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埃尔派知识课堂:固废中的二氧化硅应用研究

2021-05-31
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作者:埃尔派
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经济的高速发展离不开工业的支持,巨大的经济利润背后也产生了大量的工业固体废弃物。这些固废可以成为生产其他产品的原料,如高温熔炼过程产生的炉渣、煤炭采掘业产生的煤矸石、电力行业及冶金过程产生的粉煤灰中都含有大量的二氧化硅,值得被回收利用。...

经济的高速发展离不开工业的支持,巨大的经济利润背后也产生了大量的工业固体废弃物。这些固废可以成为生产其他产品的原料,如高温熔炼过程产生的炉渣、煤炭采掘业产生的煤矸石、电力行业及冶金过程产生的粉煤灰中都含有大量的二氧化硅,值得被回收利用。

固废中的二氧化硅

1、粉煤灰

粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰,是燃煤电厂排出的主要固体废物,其中的二氧化硅主要是以晶态二氧化硅的形式分布在石英和莫来石中,部分二氧化硅是以非晶态二氧化硅的形式存在于铝硅酸盐中。

2、煤矸石

煤矸石是采煤和洗煤过程中排放的固体废物,是一种在成煤过程中与煤层伴生的含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石,其中的二氧化硅主要是以晶态二氧化硅的形式存在于石英中。

3、黄磷炉渣

黄磷炉渣是电炉法生产黄磷时排放的高温熔融渣,经水淬后得到的固废主要矿物成分是硅钙石。黄磷炉渣中没有结晶相,其中的二氧化硅主要是以非晶态二氧化硅的形式存在于黄磷炉渣中。

4、铜冶炼渣

铜冶炼渣是炼铜过程中产生的渣,属有色金属渣,其中的二氧化硅主要是以晶态二氧化硅的形式存在于铁橄榄石中。

固废二氧化硅产品

目前处理固废的主要思路,是将其中含有的稀土、贵金属元素及其他可利用的有价成分先分离提取出来,再制备白炭黑、二氧化硅气凝胶等产品,也可以利用固废中的二氧化硅和氧化铝制备沸石。

1、沸石

沸石的多孔结构可以容纳多种阳离子,具有吸附、催化和离子交换等特性,被广泛用于、化学传感器、离子交换材料、制备先进材料的催化剂、膜材料和膜加工的添加剂、分离提纯过程中的工业吸附剂等。

2、白炭黑

白炭黑是一种白色无定形的纳米二氧化硅物质,其分散性高、热稳定性好、孔隙率和电绝缘性优异,常被用于制备催化剂、触变剂、热绝缘体、复合材料和橡胶增强剂,是橡胶、化工、电子、医药等行业提高产品质量的“工业味精”。

3、二氧化硅气凝胶

二氧化硅气凝胶孔容大、体积密度低、导热系数低、比表面积较大,可用于薄膜、催化剂、透明隔热材料、射电发光器件、药物释放系统等领域。

上述方式可使工业固废资源得到充分利用,让二氧化硅成分变成多孔性、耐高温性、电绝缘性和催化性能优良的功能材料,不仅有助于减少环境污染,还能最大限度地发挥固废的综合价值,前景相当可观。

来源:粉体圈

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