[发明专利]一种利用植硅体硅矿固相法制备硅酸钠工艺

说明书

本发明公开了一种利用植硅体硅矿固相法制备硅酸钠工艺，包括：步骤一、采用由植硅体硅矿处理所得到的含炭纳微级二氧化硅粉和烧碱为原料，固相法制备硅酸钠粉体；步骤二、对步骤一所得的硅酸钠粉体送入反应釜，按所需模数加碱液，反应釜加热到120‑180℃，溶解时间2‑8h，压力维持0.30‑0.50MPa，冷却后过滤，形成所需模数液体硅酸钠浆料；步骤三、对步骤二所得的液态硅酸钠进行处理得到对应模数的可溶性硅酸钠粉末、无水偏硅酸钠、五水偏硅酸钠或九水偏硅酸钠。本发明采用由植硅体硅矿处理所得到的含炭纳微级二氧化硅粉为原料，提供一种节能低碳的硅酸钠生产工艺，提升了植硅体硅矿粉的使用价值和经济效益，极具推广价值。

技术领域

本发明涉及硅酸钠工业化生产技术领域，特别是一种利用植硅体硅矿固相法制备硅酸钠工艺。

背景技术

硅酸钠用途非常广泛，几乎遍及国民经济的各个部门，在化工系统用来制造硅胶、白炭黑、沸石分子筛、偏硅酸钠硅溶胶，层硅及速溶粉状硅酸钠，硅酸钾钠等各种硅酸盐类产品，是硅化合物的基本原料；在轻工业中是洗衣粉、肥皂等洗剂中不可缺少的原料，也是水质轻化剂、助洗剂；在纺织工业中用于助染、漂白和浆纱；在机械行业中广泛用于铸造、砂轮制造和金属防腐剂等；在建筑行业中用于制造快干水泥、耐酸水泥防水油、土壤固化剂、耐火材料等。

本发明寻觅到一种特别的二氧化硅粉体——含炭纳微级二氧化硅粉，是植物体内的SiO₂，尤其是湖相一年生草本科聚集死亡沉积在一起，其粒度特别细小，300nm-5μm。同时由于含炭纳微级二氧化硅粉颗粒细小，生产时容易形成大量SiO₂粉尘，因此本发明改进烧结工艺，采用硅酸钠作粘结剂压制含炭纳微级二氧化硅粉和烧碱或纯碱成为块体工艺，可以避免生产中SiO₂逃逸，达到清洁生产。本发明使得SiO₂和Na原位反应，反应温度比现有工艺低约100^℃。本发明工艺简单，可工业化生产，能耗低，绿色环保和创新性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种利用植硅体硅矿固相法制备硅酸钠工艺，以解决上述技术背景中提出的问题。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：

一种利用植硅体硅矿固相法制备硅酸钠工艺，包括以下步骤：

步骤一、采用由植硅体硅矿处理所得到的含炭纳微级二氧化硅粉和烧碱为原料，固相法制备硅酸钠粉体；

步骤二、对步骤一所得的硅酸钠粉体送入反应釜，按所需模数加碱液，反应釜加热到 120-180℃，溶解时间2-8h，压力维持0.30-0.50MPa，冷却后过滤，形成所需模数液体硅酸钠。其中，碱液为30～50％NaOH溶液；

上述技术方案中，对步骤二所得的液态硅酸钠进行处理得到对应模数的可溶性硅酸钠粉末、无水偏硅酸钠、五水偏硅酸钠或九水偏硅酸钠。

上述技术方案中，可溶性硅酸钠粉末制备方法为：对步骤二所得的液态硅酸钠喷雾干燥，粉碎20-60目，得到对应模数可溶性硅酸钠粉末。

上述技术方案中，无水偏硅酸钠的制备方法为：对步骤二所得的液体硅酸钠溶液加入晶种，晶种重量与将得到的偏硅酸钠干重比为0.1-0.5：9.5，搅拌1-2h，喷雾干燥出料，过20-60 目筛，即得无水偏硅酸钠。

上述技术方案中，五水/九水偏硅酸钠的制备方法为：对步骤二所得的液体硅酸钠溶液加热至60-80℃至溶液饱和状态，加入晶种，晶种重量与将得到的五水/九水偏硅酸钠比为 0.1-0.5：9.5，搅拌时间1-2h，逐渐降温速率5-10℃/h析晶，过20-60目筛，即得五水/九水偏硅酸钠，将得到的残余溶液重复以上步骤，循环多次加热到降温的析晶过程，多次得到五水/ 九水偏硅酸钠。

上述技术方案中，步骤一中，固相法制备硅酸钠粉体的方法包含：