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利用工业固体废弃物制备二氧化硅功能材料的前景分析

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利用固废中的二氧化硅制备白炭黑或者气凝胶是高值利用固废的重要途径,但应该将固废中价值较高的稀土金属及氧化铝等有价成分提取后,再用于白炭黑或者二氧化硅气凝胶的制备。

此外,由固废制备二氧化硅气凝胶虽具有优良的理化性质,但也存在力学性能差、加工成型性差等不足之处,可考虑与其他材料复合,从而弥补其在力学性能上的不足和扩大应用领域。

另外,酸溶法制备工艺由于需使用强酸脱出铁、炭等杂质,存在废酸不易处理的问题,相比之下,碱熔法制备工艺更有优势。但碱熔法制备工艺也存在熔炼反应温度高而导致能耗高的缺陷。制备过程中引入微波辐照催化及亚熔盐技术,能显著降低能耗,是固废制备白炭黑或者二氧化硅气凝胶的绿色工艺。

以粉煤灰、钢渣、锂渣等固废合成沸石,可将固废中的二 氧化硅作为合成沸石的硅源,合成的沸石的性质与用较昂贵 的前驱体和化学品合成的产品具有相似的应用价值和优点。

但在合成沸石之前,需对固废进行强酸除杂预处理和后续的碱熔处理,才能将二氧化硅和氧化铝转化为由硅酸钠和铝酸钠组成的基质材料。此外,由于固废中含有杂质(CaO和Fe2O3等) ,将阻碍沸石的成核,也需在碱熔处理前进行酸处理以除去杂质。当固废中的铝硅比较低时,应额外补充适当的铝源,从而制备出性能优良的沸石。

随着工业社会的迅速发展,固废的处理问题变得愈发突出,探索固废高附加值利用的方法已成为热点问题。

高效利用固废中的二氧化硅制备多孔性、耐高温、电绝缘性和催化性能优良的功能材料,不仅有助于减少环境污染,而且能最大限度地发挥固废的价值。

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