[发明专利]一种二氧化硅用超纯硅酸钠的制备方法

说明书

本发明公开了一种二氧化硅用超纯硅酸钠的制备方法，涉及无机材料技术领域，本发明以石英砂和纯碱作为原料，经熔融反应和分离纯化制得超纯硅酸钠，所制硅酸钠的杂质少，纯度可以达到99.5％以上，模数在3.45‑3.50，并且所制硅酸钠的水溶性好，利用1个大气压的蒸汽即可溶解硅酸钠，而本领域常规的模数大于3的硅酸钠需4个大气压以上的蒸汽才能溶解；同时本发明还利用该硅酸钠进一步制备了微米级二氧化硅，所制微米级二氧化硅的流动性好，粒度分布范围窄，目前已经应用于硅橡胶领域。

技术领域：

本发明涉及无机材料技术领域，具体涉及一种二氧化硅用超纯硅酸钠的制备方法。

背景技术：

硅酸钠，俗称泡花碱，其水溶液俗称水玻璃，化学式为Na₂O.nSiO₂，是一种可溶性的无机硅酸盐。硅酸钠是制皂工业中最有价值的填料，在合成洗涤剂中起助洗、防腐、稳定泡沫的作用，也可用作造纸的填料、铸造工业中的粘结剂以及用于制造硅凝胶和硅胶，并且硅酸钠也是生产二氧化硅的重要原料，二氧化硅的用途十分广泛。

目前，市场上的大部分硅酸钠普遍存在模数不稳定，铁含量高，杂质多，总固量低等问题，使之生产出来的二氧化硅质量不稳定，品质较差，无法应用于高端领域，在高端应用领域主要依靠进口。因此，高品质硅酸钠拥有巨大的发展空间和市场前景。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，使生产出来的硅酸钠具有模数稳定、杂质少、金属含量低等优点；并且用其生产的二氧化硅原生粒径具有分散性好、透明度高、孔径分布均匀等优势，可为硅橡胶提供优异的耐撕裂性以及显著提升硅橡胶的机械强度。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

一种二氧化硅用超纯硅酸钠的制备方法，包括以下制备步骤：

(1)将天然石英砂和纯碱混合均匀后送至马蹄焰窑炉中，在空气气氛下高温煅烧进行熔融反应，生成的熔融料在炉内滞留一段时间，得到固态硅酸钠粗品；

(2)将固态硅酸钠粗品破碎成颗粒，再送入反应釜中，通入高温蒸汽进行溶解，然后过滤，取滤液，得到液态硅酸钠粗品；

(3)向液态硅酸钠粗品中滴加氢氧化钠溶液，有沉淀生成，待沉淀生成量不再增加时过滤，取滤液，浓缩除水，得到膏状硅酸钠纯品；

(4)向膏状硅酸钠纯品中加入聚乙烯醇，研磨后在氧气气氛下高温煅烧，得到超纯硅酸钠固体。

所述步骤(1)中熔融反应的温度为1450-1550℃。

所述滞留时间为12-48h。

所述高温蒸汽的温度为145-160℃，压力为0.4-0.6MPa。

所述氢氧化钠溶液的浓度为1-5mol/L。

所述膏状硅酸钠纯品的固含量不低于85％。

所述步骤(4)中高温煅烧的温度为300-400℃。

所述聚乙烯醇的醇解度为99.0mol％以上。

所述天然石英砂、纯碱、聚乙烯醇的质量比为2-3:1:0.1-1。

上述技术方案制备的超纯硅酸钠在制备硅橡胶用二氧化硅中的应用。