阅读说明：本技术 一种利用稻壳灰制取复合硅酸钙的生产工艺 (Production process for preparing composite calcium silicate by using rice hull ash ) 是由 宣全 于 2020-03-06 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种利用稻壳灰制取复合硅酸钙的生产工艺,由稻壳灰制备的水玻璃和生石灰为原料,经过生石灰消化、制备低模数的硅酸钠溶液、硅酸钙合成反应、过滤、洗涤、脱碱并降低pH值和烘干、打散、包装,制取复活硅酸钙成品,采用本发明大幅度降低了原材料成本,有效的提高了原材料品质；采用本发明生产工艺既节能又减排,各工艺步骤中的废液都能循环或重复利用,整个工艺流程耗能较低。(The invention discloses a production process for preparing composite calcium silicate by using rice hull ash, which takes water glass and quicklime prepared from the rice hull ash as raw materials, prepares a low-modulus sodium silicate solution through quicklime digestion, calcium silicate synthesis reaction, filtration, washing, dealkalization, pH value reduction, drying, scattering and packaging to prepare a finished product of the revived calcium silicate; the production process of the invention is energy-saving and emission-reducing, the waste liquid in each process step can be recycled, and the energy consumption of the whole process flow is lower.)

一种利用稻壳灰制取复合硅酸钙的生产工艺

技术领域

本发明涉及一种利用稻壳灰制取复合硅酸钙的生产工艺；具体地说是一种利用稻壳灰制备硅原料，从而实现生产复合硅酸钙的工艺。

技术背景

复合硅酸钙是一种具有良好保温耐火性能的材料，由于生产复合硅酸钙的成本很高，尤其是硅源材料的高成本，使复合硅酸钙产业发展缓慢，复合硅酸钙的应用受阻；目前利用稻壳灰和石灰石作原料，在实验室将石灰石在900℃高温条件下煅烧205分钟，对煅烧后的石灰石进行研磨，达到细度小于200微米的细粉，将稻壳灰在800℃以上高温条件下煅烧，然后将煅烧后的稻壳灰和煅烧后的石灰石粉通过浮选法制取复合硅酸钙，这个实验室的方法是可行的，但产业化应用的生产工艺尚少见报道，即目前缺乏高效、实用的复合硅酸钙生产工艺。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种利用稻壳灰制取复合硅酸钙的生产工艺，利用稻壳灰作为硅源材料，大幅度降低原材料成本，提出一种解决现有条件下复合硅酸钙产业快速发展的工艺路线，解决长期以来复合硅酸钙制作工艺困难的问题。

为实现上述目的，本发明的利用稻壳灰制取复合硅酸钙的生产工艺，由稻壳灰制备的水玻璃和生石灰为原料，经过生石灰消化、制备低模数的硅酸钠溶液、合成、过滤、洗涤、脱碱并降低pH值和烘干、打散包装，制取复合硅酸钙成品，具体生产工艺包括如下步骤：

1、生石灰消化

将符合标准的生石灰置入化灰机中，然后加入5-8倍的水，进行搅拌，消化30分钟，消化后产生的石灰乳置入石灰乳槽，并取样检测有效CaO含量；

2、水玻璃的制备

A、稻壳灰的收集：

将发电供气锅炉燃烧稻壳所产生的固体废弃物稻壳灰，打包运输收集至原料仓库备用；

B、水玻璃的生成：

将收集的稻壳灰与水和NaOH溶液按质量比1∶3-4∶1混匀，并在搅拌下加温至170-220℃，加压至0.6-0.9Mpa，反应2.5-3.5小时，送至沉淀池，使水玻璃与炭分离，得水玻璃母液；通过水泵输送至板框过滤即得液体水玻璃备用；

3、制备低模数的硅酸钠溶液

将液体水玻璃置入容器，加入液碱即氢氧化钠，使其模数降低至0.8-1.2、SiO₂浓度降低至55-65克/升，制成低模数的硅酸钠溶液；

4、硅酸钙合成反应

将低模数的硅酸钠溶液泵入合成槽，加热至75-85℃，然后按1∶1的比例，将自有温度在50-60℃的石灰乳缓慢加入合成槽内，进行搅拌，搅拌速度保持在25-35转/分钟，反应温度维持在70-80℃，合成反应时间50-80分钟，制成硅酸钙浆液；

5、过滤、洗涤

将硅酸钙浆液用渣浆泵输送到板框压滤机进行压滤，滤液输送到循环碱液槽保存，压滤后的滤饼，采取三次逆向洗涤，用水量为硅酸钙质量的8-12倍，用水温度保持在75℃以上，洗涤至清澈干净；

6、脱碱并降低pH值

将清澈干净的硅酸钙滤饼置入合成槽，加入热水及石灰乳，热水的添加量为硅酸钙干基的1.5-3倍，石灰乳的添加量为硅酸钙干基的1-10％，然后加热至90-110℃，搅拌反应10-40分钟，搅拌速度为25-35转/分钟，生成脱碱后的硅酸钙浆液，再向脱碱后的硅酸钙浆液中加入二氧化碳气体，二氧化碳的通气速度为5-10公斤/分钟，通气5-10分钟，将加入二氧化碳气体后的硅酸钙浆液泵入板框压滤机进行压滤，然后进行一次洗涤，用水量为硅酸钙干基质量的1.5-3倍，之后用1％的稀硫酸进行最后洗涤，洗酸用量为硅酸钙干基质量的3-8倍，pH值在9以下；

7、烘干打散包装

将硅酸钙滤饼用皮带输送至烘干设备中进行烘干，烘干温度为200-300℃，然后打散，包装所用的袋子为抽真空热合袋，可确保硅酸钙水分满足要求，包装规格为10-15公斤/袋。

本发明的利用稻壳灰制取复合硅酸钙的生产工艺与现有技术相比具有如下优异效果。

本发明采用稻壳灰制备水玻璃即硅酸钠作为硅源材料，大幅度降低了原材料成本，有效的提高了原材料品质；本发明采用的工艺路线和使用的设备条件，解决了长期以来复合硅酸钙制作工艺困难的问题，大幅降低了生产工艺的成本，提出了一种解决现有条件下复合硅酸钙产业快速发展的工艺路线，采用本发明生产工艺既节能又减排，各工艺步骤中的废液都能循环或重复利用，整个工艺流程耗能较低。

具体实施方式

下面对本发明的利用稻壳灰制取复合硅酸钙的生产工艺做进一步的详细说明。

本发明的利用稻壳灰制取复合硅酸钙的生产工艺，由稻壳灰制备的水玻璃和生石灰为原料，经过生石灰消化、制备低模数的硅酸钠溶液、合成、过滤洗涤、脱碱并降低pH值和烘干打散包装，制取复活硅酸钙成品，具体生产工艺包括如下步骤：

1、生石灰消化

将符合标准的生石灰置入化灰机中，然后加入5-8倍的水，进行搅拌，消化30分钟，消化后产生的石灰乳置入石灰乳槽，并取样检测有效CaO含量；

2、水玻璃的制备

A、稻壳灰的收集：

将发电供气锅炉燃烧稻壳所产生的固体废弃物稻壳灰，打包运输收集至原料仓库备用；

B、水玻璃的生成：

将收集的稻壳灰与水和NaOH溶液按质量比1∶3-4∶1混匀，并在搅拌下加温至170-220℃，加压至0.6-0.9Mpa，反应2.5-3.5小时，送至沉淀池，使水玻璃与炭分离，得水玻璃母液；通过水泵输送至板框过滤即得液体水玻璃备用；

3、制备低模数的硅酸钠溶液

将液体水玻璃置入容器，加入液碱即氢氧化钠，使其模数降低至0.8-1.2、SiO₂浓度降低至55-65克/升，制成低模数的硅酸钠溶液；

4、硅酸钙合成反应

将低模数的硅酸钠溶液泵入合成槽，加热至75-85℃，然后按1∶1的比例，将自有温度在50-60℃的石灰乳缓慢加入合成槽内，进行搅拌，搅拌速度保持在25-35转/分钟，反应温度维持在70-80℃，合成反应时间50-80分钟，制成硅酸钙浆液；

5、过滤、洗涤

将硅酸钙浆液用渣浆泵输送到板框压滤机进行压滤，滤液输送到循环碱液槽保存，压滤后的滤饼，采取三次逆向洗涤，用水量为硅酸钙质量的8-12倍，用水温度保持在75℃以上，洗涤至清澈干净；

6、脱碱并降低pH值

将清澈干净的硅酸钙滤饼置入合成槽，加入热水及石灰乳，热水的添加量为硅酸钙干基的1.5-3倍，石灰乳的添加量为硅酸钙干基的1-10％，然后加热至90-110℃，搅拌反应10-40分钟，搅拌速度为25-35转/分钟，生成脱碱后的硅酸钙浆液，再向脱碱后的硅酸钙浆液中加入二氧化碳气体，二氧化碳的通气速度为5-10公斤/分钟，通气5-10分钟，将加入二氧化碳气体后的硅酸钙浆液泵入板框压滤机进行压滤，然后进行一次洗涤，用水量为硅酸钙干基质量的1.5-3倍，之后用1％的稀硫酸进行最后洗涤，洗酸用量为硅酸钙干基质量的3-8倍，pH值在9以下；

7、烘干打散包装

将硅酸钙滤饼用皮带输送至烘干设备中进行烘干，烘干温度为200-300℃，然后打散，包装所用的袋子为抽真空热合袋，可确保硅酸钙水分满足要求，包装规格为10-15公斤/袋。

实施例1

由稻壳灰制备的水玻璃和生石灰为原料，经过生石灰消化、制备低模数的硅酸钠溶液、合成、过滤洗涤、脱碱并降低pH值和烘干打散包装，制取复活硅酸钙成品，具体生产工艺包括如下步骤：

1、生石灰消化

将符合标准的生石灰置入化灰机中，然后加入6倍的水，进行搅拌，消化30分钟，消化后产生的石灰乳置入石灰乳槽；

2、水玻璃的制备

A、稻壳灰的收集：

将发电供气锅炉燃烧稻壳所产生的固体废弃物稻壳灰，打包运输收集至原料仓库备用；

B、水玻璃的生成：

将收集的稻壳灰与水和NaOH溶液按质量比1∶3-4∶1混匀，并在搅拌下加温至170-220℃，加压至0.6-0.9Mpa，反应2.5-3.5小时，送至沉淀池，使水玻璃与炭分离，得水玻璃母液；通过水泵输送至板框过滤即得液体水玻璃备用；

3、制备低模数的硅酸钠溶液

将液体水玻璃置入容器，加入液碱即氢氧化钠，使其模数降低至0.8-1.2、SiO₂浓度降低至55-65克/升，制成低模数的硅酸钠溶液；

4、硅酸钙合成反应

将低模数的硅酸钠溶液泵入合成槽，加热至75℃，然后按1∶1的比例，将自有温度在60℃的石灰乳缓慢加入合成槽内，进行搅拌，搅拌速度保持在35转/分钟，反应温度维持在75℃，合成反应时间60分钟，制成硅酸钙浆液；

5、过滤、洗涤

将硅酸钙浆液用渣浆泵输送到板框压滤机进行压滤，滤液输送到循环碱液槽保存，压滤后的滤饼，采取三次逆向洗涤，用水量为硅酸钙质量的9倍，用水温度保持在75℃以上，洗涤至清澈干净；

6、脱碱并降低pH值

将清澈干净的硅酸钙滤饼置入合成槽，加入热水及石灰乳，热水的添加量为硅酸钙干基的1.5-3倍，石灰乳的添加量为硅酸钙干基的1-10％，然后加热至100℃，搅拌反应30分钟，搅拌速度为35转/分钟，生成脱碱后的硅酸钙浆液，再向脱碱后的硅酸钙浆液中加入二氧化碳气体，二氧化碳的通气速度为7公斤/分钟，通气7分钟，将加入二氧化碳气体后的硅酸钙浆液泵入板框压滤机进行压滤，然后进行一次洗涤，用水量为硅酸钙干基质量的2倍，之后用1％的稀硫酸进行最后洗涤，洗酸用量为硅酸钙干基质量的5倍，pH值在9以下；

7、烘干打散包装

将硅酸钙滤饼用皮带输送至烘箱中进行烘干，烘干温度为260℃，然后打散，包装所用的袋子为抽真空热合袋，可确保硅酸钙水分满足要求，包装规格为10-15公斤/袋。

实施例2

由稻壳灰制备的水玻璃和生石灰为原料，经过生石灰消化、制备低模数的硅酸钠溶液、合成、过滤洗涤、脱碱并降低pH值和烘干打散包装，制取复活硅酸钙成品，具体生产工艺包括如下步骤：

由稻壳灰制备的水玻璃和生石灰为原料，经过生石灰消化、制备低模数的硅酸钠溶液、合成、过滤洗涤、脱碱并降低pH值和烘干打散包装，制取复活硅酸钙成品，具体生产工艺包括如下步骤：

1、生石灰消化

将符合标准的生石灰置入化灰机中，然后加入7倍的水，进行搅拌，消化30分钟，消化后产生的石灰乳置入石灰乳槽，并取样检测有效CaO含量；

2、水玻璃的制备

A、稻壳灰的收集：

将发电供气锅炉燃烧稻壳所产生的固体废弃物稻壳灰，打包运输收集至原料仓库备用；

B、水玻璃的生成：

将收集的稻壳灰与水和NaOH溶液按质量比1∶3-4∶1混匀，并在搅拌下加温至170-220℃，加压至0.6-0.9Mpa，反应2.5-3.5小时，送至沉淀池，使水玻璃与炭分离，得水玻璃母液；通过水泵输送至板框过滤即得液体水玻璃备用；

3、制备低模数的硅酸钠溶液

将液体水玻璃置入容器，加入液碱即氢氧化钠，使其模数降低至0.8-1.2、SiO₂浓度降低至55-65克/升，制成低模数的硅酸钠溶液；

4、硅酸钙合成反应

将低模数的硅酸钠溶液泵入合成槽，加热至80℃，然后按1∶1的比例，将自有温度在55℃的石灰乳缓慢加入合成槽内，进行搅拌，搅拌速度保持在30转/分钟，反应温度维持在77℃，合成反应时间70分钟，制成硅酸钙浆液；

5、过滤、洗涤

将硅酸钙浆液用渣浆泵输送到板框压滤机进行压滤，滤液输送到循环碱液槽保存，压滤后的滤饼，采取三次逆向洗涤，用水量为硅酸钙质量的10倍，用水温度保持在75℃以上，洗涤至清澈干净；

6、脱碱并降低pH值

将清澈干净的硅酸钙滤饼置入合成槽，加入热水及石灰乳，热水的添加量为硅酸钙干基的2.5倍，石灰乳的添加量为硅酸钙干基的1-10％，然后加热至105℃，搅拌反应10-40分钟，搅拌速度为30转/分钟，生成脱碱后的硅酸钙浆液，再向脱碱后的硅酸钙浆液中加入二氧化碳气体，二氧化碳的通气速度为9公斤/分钟，通气8分钟，将加入二二氧化碳气体后的硅酸钙浆液泵入板框压滤机进行压滤，然后进行一次洗涤，用水量为硅酸钙干基质量的2.5倍，之后用1％的稀硫酸进行最后洗涤，洗酸用量为硅酸钙干基质量的6倍，pH值在9以下；

7、烘干打散包装

将硅酸钙滤饼用皮带输送至烘箱中进行烘干，烘干温度为280℃，然后打散，包装所用的袋子为抽真空热合袋，可确保硅酸钙水分满足要求，包装规格为10-15公斤/袋。

实施例3

本发明的利用稻壳灰制取复合硅酸钙的生产工艺，由稻壳灰制备的水玻璃和生石灰为原料，经过生石灰消化、制备低模数的硅酸钠溶液、合成、过滤洗涤、脱碱并降低pH值和烘干打散包装，制取复活硅酸钙成品，具体生产工艺包括如下步骤：

1、生石灰消化

将符合标准的生石灰置入化灰机中，然后加入8倍的水，进行搅拌，消化30分钟，消化后产生的石灰乳置入石灰乳槽，并取样检测有效CaO含量；

2、水玻璃的制备

A、稻壳灰的收集：

将发电供气锅炉燃烧稻壳所产生的固体废弃物稻壳灰，打包运输收集至原料仓库备用；

B、水玻璃的生成：

将收集的稻壳灰与水和NaOH溶液按质量比1∶3-4∶1混匀，并在搅拌下加温至170-220℃，加压至0.6-0.9Mpa，反应2.5-3.5小时，送至沉淀池，使水玻璃与炭分离，得水玻璃母液；通过水泵输送至板框过滤即得液体水玻璃备用；

3、制备低模数的硅酸钠溶液

将液体水玻璃置入容器，加入液碱即氢氧化钠，使其模数降低至0.8-1.2、SiO₂浓度降低至55-65克/升，制成低模数的硅酸钠溶液；

4、硅酸钙合成反应

将低模数的硅酸钠溶液泵入合成槽，加热至85℃，然后按1∶1的比例，将自有温度在50℃的石灰乳缓慢加入合成槽内，进行搅拌，搅拌速度保持在25转/分钟，反应温度维持在80℃，合成反应时间80分钟，制成硅酸钙浆液；

5、过滤、洗涤

将硅酸钙浆液用渣浆泵输送到板框压滤机进行压滤，滤液输送到循环碱液槽保存，压滤后的滤饼，采取三次逆向洗涤，用水量为硅酸钙质量的11倍，用水温度保持在75℃以上，洗涤至清澈干净；

6、脱碱并降低pH值

将清澈干净的硅酸钙滤饼置入合成槽，加入热水及石灰乳，热水的添加量为硅酸钙干基的3倍，石灰乳的添加量为硅酸钙干基的1-10％，然后加热至98℃，搅拌反应40分钟，搅拌速度为25-35转/分钟，生成脱碱后的硅酸钙浆液，再向脱碱后的硅酸钙浆液中加入二氧化碳气体，二氧化碳的通气速度为8公斤/分钟，通气9分钟，将加入二氧化碳气体后的硅酸钙浆液泵入板框压滤机进行压滤，然后进行一次洗涤，用水量为硅酸钙干基质量的3倍，之后用1％的稀硫酸进行最后洗涤，洗酸用量为硅酸钙干基质量的7倍，pH值在9以下；

7、烘干打散包装

将硅酸钙滤饼用皮带输送至烘箱中进行烘干，烘干温度为300℃，然后打散，包装所用的袋子为抽真空热合袋，可确保硅酸钙水分满足要求，包装规格为10-15公斤/袋。

实施例4

本发明的利用稻壳灰制取复合硅酸钙的生产工艺，由稻壳灰制备的水玻璃和生石灰为原料，经过生石灰消化、制备低模数的硅酸钠溶液、合成、过滤洗涤、脱碱并降低pH值和烘干打散包装，制取复活硅酸钙成品，具体生产工艺包括如下步骤：

将液体水玻璃置入容器，加入液碱即氢氧化钠，使其模数降低至1.00、SiO₂浓度降低至60克/升，制成低模数的硅酸钠溶液。

实施例5

本发明的利用稻壳灰制取复合硅酸钙的生产工艺，由稻壳灰制备的水玻璃和生石灰为原料，经过生石灰消化、制备低模数的硅酸钠溶液、合成、过滤洗涤、脱碱并降低pH值和烘干打散包装，制取复活硅酸钙成品，具体生产工艺包括如下步骤：

将低模数的硅酸钠溶液泵入合成槽，加热至75-85℃，然后按1∶1的比例，将自有温度在50-60℃的石灰乳缓慢加入合成槽内，进行搅拌，搅拌速度保持在25-35转/分钟，反应温度维持在70-80℃，合成反应时间50-80分钟，制成硅酸钙浆液。

实施例6

本发明的利用稻壳灰制取复合硅酸钙的生产工艺，由稻壳灰制备的水玻璃和生石灰为原料，经过生石灰消化、制备低模数的硅酸钠溶液、合成、过滤洗涤、脱碱并降低pH值和烘干打散包装，制取复活硅酸钙成品，具体生产工艺包括如下步骤：

将硅酸钙浆液用渣浆泵输送到板框压滤机进行压滤，滤液输送到循环碱液槽保存，压滤后的滤饼，采取三次逆向洗涤，用水量为硅酸钙质量的8-12倍，用水温度保持在75℃以上，洗涤至清澈干净。

实施例7

本发明的利用稻壳灰制取复合硅酸钙的生产工艺，由稻壳灰制备的水玻璃和生石灰为原料，经过生石灰消化、制备低模数的硅酸钠溶液、合成、过滤洗涤、脱碱并降低pH值和烘干打散包装，制取复活硅酸钙成品，具体生产工艺包括如下步骤：

将清澈干净的硅酸钙滤饼置入合成槽，加入热水及石灰乳，热水的添加量为硅酸钙干基的1.5-3倍，石灰乳的添加量为硅酸钙干基的1-10％，然后加热至90-110℃，搅拌反应10-40分钟，搅拌速度为25-35转/分钟，生成脱碱后的硅酸钙浆液，再向脱碱后的硅酸钙浆液中加入二氧化碳气体，二氧化碳的通气速度为5-10公斤/分钟，通气5-10分钟，将加入二氧化碳气体后的硅酸钙浆液泵入板框压滤机进行压滤，然后进行一次洗涤，用水量为硅酸钙干基质量的1.5-3倍，之后用1％的稀硫酸进行最后洗涤，洗酸用量为硅酸钙干基质量的3-8倍，pH值在9以下。