一種用高硅粉煤灰生產(chǎn)輕質(zhì)硅酸鈣板的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及硅酸鈣板生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種用高硅粉煤灰生產(chǎn)輕質(zhì)硅酸鈣板的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]娃酸1?板(英文:calcium silicate)是由娃質(zhì)材料(主要成份是Si02，如石英粉、粉煤灰、硅藻土等)、鈣質(zhì)材料(主要成份是CaO，如石灰、電石泥、水泥等)、增強纖維材料、助劑等組成的一種新型綠色環(huán)保的無機建筑材料。除具有傳統(tǒng)石膏板的功能外，硅酸鈣板更具有強度高、重量輕、防火，防潮，隔音，防蟲蛀，耐久性較好、良好的可加工性能和不燃性的特點，是一種性能優(yōu)良的新型建筑和工業(yè)用板材，是吊頂、隔斷的理想裝飾板材；廣泛地應(yīng)用于船舶的隔艙板，吊頂和建筑非承重的墻體，以及有防火要求的其他場所。
[0003]硅酸鈣板分保溫用硅酸鈣板和裝修用硅酸鈣板。保溫用硅酸鈣板，也叫做微孔硅酸鈣，是一種白色、硬質(zhì)的新型保溫材料，具有容重輕、強度高、導(dǎo)熱系數(shù)小、耐高溫、耐腐蝕、能切、能鋸等特點，被廣泛應(yīng)用于電力、冶金、石化、建筑、船舶等領(lǐng)域的設(shè)備管道、墻體屋面的保溫隔熱和防火隔音，厚度通常是在30mm以上，密度在0.8-1.2g/cm3。裝修用硅酸鈣板，由美國OCFG公司發(fā)明，是一種以性能全面著稱于世的新型建筑板材，其厚度在4-20mm，長寬以1220 X 2440mm為主，同時有以大規(guī)格硅酸鈣板加工成的裝飾用硅酸鈣天花板，其以防火、抗下陷、品種多等優(yōu)勢，被廣泛的用于吊頂。
[0004]傳統(tǒng)保溫輕質(zhì)硅酸鈣板生產(chǎn)工藝通常采用不可再生的粉石英作為主要的硅質(zhì)原料，粉石英的生產(chǎn)需要較高能耗及重污染的球磨、粉碎過程，同時粉石英良好的結(jié)晶狀態(tài)降低了其反應(yīng)的活性，生產(chǎn)成本較高，而且污染環(huán)境，破壞生態(tài)平衡。目前還沒有低碳環(huán)保的生產(chǎn)保溫輕質(zhì)硅酸鈣板的方法。
[0005]粉煤灰是火力電廠的主要廢棄物，其排放量逐年增大，因其侵占大量土地、影響儲灰場周圍的空氣質(zhì)量和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，從而嚴(yán)重危害環(huán)境。因此，以粉煤灰為原料生產(chǎn)高附加值、環(huán)境友好型產(chǎn)品為導(dǎo)向的開發(fā)應(yīng)用，能夠較好的解決粉煤灰對環(huán)境危害的影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種用高硅粉煤灰生產(chǎn)輕質(zhì)硅酸鈣板的方法，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的前述問題。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0008]一種用高硅粉煤灰生產(chǎn)輕質(zhì)硅酸鈣板的方法，包括如下步驟:
[0009]SI，將粉煤灰、氧化鈣、水和質(zhì)量百分含量為20%的氫氧化鈉溶液混合均勻，得到固液混合物，控制粉煤灰和氧化鈣的鈣硅克分子比為0.8-0.82，粉煤灰和氧化鈣組成的硅鈣源混合物與水的質(zhì)量比為1:5-1:3，硅鈣源混合物與氫氧化鈉溶液的質(zhì)量比為1000:1 ；
[0010]S2，固液混合物升溫升壓至壓力為0.5-0.6Mpa、溫度為120-130°C的條件后，預(yù)凝膠化反應(yīng)1.5-2h，得到雪硅鈣石漿料；
[0011]S3，向雪硅鈣石漿料中添加粉煤灰，控制混合物中鈣硅克分子比為0.9-1，混合均勻后，升溫升壓至壓力為2.5-2.6Mpa、溫度為260-280°C的條件后，凝膠化反應(yīng)1_1.5h，得到硬硅鈣石；
[0012]S4，硬硅鈣石成型干燥后得到硅酸鈣板。
[0013]優(yōu)選地，所述粉煤灰中S12的質(zhì)量百分含量為60-80%。
[0014]優(yōu)選地，SI中，將所述將粉煤灰、氧化鈣、水和質(zhì)量百分含量為20%的氫氧化鈉溶液混合均勻，包括如下步驟:
[0015]SlOla，稱取粉煤灰和氧化鈣，混合均勻，得到硅鈣源混合物；
[0016]S102a，向硅鈣源混合物中加入水和質(zhì)量百分含量為20%的氫氧化鈉溶液，混合均勻，得到固液混合物。
[0017]優(yōu)選地，SI中，將所述將粉煤灰、氧化鈣、水和質(zhì)量百分含量為20%的氫氧化鈉溶液混合均勻，包括如下步驟:
[0018]SlOlb，稱取粉煤灰和氧化鈣，混合均勻，得到硅鈣源混合物；
[0019]S102b，向硅鈣源混合物中加入水，混合均勻；
[0020]S103b，在S102b得到的混合物中加入質(zhì)量百分含量為20%的氫氧化鈉溶液，混合均勻，得到固液混合物。
[0021]優(yōu)選地，S2中，固液混合物升溫升壓至壓力為0.5Mpa、溫度為120°C的條件后，預(yù)凝膠化反應(yīng)1.5h，得到雪硅鈣石漿料。
[0022]優(yōu)選地，S2中，控制固液混合物升溫升壓的時間為15-18min。
[0023]優(yōu)選地，S2中，預(yù)凝膠化反應(yīng)中還包括攪拌，攪拌的速率為:100-200rpm。
[0024]優(yōu)選地，S3中，向雪硅鈣石漿料中添加粉煤灰，控制混合物中鈣硅克分子比為I。
[0025]優(yōu)選地，S3中，升溫升壓至壓力為2.5Mpa、溫度為260°C的條件后，凝膠化反應(yīng)lh，得到硬硅鈣石。
[0026]優(yōu)選地，S3中，凝膠化反應(yīng)中還包括攪拌，攪拌的速率為:100-200rpm。
[0027]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供的輕質(zhì)硅酸鈣板的方法，采用粉煤灰為硅源，氧化鈣為鈣源，氫氧化鈉溶液為添加劑，采用“兩步凝膠化法”生產(chǎn)硅酸鈣板，與傳統(tǒng)方法相比，不僅能耗較低，同時因采用粉煤灰減少了環(huán)境污染，具有節(jié)能環(huán)保的特點，另外，制備得到的硅酸鈣板的密度僅為0.2-0.3g/cm3，熱傳導(dǎo)系數(shù)僅為0.16-0.18W/MK，且具有較高的耐溫性，因此為輕質(zhì)硅酸鈣板，且具有良好的保溫性能和防火性能，更適合用于船舶、鍋爐和墻體等的保溫中。
【具體實施方式】
[0028]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的【具體實施方式】僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0029]實施例一
[0030]本發(fā)明實施例提供了一種用高硅粉煤灰生產(chǎn)輕質(zhì)硅酸鈣板的方法，包括如下步驟:
[0031]SI，將粉煤灰、氧化鈣、水和質(zhì)量百分含量為20%的氫氧化鈉溶液混合均勻，得到固液混合物，控制粉煤灰和氧化鈣的鈣硅克分子比為0.8-0.82，粉煤灰和氧化鈣組成的硅鈣源混合物與水的質(zhì)量比為1:5-1:3，硅鈣源混合物與氫氧化鈉溶液的質(zhì)量比為1000:1 ；
[0032]S2，固液混合物升溫升壓至壓力為0.5-0.6Mpa、溫度為120-130°C的條件后，預(yù)凝膠化反應(yīng)2-2.5，得到雪硅鈣石漿料；
[0033]S3，向雪硅鈣石漿料中添加粉煤灰，控制混合物中鈣硅克分子比為0.9-1，混合均勻后，升溫升壓至壓力為2.5-2.6Mpa、溫度為260_280°C的條件后，凝膠化反應(yīng)1-1.5，得到硬硅鈣石；
[0034]S4，硬硅鈣石成型干燥后得到硅酸鈣板。
[0035]本發(fā)明實施例中，采用粉煤灰為硅源，與傳統(tǒng)工藝中采用石英砂或石膏粉為硅源相比，不僅為火力電廠的主要廢棄物粉煤灰的開發(fā)應(yīng)用找到了方向，而且，由于粉煤灰為非結(jié)晶態(tài)，反應(yīng)活性高，因此，在制備硅酸鈣板的工藝中，能耗低，極大的節(jié)省了能源，具有環(huán)保節(jié)能的特點。
[0036]另外，本實施例中，通過兩步凝膠化反應(yīng)，先生產(chǎn)雪硅鈣石，再利用雪硅鈣石生產(chǎn)硅酸鈣板，由于在本實施例的生產(chǎn)條件下，得到的雪硅鈣石為尺寸較小的針狀物質(zhì)，所以，利用雪硅鈣石制備得到的硅酸鈣板中具有較多的空氣腔，因此，密度較傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的硅酸鈣板的密度小，僅為0.2-0.3g/cm3，熱傳導(dǎo)系數(shù)較傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的硅酸鈣板的熱傳導(dǎo)系數(shù)低，僅為0.16-0.18W/MK(JCT564);而傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的硅酸鈣板的密度為0.8-1.2g/cm3，熱傳導(dǎo)系數(shù)為0.24-0.26W/MK(JCT564)，因此，采用本實施例提供的制備方法得到的硅酸鈣板為輕質(zhì)硅酸鈣板，更利于在保溫行業(yè)中應(yīng)用。
[0037]其中，在預(yù)膠化反應(yīng)中，粉煤灰和氧化鈣的質(zhì)量比可以根據(jù)雪硅鈣石分子式中硅鈣克分子比進(jìn)行推算，計算出使用的粉煤灰和氧化鈣的質(zhì)量，然后稱取相應(yīng)質(zhì)量的硅源和鈣源，并將兩者混合均勻。
[0038]根據(jù)雪娃媽石分子式:5Ca0.6Si02.6H20，可知，粉煤灰和氧化1?的1?娃克分子比的理論值為0.833。
[0039]本實施例中，在使用該理論值推算實際生產(chǎn)中使用的粉煤灰和氧化鈣的質(zhì)量時，考慮到在實際的反應(yīng)過程中，氧化鈣不能完全反應(yīng)，所以使用過量的氧化鈣，來保證粉煤灰中的硅源完全反應(yīng)，提高雪硅鈣石的制備效率。因此，本實施例中，將粉煤灰和氧化鈣的鈣硅克分子比設(shè)置為0.8-0.82，使計算出的氧化鈣過量。
[0040]本實施例中，所述粉煤灰中S12的質(zhì)量百分含量為60-80%。
[0041]本實施例中以粉煤灰為硅源，粉煤灰為火力電廠的主要廢棄物，采用高硅粉煤灰可以實現(xiàn)對硅源的有效的利用。本實施例中，高硅粉煤灰是指S12的質(zhì)量百分含量在60%以上。目前，最常見的高硅粉煤灰中的S12的質(zhì)量百分含量在60% -80%，所以，本實施例中，優(yōu)選采用S12的質(zhì)量百分含量為60-80%的粉煤灰，從而保證硅原料來源廣泛，容易取得，成本