經濟的高速發展離不開工業的支持,巨大的經濟利潤背后也產生了大量的工業固體廢棄物。這些固廢可以成為生產其他產品的原料,如高溫熔煉過程產生的爐渣、煤炭采掘業產生的煤矸石、電力行業及冶金過程產生的粉煤灰中都含有大量的二氧化硅,值得被回收利用。
固廢中的二氧化硅
1、粉煤灰
粉煤灰是從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細灰,是燃煤電廠排出的主要固體廢物,其中的二氧化硅主要是以晶態二氧化硅的形式分布在石英和莫來石中,部分二氧化硅是以非晶態二氧化硅的形式存在于鋁硅酸鹽中。
2、煤矸石
煤矸石是采煤和洗煤過程中排放的固體廢物,是一種在成煤過程中與煤層伴生的含碳量較低、比煤堅硬的黑灰色巖石,其中的二氧化硅主要是以晶態二氧化硅的形式存在于石英中。
3、黃磷爐渣
黃磷爐渣是電爐法生產黃磷時排放的高溫熔融渣,經水淬后得到的固廢主要礦物成分是硅鈣石。黃磷爐渣中沒有結晶相,其中的二氧化硅主要是以非晶態二氧化硅的形式存在于黃磷爐渣中。
4、銅冶煉渣
銅冶煉渣是煉銅過程中產生的渣,屬有色金屬渣,其中的二氧化硅主要是以晶態二氧化硅的形式存在于鐵橄欖石中。
固廢二氧化硅產品
目前處理固廢的主要思路,是將其中含有的稀土、貴金屬元素及其他可利用的有價成分先分離提取出來,再制備白炭黑、二氧化硅氣凝膠等產品,也可以利用固廢中的二氧化硅和氧化鋁制備沸石。
1、沸石
沸石的多孔結構可以容納多種陽離子,具有吸附、催化和離子交換等特性,被廣泛用于、化學傳感器、離子交換材料、制備先進材料的催化劑、膜材料和膜加工的添加劑、分離提純過程中的工業吸附劑等。
2、白炭黑
白炭黑是一種白色無定形的納米二氧化硅物質,其分散性高、熱穩定性好、孔隙率和電絕緣性優異,常被用于制備催化劑、觸變劑、熱絕緣體、復合材料和橡膠增強劑,是橡膠、化工、電子、醫藥等行業提高產品質量的“工業味精”。
3、二氧化硅氣凝膠
二氧化硅氣凝膠孔容大、體積密度低、導熱系數低、比表面積較大,可用于薄膜、催化劑、透明隔熱材料、射電發光器件、藥物釋放系統等領域。
上述方式可使工業固廢資源得到充分利用,讓二氧化硅成分變成多孔性、耐高溫性、電絕緣性和催化性能優良的功能材料,不僅有助于減少環境污染,還能最大限度地發揮固廢的綜合價值,前景相當可觀。
來源:粉體圈
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