[发明专利]一种液相法生产高模数硅酸钠的方法

说明书

技术领域

本发明属于无机硅酸盐领域，具体地说是一种液相法生产高模数硅酸钠的生产方法。

背景技术

硅酸钠常用其硅碱比称模数，用M表示。通常模数M＜3的称低模数,模数M＞3的称高模数。目前生产硅酸钠常用的生产方法包括固相法和液相法，固相法是在高温下，溶解一定摩尔比的碳酸钠和石英砂，可生产不同模数的硅酸钠产品。其缺点是能耗比较大；液相法是将液体的氢氧化钠和石英粉泵入反应釜中,在高温（约170℃）及高压（约6kgf/cm2）下反应，直接制成液体水玻璃，模数一般在2.8以下; 中国专利CN1030216 公开了”湿法制高模数水玻璃的方法”，是将湿法制的低模数水玻璃与稀硫酸反应并处理后得到一种硅酸胶冻；再将此硅酸胶冻与低模数水玻璃进行调配即得到高模数水玻璃，从而完善了湿法工艺。但其中使用硅酸钠和硫酸钠反应产生的凝胶和所生成的硫酸钠对环境造成了污染。专利1044632A公开了一种热液法生产硅酸钠溶液的生产方法。是采用石英砂和氢氧化钠水溶液反应，形成模数M为2.9:1的硅酸钠水溶液；再用此硅酸钠水溶液为半成品与1100℃左右经老化过的石英进行反应，生产出高模数硅酸钠溶液。但是要使用经高温老化后的石英，相应也提高了能耗，成本也较高。

发明内容

本发明的目的在于提供另一种液相法生产高模数硅酸钠的方法。以实现得到硅酸钠模数为3.1～3.4；其能耗低、工艺简单，原料来源广泛，价格价廉、能使硅胶生产的副产品硅胶粉得到更广泛的利用。

本发明的技术方案包括以石英砂和氢氧化钠水溶液为原料，形成模数M为2.4～2.6的硅酸钠水溶液；再加入硅胶生产的副产品硅胶粉末，生成SiO₂对Na₂O摩尔比为：3.1-3.4的高模数硅酸钠。

具体方法包括以下步骤：

（1）用固含量≥99%的石英砂与浓度15～35%氢氧化钠水溶液，在带搅拌的密闭反应釜中，控制压力为10～15kg/cm²压力、温度150～190℃下搅拌反应1～6小时，放出，形成模数M为2.4～2.6的硅酸钠水溶液；

(2)在上述溶液中按照石英砂与硅胶粉重量比为3.2～3.4:1缓慢加入硅胶生产的副产品硅胶粉，调整模数硅酸钠的模数为M3.1～3.4；

(3)通入蒸汽，升温到130～150℃，加压至3～5kg/cm2，反应1～2小时；

(4)将物料放入储罐，冷却，过滤为成品。

本发明制得的产品是模数M为3.1～3.4的高模数硅酸钠，与现有技术中采用经老化过的石英进行反应比较，硅胶粉原料易得、价格低廉，且生产流程短，能耗低，易于实现工业化生产，制备的液体硅酸钠质量佳，产品透明度好。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：做三个平行样品：

3kg固含量≥99%的石英砂和5.3Kg30%的氢氧化钠水溶液,加入带搅拌的密闭反应釜，升温160℃，保持压力10kg/cm²，搅拌反应3小时，冷却反应器，放出，形成模数M为 2.4的的硅酸钠水溶液；加入硅胶的副产硅胶粉末0.8Kg，调整硅酸钠模数为3.1，通入蒸汽，升温到130℃，压到压力为3kg/cm2，反应1～2小时；将物料放入储罐，冷却，过滤，制得模数为3.1的液体硅酸钠产品，产品透明度好。

其硅酸钠性能如表1所示：

实施例2：做三个平行样品：

称取3kg固含量≥99%的石英砂和5.3Kg30%的氢氧化钠水溶液,加入带搅拌的密闭反应釜，升温170℃，保持压力12kg/cm²，搅拌反应4小时，冷却反应器，放出，形成模数M为 2.5的的硅酸钠水溶液；加入硅胶的副产硅胶粉末1.2Kg，调整硅酸钠模数为3.2，通入蒸汽，升温到140℃加压到压力为4kg/cm2，反应1.5小时；将物料放入储罐、冷却，过滤，制得模数为3.2的液体硅酸钠产品，产品透明度好。

其硅酸钠性能如表2所示：

实施例3：做三个平行样品：

称取3kg固含量≥99%的石英砂和5.3Kg30%的氢氧化钠水溶液,加入带搅拌的密闭反应釜，升温180℃,加压保持压力13kg/cm²，搅拌反应5小时，冷却反应器，加入硅胶的副产硅胶粉末1.5Kg，调整硅酸钠模数为3.3，再次升温到145℃，加压到压力为4kg/cm²，保持2小时，冷却，过滤，制得高模数的液体硅酸钠产品，产品透明度好。

其硅酸钠性能如表3所示：

实施例4：