[发明专利]应用膜分离技术对超细二氧化硅洗涤提纯的新工艺

说明书

                          技术领域

本发明设计涉及一种超细二氧化硅粉体的高效洗涤提纯和固液分离浓缩新方法。

                          背景技术

超细二氧化硅粉体是指粒径小于0.1mm的微米、亚微米、纳米级二氧化硅。超细二氧化硅的应用领域有(1)应用于胶粘剂、密封胶、玻璃钢及硅橡胶中有补强、增稠和触变性能；(2)应用于涂料、油墨中可作为消光剂和增稠剂；(3)应用于食品行业可对食品加工中的配料的吸附和解吸，使附料均匀地混合到食品中去，并保持天然营养成分，主要用作食品配料吸附剂，增稠剂和胶化剂，食品抗潮和抗结块剂，食品粉末分散剂；(4)应用于喷墨打印纸能大量吸附油墨，防止喷嘴的堵塞，并且图像具有层次感。(5)应用于电子行业可制备成CMP料浆，作为半导体硅片的抛光液，还可以和环氧树脂结合制备成电子封装材料；(6)可作为塑料的开口剂、牙膏的摩擦剂和增稠剂、化妆品中营养成分的载体、医药的高蛋白吸附剂制备降低血脂的药物及提高药效、农药载体，石油化工的高效催化剂载体等等，可以说超细二氧化硅已经渗透到我们日常生活的各个方面。

超细二氧化硅的制备方法主要有两种，一种为物理细磨法，由天然石英砂经过破碎、筛分、酸浸、洗涤、超细磨、干燥而成；另一种方法为化学合成法，由有机物相互反应，生成无定形的二氧化硅，再经过洗涤、过滤、干燥而成。由于超细二氧化硅粒径小、容易悬浮在溶液中，与离子性杂质相混，传统的板框压滤法和离心分离法在固液分离以及对颗粒的充分洗涤方面存在周期长、反复次数多、劳动强度大、效率低、效果差的现象。因此有必要对传统工艺方法进行改进，实现提高生产效率、提高产品质量的目的。

                          发明内容

本发明的目的是提供一种对超细二氧化硅粉体进行高效洗涤提纯和固液分离浓缩的新方法。该方法能有效对超细二氧化硅进行充分洗涤，高效去除离子性杂质，从而提高洗涤效率，提升产品质量。

本发明所采用的方法为：中位粒径D₅₀小于10μm的结晶型或无定形超细二氧化硅粉体经过酸处理后，形成浓度不高于30％，pH小于7，包含有SiO₂颗粒以及H⁺、SO₄^2-、Fe²⁺、Fe³⁺、Cl^-等离子性物质的粉体悬浮液，经过4倍体积的H₂O稀释后，在小于1MPa的压力下，通过孔径为0.001～1μm，材质为氧化铝或氧化锆的多通道无机陶瓷膜将溶液中的离子性物质排出膜外，再加入2倍体积的去离子水进行洗涤、纯化，离子性杂质逐渐被全部排出，溶液的pH达到7，电导率小于10μS/cm，超细二氧化硅颗粒被保留，浓缩后其质量百分比浓度也提高到40％。

本发明的优越性在于：

(1)洗涤效率高，选择不同的膜过滤面积，可以对不同量的超细二氧化硅进行动态洗涤，一次加入后，在1～3h内即可完成洗涤，不需要将滤饼打散，调浆，再压滤或离心的多次反复过程，节约了人力成本和时间，提高了生产效率。

(2)产率高，采用膜孔径0.001～1μm，材质为氧化铝或氧化锆的多通道无机陶瓷膜可以使离子性杂质透过膜排出体系，而保留固体颗粒，有效实现固液分离，固体产率大于99.5％，完全克服了板框压滤机或离心机中滤布精度不高，导致漏浆严重的缺陷。

(3)效果好，超细二氧化硅经过酸处理后形成了易氧化的二价铁离子，采用膜分离洗涤后能及时、完全地排出体系，避免滞留在体系中被氧化的可能性，其他离子也能得到充分洗涤并完全排出，从而提高了超细二氧化硅的纯度。

(4)无机陶瓷膜设备，抗污染强、化学稳定性好，耐强酸、强碱，使用寿命长(大于3年)。

                        具体实施方式

实施例1