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1、2010年2月贵州化工第35卷第1期GuizhouChemicalIndustry#1#*电石渣制备高温型硅酸钙防火材料陈烜李静刘飞袁铭鸿祝博曹建新(贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳550003)摘要采用超声技术对电石渣进行预处理改性,控制适宜的超声改性和水热合成工艺参数,制备出了以电石渣为钙质原料的HT-CSF材料。采用XRD、SEM和DSC/TG分析了电石渣改性后合成HT-CSF材料的晶相组成、微观形貌和耐温性,结果表明,超声时间对电石渣乳液活性及HT-CSF材料的耐火极限有较大的影响;水热合成和压滤成型工艺参数对HT-CSF材料的密度及耐火极限也有较大的影响。控
2、制超声时间3h、水热合成工艺参-3数215e保温8h、成型压力0.71MPa,可制备出密度140kg#m,抗折强度0.20MPa,1000e下线性收缩1%,导热-1系数0.043W#(m#K),最高使用温度1000e,耐火极限2h,燃烧等级为不燃性A级的高温型硅酸钙防火材料。关键词电石渣超声技术硅酸钙耐高温防火材料中图分类号TQ17文献标识码A文章编号1008-9411(2010)01-0001-04故可用作钙质原料制备高温型硅酸钙防火材料(HT1前言-CSF),但由于电石渣产生过程中形成了颗粒团聚21世纪,随着钢材、钢筋混凝土、聚合物材料在体,且表面被污染,影响了活
3、性,不能直接用于制备建(构)筑物、动力工业以及石油化工企业的广泛使HT-CSF材料。因此,需对电石渣进行有效的预处用,对材料的防火功能和环境友好性提出更高的要理改性。目前,国内外常采用煅烧方法对电石渣进求。一般情况下,火灾现场的火焰温度约在800e行改性,但这种方法需对电石渣进行烘干、煅烧、粉[1,2]~1000e之间,因此防火材料的最高承受温度至磨和消解等处理,过程复杂、设备投资大、能耗高。少应不低于1000e,同时,还要求防火材料遇火时鉴于此,本文提出采用超声技术直接对电石渣浆进不会放出有毒物质。硬硅钙石型硅酸钙材料是一种行预处理改性后用于制备HT-CSF材料。与
4、煅烧[3-5]性能优良、环境友好的高温型防火材料。硬硅改性工艺比较,所提出的超声改性工艺过程和设备钙石是该类材料的主要成分,分解温度为1050e~简单、能耗低、易于操作。超声改性后的电石渣制备1100e,在此温度下硬硅钙石晶体几乎不发生任何出的HT-CSF材料性能指标均达到GB/T10699-变化。硬硅钙石型硅酸钙防火材料的耐高温性能的19985硅酸钙绝热制品6、GB/T9978-19995建筑构好坏主要与材料内硬硅钙石的纯度和硬硅钙石的结件耐火试验方法6和GB/T8624-20065建筑材料及晶程度有关。纯度在99%以上,结晶良好的防火材制品燃烧性能分级6规定的要求
5、。料最高使用温度可达1100e。该材料以硅质原料电石渣超声改性制备HT-CSF材料项目研究和钙质原料经水热动态合成、压滤成型、烘干等工序[6-9]成功将为电石渣的综合利用提供一种有效途径,既而制得,而目前国内外生产这种材料所需的钙[10,11]充分利用了工业废弃物电石渣,使电石乙炔企业实质原料主要采用的是生石灰、消石灰等,需要现污染物少排放,又缓解了制备HT-CSF材料开采开采大量石灰石,对生态环境造成破坏。石灰石对生态环境造成的破坏,同时也在一定程度电石渣是电石水解获取乙炔气后产生的废渣,每消耗1t电石将产生1.5t~2t电石渣,每年全国产上降低了生产HT-CSF材
6、料的能耗和成本。综上[10-15]生的电石渣高达10Mt以上。电石渣堆放和填所述,用超声改性技术预处理电石渣制备HT-CSF埋处理不但占用大量土地,而且极易造成堆放场地材料具有较好的应用前景,研究十分有意义。[16,17]附近的水污染、土地碱化及粉尘和大气污染。2实验原料因此,开展电石渣综合利用研究意义重大。电石渣主要成分是Ca(OH)2,含量高达90%,电石渣:取自贵州某厂,化学成分见表1;硅灰:*基金项目:贵州省科学技术基金项目(编号:黔科合J字[2009]2052);国家大学生创新性实验计划项目(编号:2008-014);贵州大学大学生创新性实验计划项目(编号:
7、2008-153);贵州大学大学生SRT项目(编号:2009-103)贵州化工2010年2月#2#GuizhouChemicalIndustry第35卷第1期取自贵州某厂,SiO2含量大于92%;莫来石纤维:市购;纤维分散剂:聚乙烯醇,市购。表1电石渣的化学成分质量分数%原料CaOSiO2Fe2O3Al2O3MgOSO3烧失量其它电石渣66.192.000.452.560.121.225.02.483实验方法实验室超声改性电石渣制备HT-CSF材料工艺流程如图1所示。将经不同超声时间改性后的电石渣乳液(超声功率160W)与硅灰和水混合(CaO与SiO
