pH值,改变硅粉的表面电荷, 增加微硅粉的膨胀系数和吸水率, 减少微硅粉的结块现象, 并使杂质易于分离, 工艺流程如下.

微硅粉→浆料→改性 (杂质沉淀) → 收集 → 干燥 → 纯化品

实验表明,如果采用两步法纯化去除杂质, 当温度为80℃时, 稳定时间是 4 小时, 搅拌速度160r/min, 铁的除杂率达到 99.1% 铝的除杂率达到 82.3%. 盐酸对微硅粉进行表面改性, 然后用盐酸和硫酸进行两步酸浸提纯, 分别, 可制备球形纳米二氧化硅 98.3% 纯度.

湿法净化操作简单, 简单的设备, 生产成本低, 和较少的酸, 与酸纯化相结合可以进一步提高微硅粉产品的质量.

絮凝净化法

絮凝法是利用矿浆中各组分颗粒表面润湿性的不同 (IE。, 固体表面与水相互作用的界面现象的强度差异), 添加适当的絮凝剂以分离颗粒的不同成分, 从而达到将二氧化硅与杂质分离的目的, 在本质上, 是一种浮选法, 工艺流程如下.

硅粉→浆料→混合, 絮凝→沉淀分离→干燥→提纯产品

通过研究絮凝剂类型的影响, 剂量, pH值和沉降时间对净化效果的影响, 结果表明,微硅粉中二氧化硅的质量分数从 74% 到 91% 当分散剂聚乙烯吡咯烷酮添加量为80g/t时, 溶液 pH 值为 5.3, 絮凝剂油酸钠添加量1824g/t,沉降时间50min.

现在, 絮凝法的研究相对较少. 作为一种新的净化工艺, 絮凝法不需要酸洗法那么多的工艺设备, 而且对酸的需求量并不大. 然而, 该方法存在净化效果不够等问题, 调节剂利用率低,废副产物多, 哪些是需要进一步研究和解决的.

实际上, 在硅粉的正常生产中, 除了其纯化过程之外, 有时为了满足使用要求 硅粉加密 过程, 意思就是提高它的密度.

致密硅粉

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