一種五水偏硅酸鈉的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及偏硅酸鈉的生產(chǎn)技術(shù)，特別涉及一種五水偏硅酸鈉的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 偏硅酸鈉的常規(guī)生產(chǎn)方法是以石英砂和燒堿為原料，將一定濃度的氫氧化鈉溶液 和石英砂按照一定比例混合后在100-150°c下反應(yīng)，再進行調(diào)模、結(jié)晶和干燥等工藝生產(chǎn)而 成，通常石英砂的粒度為100-325目之間。除了以石英砂為原料的主要生產(chǎn)工藝外，在現(xiàn)有 工藝中，還有以硅灰石（主要成分為CaSiO 3)、多晶硅生產(chǎn)廢物(主要成分為SiCl4)、廢硅膠、 蛇紋石提鎂殘渣、硅藻土、廢玻璃、粉煤灰、鋁礬土提取硫酸鋁廢渣、氧氯化鋯副產(chǎn)廢堿液等 為原料采用濕法或干法的制備工藝，這些工藝都采用了廢棄物或廉價原材料為原料，以求 降低生產(chǎn)成本和減少環(huán)境污染，但由于雜質(zhì)不易去除和工藝過程難控制等原因，上述工藝 在生產(chǎn)應(yīng)用方面上均存在應(yīng)用規(guī)模及范圍的限制。
[0003] 專利號為201510566278.X的中國發(fā)明專利公開了一種五水偏硅酸鈉的生產(chǎn)方法， 所述生產(chǎn)方法包括以下步驟：（1)以二氧化硅含量為99.3-100 %的石英砂和氧化鈉含量為 45~50 %的燒堿為反應(yīng)原料，所述石英砂與所述燒堿的重量比1:1.5-1.8，在壓力0.6-1.6MPa、溫度150-200°C的條件下反應(yīng)4-12小時，得液體硅酸鈉粗液；（2)在80-95°C溫度下， 向所述液體硅酸鈉粗液中加入絮凝劑，攪拌30-60分鐘，靜置10-15小時，得絮凝液，向所述 絮凝液中加入助濾劑，經(jīng)過濾裝置進行過濾，得硅酸鈉精制液和濾渣；（3)將所述硅酸鈉精 制液和氧化鈉含量為50 %的燒堿按照重量比1.5-2.5:1的比例進行混合，制得二氧化硅與 氧化鈉總含量為55-60%的五水偏硅酸鈉熔融液體；（4)將所述五水偏硅酸鈉熔融液體進行 冷卻，冷卻的同時向所述五水偏硅酸鈉熔融液體內(nèi)通入壓縮空氣，進行氣流攪拌，使所述五 水偏硅酸鈉熔融液體的溫度冷卻至65-70°C; (5)將上述冷卻后的五水偏硅酸鈉熔融液體與 小顆粒晶種進行充分混合攪拌，使所述五水偏硅酸鈉熔融液體均勻地附著在所述小顆粒晶 種表面，再經(jīng)冷卻后，使所述五水偏硅酸鈉熔融液體在所述小顆粒晶種表面固化結(jié)晶；（6) 結(jié)晶后，再經(jīng)過風(fēng)冷或水冷，冷卻至50°C以下，經(jīng)18-30目篩進行篩分，即得。
[0004] 上述專利公開的五水偏硅酸鈉的生產(chǎn)方法是以二氧化硅含量為99.3-100%的石 英砂和氧化鈉含量為45~50%的燒堿為反應(yīng)原料，其仍存在雜質(zhì)不易去除和工藝過程難控 制的問題，因而應(yīng)用規(guī)模及范圍較小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種反應(yīng)條件易控制的五水偏硅酸鈉的生產(chǎn) 方法。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0007] -種五水偏硅酸鈉的生產(chǎn)方法，將氫氧化鈉固體、微硅粉和水混合，獲得氫氧化鈉 質(zhì)量濃度為37-39 %的混合液，將所述混合液置于60-80°C條件下反應(yīng)30-90min，然后將反 應(yīng)后的混合液進行過濾，取過濾后的清液進行調(diào)模，調(diào)整模數(shù)為0.6-1.6,將調(diào)模后的清液 于40-52°C條件下進行結(jié)晶，獲得所述五水偏硅酸鈉。
[0008] 本發(fā)明的有益效果在于：
[0009] (1)反應(yīng)溫度可由現(xiàn)有技術(shù)的100-150°c降為60_80°C，且可以利用燒堿溶解和反 應(yīng)放出的熱量，實際僅需消耗很少電能，同時可以縮短反應(yīng)時間，無需在高溫高壓條件下進 行，可以有效降低生產(chǎn)的能耗，且反應(yīng)條件便于控制，進而可以實現(xiàn)大規(guī)模的應(yīng)用；
[0010] (2)37-39%質(zhì)量濃度的混合液的設(shè)計，可以有效提高產(chǎn)品產(chǎn)率并保證具有好的產(chǎn) 品質(zhì)量，具體的說，混合液濃度過低會使反應(yīng)變慢，影響產(chǎn)品質(zhì)量;混合液濃度過高對設(shè)備 腐蝕較大，也影響產(chǎn)品質(zhì)量;本發(fā)明獲得的五水偏硅酸鈉可達到國家優(yōu)等品標(biāo)準(zhǔn)；
[0011] (3)清液調(diào)整模數(shù)在0.6-1.6之間，可以將硅酸鈉有效的轉(zhuǎn)化為偏硅酸鈉，模數(shù)偏 離高或偏低都不利于產(chǎn)品的制備；
[0012] (4)能將微硅粉變廢為寶，實現(xiàn)資源循環(huán)利用。
【具體實施方式】
[0013] 為詳細說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式予以說明。
[0014] 本發(fā)明最關(guān)鍵的構(gòu)思在于:采用微硅粉和氫氧化鈉為原料來制備五水偏硅酸鈉， 從而具有反應(yīng)條件易控制且雜質(zhì)易去除的優(yōu)點。
[0015] 本發(fā)明提供的一種五水偏硅酸鈉的生產(chǎn)方法，將氫氧化鈉固體、微硅粉和水混合， 獲得氫氧化鈉質(zhì)量濃度為37-39 %的混合液，將所述混合液置于60-80°C條件下反應(yīng)30-90min，然后將反應(yīng)后的混合液進行過濾，取過濾后的清液進行調(diào)模，調(diào)整模數(shù)為0.6-1.6， 將調(diào)模后的清液于40_52°C條件下進行結(jié)晶，獲得所述五水偏硅酸鈉。
[0016] 微硅粉也叫硅灰，是鐵合金在冶煉硅鐵和工業(yè)硅(金屬硅）時，或鋯英砂電熔法生 產(chǎn)氧化鋯時，電爐內(nèi)產(chǎn)生出大量揮發(fā)性很強的SiO 2和Si氣體，氣體排放后與空氣迅速氧化 冷凝收集而成，主要應(yīng)用于水泥和耐火材料等行業(yè)用作摻合劑或添加劑，部分微硅粉由于 質(zhì)量和性能難以達到應(yīng)用要求仍被廢置。由于微硅粉具有粒度小、活性高的特性，平均粒度 一般在1微米左右，主要成分SiO 2含量一般在90%以上，因此通過提純處理可用于生產(chǎn)偏硅 酸鈉。
[0017] 現(xiàn)有技術(shù)中并未有任何文件公開將微硅粉作為原料以用于生產(chǎn)五水偏硅酸鈉。原 因可能是:一方面，本領(lǐng)域技術(shù)人員對微硅粉的了解及其在具體領(lǐng)域的應(yīng)用的認識還不夠； 另一方面，本領(lǐng)域技術(shù)人員普遍認為微硅粉的提純存在一定的難度，因而一直不會將微硅 粉作為制備五水偏硅酸鈉的原料。本申請的發(fā)明人經(jīng)過長期的實驗發(fā)現(xiàn)，將微硅粉作為生 產(chǎn)五水偏硅酸鈉的原料，其反應(yīng)溫度比采用石英砂低，反應(yīng)時間比石英砂短，具體的反應(yīng)溫 度可由100-150°C降為60-80°C，無需在高溫高壓條件下進行，能有效減少能耗，同時又能將 微硅粉變廢為寶，實現(xiàn)資源循環(huán)利用。
[0018] 混合液中，氫氧化鈉固體、微硅粉和水的比例不做具體限定、同時氫氧化鈉的純度 也不做限定，只要混合液中氫氧化鈉的質(zhì)量濃度為37-39%即可。
[0019] 從上述描述可知，本發(fā)明的有益效果在于：
[0020] (1)反應(yīng)溫度可由現(xiàn)有技術(shù)的100-150°C降為60-80°C，且可以利用燒堿溶解和反 應(yīng)放出的熱量，實際僅需消耗很少電能，同時可以縮短反應(yīng)時間，無需在高溫高壓條件下進 行，可以有效降低生產(chǎn)的能耗，且反應(yīng)條件便于控制，進而可以實現(xiàn)大規(guī)模的應(yīng)用；
[0021] (2)37-39%濃度的混合液的設(shè)計，可以有效提高產(chǎn)品產(chǎn)率并保證具有好的產(chǎn)品質(zhì) 量，具體的說，混合液濃度過低會使反應(yīng)變慢，影響產(chǎn)品質(zhì)量;混合液濃度過高對設(shè)備腐蝕 較大，也影響產(chǎn)品質(zhì)量;本發(fā)明獲得的五水偏硅酸鈉可達到國家優(yōu)等品標(biāo)準(zhǔn)；
[0022] (3)清液調(diào)整模數(shù)在0.6-1.6之間，可以將硅酸鈉有效的轉(zhuǎn)化為偏硅酸鈉，模數(shù)偏 離高或偏低都不利于產(chǎn)品的制備；
[0023] (4)能將微硅粉變廢為寶，實現(xiàn)資源循環(huán)利用。
[0024]進一步的，將所述微硅粉提純至微硅粉中的SiO2的純度為99%以上。
[0025]由上述描述可知，可以對SiO2的純度未達到99%的微硅粉進行提純，即將含有一 定雜質(zhì)的微硅粉進行提純處理，主要采用快速沉降分離、稀酸浸出、清洗等工序去除微硅粉 中夾帶的管道鐵肩、2抑2^1 203、？6203工&0、1^0等雜質(zhì)，將主要成分5丨0 2含量提高到99%以 上，可以保證制備的五水偏硅酸鈉的產(chǎn)品合格率。
[0026] 進一步的，將過濾后的濾渣加入所述混合液中。
[0027] 由上述描述可知，可以將濾渣繼續(xù)加入混