本發(fā)明涉及無(wú)機(jī)硅化物生產(chǎn)，尤其涉及一種活性二氧化硅制備高模數(shù)硅酸鹽的制作方法。

背景技術(shù)：

1、硅灰，也叫微硅粉，是鐵合金在冶煉硅鐵和工業(yè)硅(金屬硅)時(shí)，礦熱電爐內(nèi)產(chǎn)生出大量揮發(fā)性很強(qiáng)的sio2和si蒸汽體副產(chǎn)物，副產(chǎn)物排放后與空氣迅速氧化，經(jīng)收集、冷卻而成，sio2含量較高，且屬于活性二氧化硅，但由于硅灰中同時(shí)存在大量雜質(zhì)，且成分復(fù)雜。稻殼灰，也稱(chēng)稻殼炭，是采用稻殼為原料經(jīng)焚燒或熱分解產(chǎn)生的含有較高二氧化硅成分的灰燼，其二氧化硅具有多孔和活性結(jié)構(gòu)。白炭黑廢料主要為生產(chǎn)白炭黑過(guò)程從廢氣、廢水、下腳料等收集得到的含有較高二氧化硅成分的廢料，其二氧化硅具有多孔和活性結(jié)構(gòu)。硅酸鈉，俗稱(chēng)水玻璃或泡花堿，是硅化合物的基本原料，在化工行業(yè)上被用來(lái)制造硅膠、白炭黑、沸石分子篩、偏硅酸鈉、硅溶膠、層硅及速溶粉狀硅酸鈉、硅酸鉀鈉等各種硅酸鹽類(lèi)產(chǎn)品。

2、目前硅酸鈉的生產(chǎn)方法主要有干法和濕法兩種。濕法生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)投資少，但產(chǎn)品模數(shù)不易控制并且偏低(一般為2.2-2.5)，質(zhì)量不穩(wěn)定。干法可生產(chǎn)各種模數(shù)的硅酸鈉，產(chǎn)品用途較廣，但生產(chǎn)投資大、生產(chǎn)成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提出一種活性二氧化硅制備高模數(shù)硅酸鹽的制作方法。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述的技術(shù)目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

3、本發(fā)明提供一種活性二氧化硅制備高模數(shù)硅酸鹽的制作方法，包括：

4、獲取二氧化硅物料，對(duì)二氧化硅物料進(jìn)行預(yù)處理，以去除二氧化硅物料中的異物以及磁性物質(zhì)，得到活性二氧化硅粉體；

5、將石英砂粉體與強(qiáng)堿、水按照第一預(yù)設(shè)質(zhì)量比混合均勻，并通入第一反應(yīng)釜中，在第一反應(yīng)釜中控制反應(yīng)溫度為150～200℃，并在第一反應(yīng)釜中反應(yīng)6～16h，在第一反應(yīng)釜中的反應(yīng)結(jié)束后降溫至100℃并過(guò)濾，得到濕法硅酸鹽液體，濕法硅酸鹽液體的模數(shù)n為1.0～3.0，分子式為na2o·nsio2或k2o·nsio2，濕法硅酸鹽液體的sio2含量為1～20％；

6、將活性二氧化硅粉體、濕法硅酸鹽液體按照第二預(yù)設(shè)質(zhì)量比混合均勻，得到混合漿料；

7、將混合漿料輸送至第二反應(yīng)釜中，在第二反應(yīng)釜中控制反應(yīng)溫度為85～200℃進(jìn)行反應(yīng)1～12h，并在第二反應(yīng)釜中的反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾，得到高模數(shù)硅酸鹽液體，高模數(shù)硅酸鹽液體的模數(shù)m為2.5～5.0，分子式為na2o·msio2或k2o·msio2，高模數(shù)硅酸鹽液體的sio2含量為10～30％。

8、在一些實(shí)施例中，對(duì)二氧化硅物料進(jìn)行預(yù)處理，以去除二氧化硅物料中的異物以及磁性物質(zhì)包括：

9、將二氧化硅物料輸送至旋風(fēng)分離器中去除異物，得到第一粉體；

10、將第一粉體進(jìn)行電磁或強(qiáng)磁磁選，以去除磁性物質(zhì)，得到第二粉體，第二粉體即活性二氧化硅粉體。

11、在一些實(shí)施例中，二氧化硅物料為硅灰、微硅粉、稻殼灰、白炭黑廢料、硅膠廢料的一種或幾種，二氧化硅物料的目數(shù)為過(guò)80目數(shù)或100目數(shù)或200目數(shù)。

12、在一些實(shí)施例中，石英砂粉體的目數(shù)為過(guò)80目數(shù)或100目數(shù)或140目數(shù)，石英砂粉體的sio2含量為98％及以上；強(qiáng)堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀。

13、在一些實(shí)施例中，在第一反應(yīng)釜中的反應(yīng)結(jié)束后降溫至100℃并過(guò)濾還包括：

14、在第一反應(yīng)釜中的反應(yīng)結(jié)束后，利用第一反應(yīng)釜的余壓將第一反應(yīng)釜內(nèi)的漿料轉(zhuǎn)移至過(guò)渡罐，并通過(guò)液液換熱降溫至100℃以?xún)?nèi)，在降溫后通過(guò)過(guò)濾器進(jìn)行過(guò)濾。

15、在一些實(shí)施例中，第一預(yù)設(shè)質(zhì)量比通過(guò)公式(1)表示，公式(1)如下：

16、sio2:naoh:h2o＝1:0.4～1.4:20～100；

17、或者，第一預(yù)設(shè)質(zhì)量比通過(guò)公式(2)表示，公式(2)如下：

18、sio2:koh:h2o＝1:1.2～1.9:10～100；

19、第二預(yù)設(shè)質(zhì)量比通過(guò)公式(3)表示，公式(3)如下：

20、sio2:na2o:nsio2＝1:0.5～2:10～90；

21、或者，第二預(yù)設(shè)質(zhì)量比通過(guò)公式(4)表示，公式(4)如下：

22、sio2:k2o:nsio2＝1:0.5～2.5:90。

23、在一些實(shí)施例中，第一反應(yīng)釜為壓力反應(yīng)釜，第一反應(yīng)釜被配置為通入蒸汽加溫至150～200℃；第二反應(yīng)釜為壓力反應(yīng)釜或常壓反應(yīng)釜，第二反應(yīng)釜被配置為通入蒸汽或采用間接換熱加溫至85～200℃。

24、在一些實(shí)施例中，高模數(shù)硅酸鹽液體為高模數(shù)硅酸鈉液體或高模數(shù)硅酸鉀液體。

25、在一些實(shí)施例中，將石英砂粉體與強(qiáng)堿、水按照第一預(yù)設(shè)質(zhì)量比混合均勻包括：

26、將石英砂粉體與強(qiáng)堿、水按照第一預(yù)設(shè)質(zhì)量比輸入至第一攪拌反應(yīng)釜中混合均勻；

27、將活性二氧化硅粉體、濕法硅酸鹽液體按照第二預(yù)設(shè)質(zhì)量比混合均勻，得到混合漿料包括：

28、將活性二氧化硅粉體、濕法硅酸鹽液體按照第二預(yù)設(shè)質(zhì)量比輸入至第二攪拌反應(yīng)釜中混合均勻，得到混合漿料。

29、在一些實(shí)施例中，高模數(shù)硅酸鹽溶液用于生產(chǎn)無(wú)機(jī)硅化物產(chǎn)品，無(wú)機(jī)硅化物產(chǎn)品包括硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鉀鈉、偏硅酸鈉、白炭黑、硅膠、硅溶膠、分子篩的任意一項(xiàng)。

30、區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，上述技術(shù)方案中，通過(guò)獲取二氧化硅物料，對(duì)二氧化硅物料進(jìn)行預(yù)處理，以去除二氧化硅物料中的異物以及磁性物質(zhì)，得到活性二氧化硅粉體；將石英砂粉體與強(qiáng)堿、水按照第一預(yù)設(shè)質(zhì)量比混合均勻，并通入第一反應(yīng)釜中，在第一反應(yīng)釜中控制反應(yīng)溫度為150～200℃，并在第一反應(yīng)釜中反應(yīng)6～16h，在第一反應(yīng)釜中的反應(yīng)結(jié)束后降溫至100℃并過(guò)濾，得到濕法硅酸鹽液體，濕法硅酸鹽液體的模數(shù)n為1.0～3.0，分子式為na2o·nsio2或k2o·nsio2，濕法硅酸鹽液體的sio2含量為1～20％；將活性二氧化硅粉體、濕法硅酸鹽液體按照第二預(yù)設(shè)質(zhì)量比混合均勻，得到混合漿料；將混合漿料輸送至第二反應(yīng)釜中，在第二反應(yīng)釜中控制反應(yīng)溫度為85～200℃進(jìn)行反應(yīng)1～12h，并在第二反應(yīng)釜中的反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾，得到高模數(shù)硅酸鹽液體，高模數(shù)硅酸鹽液體的模數(shù)m為2.5～5.0，分子式為na2o·msio2或k2o·msio2，高模數(shù)硅酸鹽液體的sio2含量為10～30％。

31、采用上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其具有的有益效果為：

32、1、本發(fā)明利用工業(yè)副產(chǎn)的二氧化硅物料為原料生產(chǎn)高模數(shù)硅酸鹽，實(shí)現(xiàn)高值化利用，活性二氧化硅中二氧化硅的活化度極高，容易與濕法硅酸鹽溶液進(jìn)行反應(yīng)，二氧化硅溶解率高，能耗低。

33、2、本發(fā)明克服了濕法硅酸鈉只能制得低模數(shù)硅酸鈉的問(wèn)題，利用工業(yè)副產(chǎn)的活性二氧化硅與濕法硅酸鈉液體反應(yīng)，通過(guò)梯度制備制得高模數(shù)硅酸鈉液體，不直接采用強(qiáng)堿與之反應(yīng)，可極大的節(jié)約生產(chǎn)成本，生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單，產(chǎn)品質(zhì)量可控，容易實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種活性二氧化硅制備高模數(shù)硅酸鹽的制作方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性二氧化硅制備高模數(shù)硅酸鹽的制作方法，其特征在于，對(duì)所述二氧化硅物料進(jìn)行預(yù)處理，以去除所述二氧化硅物料中的異物以及磁性物質(zhì)包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的活性二氧化硅制備高模數(shù)硅酸鹽的制作方法，其特征在于，所述二氧化硅物料為硅灰、微硅粉、稻殼灰、白炭黑廢料、硅膠廢料的一種或幾種，所述二氧化硅物料的目數(shù)為過(guò)80目數(shù)或100目數(shù)或200目數(shù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性二氧化硅制備高模數(shù)硅酸鹽的制作方法，其特征在于，所述石英砂粉體的目數(shù)為過(guò)80目數(shù)或100目數(shù)或140目數(shù)，所述石英砂粉體的sio2含量為98％及以上；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性二氧化硅制備高模數(shù)硅酸鹽的制作方法，其特征在于，在第一反應(yīng)釜中的反應(yīng)結(jié)束后降溫至100℃并過(guò)濾還包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性二氧化硅制備高模數(shù)硅酸鹽的制作方法，其特征在于，所述第一預(yù)設(shè)質(zhì)量比通過(guò)公式(1)表示，公式(1)如下：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性二氧化硅制備高模數(shù)硅酸鹽的制作方法，其特征在于，所述第一反應(yīng)釜為壓力反應(yīng)釜，所述第一反應(yīng)釜被配置為通入蒸汽加溫至150～200℃；

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性二氧化硅制備高模數(shù)硅酸鹽的制作方法，其特征在于，所述高模數(shù)硅酸鹽液體為高模數(shù)硅酸鈉液體或高模數(shù)硅酸鉀液體。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性二氧化硅制備高模數(shù)硅酸鹽的制作方法，其特征在于，將石英砂粉體與強(qiáng)堿、水按照第一預(yù)設(shè)質(zhì)量比混合均勻包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活性二氧化硅制備高模數(shù)硅酸鹽的制作方法，其特征在于，所述高模數(shù)硅酸鹽溶液用于生產(chǎn)無(wú)機(jī)硅化物產(chǎn)品，所述無(wú)機(jī)硅化物產(chǎn)品包括硅酸鈉、硅酸鉀、硅酸鉀鈉、偏硅酸鈉、白炭黑、硅膠、硅溶膠、分子篩的任意一項(xiàng)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種活性二氧化硅制備高模數(shù)硅酸鹽的制作方法，通過(guò)石英砂和強(qiáng)堿制備中模數(shù)濕法硅酸鹽液體，再將活性二氧化硅與制得的中模數(shù)硅酸鹽液體進(jìn)行反應(yīng)，過(guò)濾制備高模數(shù)硅酸鹽液體，以廉價(jià)的活性二氧化硅為重要原料，活性二氧化硅中二氧化硅的活化度極高，容易與濕法硅酸鹽溶液進(jìn)行反應(yīng)，二氧化硅溶解率高，能耗低，提供產(chǎn)品附加值；克服了濕法硅酸鈉只能制得低模數(shù)硅酸鈉的問(wèn)題，利用工業(yè)副產(chǎn)的活性二氧化硅與濕法硅酸鈉液體反應(yīng)，通過(guò)梯度制備制得高模數(shù)硅酸鈉液體，不直接采用強(qiáng)堿與之反應(yīng)，可極大的節(jié)約生產(chǎn)成本，生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)單，產(chǎn)品質(zhì)量可控，容易實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，能實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：陳衛(wèi)群,林祥龍,付建清,余梁哥,方世國(guó)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：元力硅材料（南平）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8