[发明专利]从金伯利岩尾矿制备非晶二氧化硅的方法

权利要求书

1.一种从金伯利岩尾矿制备非晶二氧化硅的方法，所述方法包括：

(i)用无机酸处理金伯利岩尾矿，并且洗涤酸处理的尾矿；

(ii)将所述酸处理和洗涤的金伯利岩尾矿与苛性钠溶液反应，以获得反应物质；

(iii)将在步骤(ii)中获得的反应物质过滤，以获得作为滤液的硅酸钠溶液；

(iv)将在步骤(iii)中获得的硅酸钠溶液稀释；

(v)将无机酸稀释至2至15N的浓度范围以用作酸化剂；

(vi)将在硅酸盐溶液中的Na⁺离子浓度调节至0.5至1.5摩尔/升的范围；

(vii)加热该稀释的硅酸钠溶液；

(viii)将步骤(v)的所述稀释的酸加入步骤(vii)的所述加热的硅酸钠溶液中，以部分地中和所述硅酸盐溶液中的碱；

(ix)在搅拌下，将在步骤(viii)中所获得的所述部分中和的硅酸钠溶液间歇地陈化5至20分钟范围的时间；

(x)加入余下的酸，以完成在硅酸钠溶液中存在的碱的中和；

(xi)使溶液的最终pH达到2至6的范围，以完全地沉淀二氧化硅；

(xii)将浆液过滤出二氧化硅沉淀，并且洗涤所获得的饼直至它没有硫酸根离子，干燥并且粉碎干燥的饼，以获得细小的二氧化硅粉末。

2.根据权利要求1中所述的方法，其中所采用的金伯利岩尾矿具有下列化学组分：30-32％二氧化硅；2-5％Al₂O₃；5-8％TiO₂；8-10％CaO；20-24％MgO；5-11％Fe₂O₃和在13-15％范围内的烧失量。

3.根据权利要求1中所述的方法，其中所采用的无机酸选自由HCl和HNO₃构成的组。

4.根据权利要求1中所述的方法，其中步骤(i)中的酸处理是在75至100℃范围内的温度，在1至10N的酸浓度范围内和在1至6小时范围内的反应时期进行的。

5.根据权利要求1中所述的方法，其中所述酸处理的金伯利岩尾矿是用在6至10％浓度范围内的氢氧化钠溶液处理的。

6.根据权利要求5中所述的方法，其中所述处理是在沸腾温度，在敞口容器中或者在95至200℃范围内的温度，在封闭容器中进行的，并且进行在1至6小时范围的时间。

7.根据权利要求1中所述的方法，其中将所述碱处理的反应物质过滤，以获得硅酸钠溶液，并且将残余物处置掉。

8.根据权利要求1中所述的方法，其中二氧化硅在硅酸钠溶液中的浓度在40至125克/升的范围内变化。

9.根据权利要求1中所述的方法，其中所述酸化剂是选自由HCl和HNO₃构成的组的无机酸。

10.根据权利要求9中所述的方法，其中所述酸化剂的浓度在2至15N的范围内。

11.根据权利要求1中所述的方法，其中在所述硅酸钠溶液中的Na⁺浓度在0.5至1.5摩尔/升的范围内变化。

12.根据权利要求1中所述的方法，其中在步骤(vii)中，在连续搅拌下，将所述硅酸钠溶液加热至在50至90℃范围内的温度。

13.根据权利要求1中所述的方法，其中在步骤(viii)中，硅酸钠溶液中存在的碱是在高温和持续搅拌下，通过在5至15分钟的时间范围内以恒定的速率加入稀酸，在10至40％的范围内部分中和的。

14.根据权利要求1中所述的方法，其中在步骤(x)中，在硅酸钠溶液中所余下的碱是通过在与步骤(viii)相同的温度和持续搅拌下，通过在20至60分钟的时间范围内加入稀酸，直至最终浆液的pH是在2至6的范围内来中和的。

15.根据权利要求1中所述的方法，其中将包含非晶二氧化硅的水性浆液过滤，通过自来水洗涤直至没有硫酸根离子，在空气循环干燥器中干燥，并且粉碎，以获得细小的粉末。

16.根据权利要求1中所述的方法，其中使所述浆液的最终pH达到3至5的范围，以完全沉淀所述的二氧化硅。