專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種粉煤灰空心微珠表面改性增白的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種粉煤灰空心微珠表面改性增白的方法，屬于礦物材料加工與環(huán)境治理領(lǐng)域。2.
背景技術(shù)：
粉煤灰是燃煤電廠排放的工業(yè)灰渣，它不僅占用了大量的土地資源用于堆放，還造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，因此從經(jīng)濟(jì)和環(huán)保角度出發(fā)，開(kāi)展粉煤灰的綜合利用研究具有重大意義。粉煤灰空心微珠是從粉煤灰中提選出來(lái)的一種新型多功能顆粒材料。它具有體輕、粒徑小、耐磨性強(qiáng)、抗壓強(qiáng)度高、分散性及流動(dòng)性好、反光、無(wú)毒等優(yōu)異性能，可代替制造成本較高的人造空心微珠應(yīng)用到建材、橡膠、塑料、航空航天、電子等領(lǐng)域，發(fā)揮出其原料豐富、價(jià)格低廉的優(yōu)勢(shì)。但由于其色澤不好，呈灰色或土黃色，不能用于填充艷色或淺色塑料或橡膠制品，不能用作淺色涂料，影響了其應(yīng)用范圍的擴(kuò)大。對(duì)其進(jìn)行表面改性與增白，可以提高其遮蓋力、著色力和耐侯性。這不但可以解決粉煤灰堆積占地的環(huán)境問(wèn)題，而且可以改善橡膠，塑料和涂料的性能，降低工業(yè)成本。目前己有用碳酸鈣包覆改性粉煤灰進(jìn)行增白的研究報(bào)道。但是，用碳酸鈣包覆粉煤灰存在的問(wèn)題是包覆后的材料不耐酸，在酸性環(huán)境中性能不穩(wěn)定。本發(fā)明的目的是針對(duì)目前粉煤灰空心微珠白度低及其改性增白方法的不足提出一種利用硅酸鋁包覆粉煤灰空心微珠增白的方法。由于硅酸鋁成分與粉煤灰空心微珠相同，而且其主要用于橡膠、造紙、油墨、油漆等行業(yè)，尤其是室內(nèi)外無(wú)光、半光溶劑漆中作為鈦白增效劑取代15%~20%鈦白粉，不僅可以大幅度降低制漆成本，且能明顯改善漆用性能(如白度，干膜遮蓋力，儲(chǔ)存穩(wěn)定性，耐侯性)和涂料施工性能。用硅酸鋁包覆空心微珠不僅保留了空心微珠原有的性能，而且改性原料硫酸鋁和水玻璃來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉；此外，硅酸鋁具有耐酸性和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明對(duì)于粉煤灰空心微珠表面改性增白技術(shù)的進(jìn)步及其空心微珠深加工利用具有重要意義。3.
發(fā)明內(nèi)容將粉煤灰空心微珠加水進(jìn)行攪拌分散、調(diào)節(jié)pH值后加入硫酸鋁和水玻璃溶液進(jìn)行沉淀反應(yīng)，在粉煤灰空心微珠表面包覆硅酸鋁，加完硫酸鋁和水玻璃溶液后反應(yīng)一定時(shí)間，將反應(yīng)產(chǎn)物過(guò)濾、洗滌、干燥、解聚即得增白的粉煤灰空心微珠。其工藝步驟如下(1)將粉煤灰空心微珠加水進(jìn)行攪拌分散。(2)調(diào)節(jié)空心微珠懸浮液的pH值。(3)向上述懸浮液中加入硫酸鋁和水玻璃進(jìn)行沉淀反應(yīng)，在粉煤灰空心微珠表面沉淀包覆硅酸鋁。(4)加入完硫酸鋁和水玻璃后反應(yīng)一定時(shí)間。(5)將步驟(4)產(chǎn)物過(guò)濾、洗滌，然后干燥。(6)將步驟(5)的產(chǎn)物進(jìn)行解聚，即得表面改性增白的粉煤灰空心微珠。以下為本發(fā)明的配方和主要工藝條件(1)攪拌分散攪拌分散作業(yè)濃度=5%40%;溫度2095。C;攪拌時(shí)間520min。(2)調(diào)節(jié)pH值pH=6~l1。C3)加入硫酸鋁溶液和水玻璃溶液進(jìn)行沉淀反應(yīng)硫酸鋁濃度0.1lmol/1;水玻璃模數(shù)Si02:Na2O1.03.4;水玻璃濃度0.22mol/l;Al:Si=l:ll:4;硅酸鋁硅酸鋁與粉煤灰空心微珠質(zhì)量比為硅酸鋁粉煤灰空心微珠=0.11:1。(4)反應(yīng)時(shí)間20120min。(5)反應(yīng)產(chǎn)物過(guò)濾、干燥與解聚用本發(fā)明表面改性后的粉煤灰空心微珠，空心微珠表面上均勻包覆了硅酸鋁納米粒子。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)一是水玻璃和硫酸鋁在我國(guó)來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉；二是硅酸鋁的成分和粉煤灰成分相同，不改變其原有性能；三是硅酸鋁耐酸，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定。4.附圖內(nèi)容附圖1是本發(fā)明的工藝流程，附圖2是本發(fā)明實(shí)施例改性后的空心微珠SEM圖。5.具體實(shí)施方式實(shí)施例一取粉煤灰空心微珠14.1g，加水126.9mL、用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至10，攪拌分散后同時(shí)加入配制好的濃度為lmol/1的水玻璃溶液400mL和濃度0.125mol/l的硫酸鋁溶液400ml，反應(yīng)溫度8(TC，反應(yīng)時(shí)間lh;將反應(yīng)產(chǎn)物過(guò)濾、在105"C下干燥后解聚，即得表面改性增白的粉煤灰空心微珠。實(shí)施例二取粉煤灰空心微珠141.0g，加水1250mL、用氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH至9，攪拌分散后同時(shí)加入配制好的濃度為lmol/1的水玻璃溶液4000mL和濃度0.125mol/l的硫酸鋁溶液4000ml，反應(yīng)溫度85。C，反應(yīng)時(shí)間75min;將反應(yīng)產(chǎn)物過(guò)濾、在105t:下干燥后解聚，即得表面改性增白的粉煤灰空心微珠。表1為實(shí)施例所得產(chǎn)品及原料的檢測(cè)結(jié)果。表1實(shí)施例樣品及原料的檢測(cè)分析結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>權(quán)利要求1、一種粉煤灰空心微珠表面改性增白的方法，其特征在于其工藝步驟為將粉煤灰空心微珠加水進(jìn)行攪拌分散；調(diào)節(jié)pH值后加入硫酸鋁和水玻璃溶液進(jìn)行沉淀反應(yīng)，在粉煤灰空心微珠表面包覆硅酸鋁；加完硫酸鋁和水玻璃溶液后繼續(xù)反應(yīng)一定時(shí)間；將反應(yīng)產(chǎn)物過(guò)濾、洗滌、干燥、解聚即得增白的粉煤灰空心微珠。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的粉煤灰空心微珠表面改性增白的方法，其特征是所述的粉煤灰空心微珠攪拌分散，其工藝條件為濃度=5%40%;溫度2095°C;攪拌時(shí)間520min。3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的粉煤灰空心微珠表面改性增白的方法，其特征是所述的調(diào)節(jié)pH值，pH二611。4、根據(jù)權(quán)利要求l所述的粉煤灰空心微珠表面改性增白的方法，其特征是所述的加入硫酸鋁溶液和水玻璃溶液進(jìn)行沉淀反應(yīng)，其工藝條件為硫酸鋁濃度0.1mol/llmol/l;水玻璃模數(shù)SiO2:Na2O=1.03.4;水玻璃濃度0.2mol/l2mol/l;Al:Si-l:ll:4。5、根據(jù)權(quán)利要求l所述的粉煤灰空心微珠表面改性增白的方法，其特征是所述的在粉煤灰空心微珠表面包覆硅酸鋁，其硅酸鋁與粉煤灰空心微珠質(zhì)量比為硅酸鋁粉煤灰空心微珠=0.11:1。6、根據(jù)權(quán)利要求l所述的粉煤灰空心微珠表面改性增白的方法，其特征是所述的加完硫酸鋁和水玻璃溶液后繼續(xù)反應(yīng)一定時(shí)間，其工藝條件為反應(yīng)時(shí)間20120min。全文摘要本發(fā)明涉及到一種粉煤灰空心微珠表面改性增白的方法，屬于礦物材料加工與環(huán)境治理領(lǐng)域。將粉煤灰空心微珠加水進(jìn)行攪拌分散、調(diào)節(jié)pH值后加入硫酸鋁和水玻璃溶液進(jìn)行沉淀反應(yīng)，在粉煤灰空心微珠表面包覆硅酸鋁；加完硫酸鋁和水玻璃溶液后反應(yīng)一定時(shí)間，將反應(yīng)產(chǎn)物過(guò)濾、洗滌、干燥、解聚即得增白的粉煤灰空心微珠。文檔編號(hào)C04B18/08GK101328035SQ200710117628公開(kāi)日2008年12月24日申請(qǐng)日期2007年6月20日優(yōu)先權(quán)日2007年6月20日發(fā)明者王彩麗,波邢,鄭水林申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)