利用穀殼稻草製造無定型二氧化矽超微粉末的方法
2023-10-09 10:02:39
專利名稱:利用穀殼稻草製造無定型二氧化矽超微粉末的方法
本發明涉及一種用穀殼、稻草製備無定形二氧化矽超微粉末的方法。
無定形或結晶二氧化矽在工業方面都有著廣泛的應用。目前在工業無定形二氧化矽的製造工藝，所採用的原料都是來源於礦物界，比如石英砂，其製造成本很高。
在與本發明主題相關的現有技術方面，目前，農業廢棄物，如穀殼、麥殼、稻草的再利用已引起人們的普遍關注。人們經過長期研究發現，穀殼、稻草、小麥殼、燕麥殼含有很高的二氧化矽。人們已經利用穀殼、稻草製造建築材料，例如英國的一項專利GB2050341公開了一種用稻殼或稻草製造水泥的方法。該發明是利用稻草燃燒的灰與氧化鈣或氫氧化鈣等混合，添加一些附加物質製造水泥。例如美國專利US4049464，為了獲得建築用二氧化矽，先將穀殼放在200～450℃燃燒一次，第二次在450～550℃加入氧化劑燃燒，第三次在700～800℃燃燒，獲得建築用結晶二氧化矽。
本發明的發明人經過長期對穀殼、稻草裡無定形二氧化矽形態、結構的探索研究，發現穀殼、稻草裡含有無定形二氧化矽，且顆粒均一，直徑很小，呈球狀。根據產地不同，所含無定形二氧化矽有所差別。以中國南方夏季水稻的穀殼為例，所含無定二氧化矽顆粒直徑0.04～0.05微米，含量15～16%，形態球狀，有實心和空心兩種結構。
本發明的目的在於保留穀殼、稻草裡二氧化矽的結構，提取無定形二氧化矽超微粉末。
下面介紹本發明實現的詳細過程本發明實現的工藝過程主要有兩項一是焙燒，二是清洗。
首先將穀殼分層放置在窯內，並在每一層設有通氣管，通氣管管壁開有小孔。窯內不需添加其他燃料，穀殼的焙燒完全是利用每公斤穀殼含有的3500～4000卡熱量逐層進行引燃焙燒通過對通氣管排出進入窯內空氣量的控制，將窯內溫度控制在600℃以下。焙燒完畢後，用稀鹽酸或稀硫酸處理60～90分鐘並用蒸溜水或離子交換水衝洗，去除產品中含有的氧化鎂、氧化鈉、氧化鈣、氧化鉀等雜質，乾燥後，用氣流粉碎機(FlUid energy mill)解碎，即可獲得含量為92～95%白色的無定形二氧化矽超微粉末。
用本發明所述的方法製取的無定形二氧化矽，經日本日立公司H600型透射電鏡觀測，二氧化矽顆粒直徑為0.04～0.05微米，顆粒之間連結很鬆散，每一顆粒有上百以上的微孔，其中有一種內部為空心結構，上述觀測結果證實，根據本發明製造無定形二氧化矽超微粉末保留了原來穀殼中二氧化矽的自然結構。見圖2。
下面是本發明的具體實施例在本實施例中，磚窯內的穀殼分四層放置，見圖1;在每一層穀殼(1)上覆蓋一層黑穀殼灰，每一層都通有通氣管(2)，通氣管直徑為10～15公分，通氣管管壁四周開有直徑為2毫米的微孔。引火後，穀殼在窯內焙燒，通過控制通氣管的進氣量來將窯內溫度控制在600℃以下，避免穀殼中二氧化矽結構受到破壞。5萬公斤穀殼(中國南方品種)完全焙燒需要三十天。穀殼在窯內焙燒完畢後取出產品，出窯後的產品含有鈣、鉀、鈉、鎂、鐵等氧化物，用2～10%的鹽酸處理60～70分鐘，然後用蒸溜水衝洗。在低溫烤乾後，使用氣流粉碎機進行解碎。即可得到含量為92～95%的特殊結構的白色無定形二氧化矽粉末。
用本發明製取的無定形二氧化矽保留了穀殼中二氧化矽的特殊結構。不僅利用穀殼，用稻草或麥殼也同樣可以製取無定形二氧化矽超微粉末。
用本發明所述的方法獲得的無定形二氧化矽與目前以礦物為原料製造出來的無定形二氧化矽相比，具有直徑大小均一，顆粒呈球狀，還有中空結構的特徵。這種無定形二氧化矽在工業上有著廣泛的用途，不含任何對人體有害物質。
利用穀殼或稻草製造無定形二氧化矽超微粉末，方法簡單，成本低廉，原料來源極其豐富，可以大量生產。
圖1為窯的結構;
1-穀殼 2-通氣管 3-黑穀殼灰4-窯體圖2為無定形二氧化矽超微粉末形態結構照片照片是用H600A型透射電鏡獲得的，加速電壓100KV·放大倍數100，000倍。
權利要求
1.利用穀殼或稻草製取的無定型二氧化矽超微粉末，其特徵在於所述的無定形二氧化矽具有穀殼或稻草中無定型二氧化矽的自然結構，顆粒呈球狀，大小均一，顆粒呈空心，顆粒上有微孔。
2.利用穀殼或稻草製取權利要求
1所述的無定形二氧化矽超微粉末的方法，其特徵在於a.將穀殼放入窯內，穀殼在窯內分層放置;b.窯內利用穀殼自身作燃料，穀殼自下而上逐層焙燒;c.窯內每層都設有通氣管，通過對通氣管排出進入窯內空氣量的控制，將窯內溫度控制在600℃以下;d.焙燒後，用稀鹽酸或稀硫酸處理60～90分鐘，並用蒸溜水或離子交換水衝洗，去除鈣、鎂、鈉、鉀等氧化物;e.產品進行乾燥並用氣流粉碎機將結塊解碎。
3.根據權利要求
2所述的無定形二氧化矽超微粉末的製造方法，其特徵在於可以用麥殼代替穀殼或稻草製取無定形二氧化矽超微粉末。
專利摘要
本發明公開了一種利用穀殼、稻草製取無定型二氧化矽超微粉末的方法。該方法是先將穀殼或稻草放入窯內焙燒，然後進行清洗，即可獲得含量在92％以上的無定型二氧化矽超微粉末。這種無定型二氧化矽保留了穀殼、稻草中無定型二氧化矽的自然結構，具有顆粒大小均一，直徑僅有0.04～0.05微米，顆粒呈球狀、空心結構的特徵。
文檔編號C01B33/12GK86104705SQ86104705
公開日1988年5月18日 申請日期1986年7月14日
發明者黃小英 申請人:黃小英導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan