[发明专利]一种利用焙烧硅藻土制备非晶二氧化硅的方法

说明书

一种利用焙烧硅藻土制备非晶二氧化硅的方法，该方法包括以下步骤：S1、将焙烧硅藻土、镁粉、氯化钠均匀混合；S2、将均匀混合后的焙烧硅藻土、镁粉、氯化钠压制成片状样品；S3、先将片状样品置于管式马弗炉内，再将管式马弗炉封闭并检查其气密性，并通入惰性气体氩气以排尽管式马弗炉内空气，然后将管式马弗炉升温后保温，焙烧完成后，冷却至室温得到焙烧硅藻土样品；S4、先用盐酸去除焙烧硅藻土样品中未发生发应的镁粉，再用清水将酸洗后的焙烧硅藻土样品清洗至中性，然后烘干并粉碎得到非晶二氧化硅。本设计不仅操作简单、效率高，而且再生效果好。

技术领域

本发明属于非金属矿物材料深加工领域，尤其涉及一种利用焙烧硅藻土制备非晶二氧化硅的方法。

背景技术

硅藻土是一种生物成因的硅质沉积岩，其主要化学成分是二氧化硅，还有少量的三氧化二铝、三氧化二铁和有机杂质。二氧化硅其表面硅醇基与活性硅烷键能形成强弱不等的氢键，具有高纯度、低密度、高比表面积、分散性好等优良特性，同时其还具有良好的光学性能和机械性能。因而在众多行业的产品中，如催化剂载体、高分子复合材料、电子封装材料、精密陶瓷材料、橡胶、造纸、塑料、玻璃钢、粘结剂、高档填料、密封胶、涂料、光导纤维、精密铸造等都得以广泛应用。

焙烧是一种经济、有效的加工硅藻土工艺，也是去除有机质最有效、最简单的一种方法。硅藻土经过焙烧后虽然能除去本身杂质，但经过焙烧过程后硅藻土本身的二氧化硅由非晶态转变成晶态。结晶态二氧化硅的吸入可能导致硅肺病甚至会致癌，故含有大量晶型二氧化硅的硅藻土助滤剂会对生产人员、运输人员及使用人员的健康造成危害，如何降低硅藻土中可吸入晶型二氧化硅的含量已成为国内外学者研究的重点。

目前降低可吸入晶型二氧化硅含量的研究都集中在降低晶型二氧化硅转化率方面，降低转化率可从不添加钠盐助熔剂、甚至不添加任何助熔剂以及减少受热量等方面考虑，具体如下：

（1）闪烁焙烧

硅藻土焙烧改性制备助滤剂过程中，为了得到合适的渗透性，可使微细粒团聚的900℃～1200℃的高温是必须的；所以有学者提出闪烁焙烧的想法，将硅藻土在850℃～1250℃的高温范围内仅仅保温几十毫秒到几秒的时间，然后迅速置于低于850 ℃的环境中，硅藻土表面可以获得使表面熔融结块的足够热量，同时这些热量不足以使二氧化硅发生晶型转变，可获得晶型二氧化硅含量低于1%的产品（美国专利US5179062）；此方法得到的助滤剂渗透率范围为0.06 darcy ～0.4 darcy，但此方法未见大规模、经济应用的相关报道。

（2）添加非钠助熔剂

Bo Wang在专利（美国专利US2010/0126388A1）中提到钠盐对晶型石英的转化有促进作用，可能是由于钠离子破坏二氧化硅网络结构，钠离子半径尺寸适合进入二氧化硅结构中，故选用离子半径较大的钾、铷、铯离子的盐作为助熔剂，焙烧物料中晶型石英的含量随着助熔剂添加量的增大而升高，在添加量同为4%的情况下，添加碳酸钠、碳酸钾、碳酸铷、碳酸铯助熔剂焙烧物料中晶型石英的含量分别为23.2%、1.6%、0.6%及0.1%；Roland MeyerPITTROFF也在其专利（德国专利DE10235866B4）中提到钾离子是生成晶型二氧化硅的抑制剂；但用钾盐、铷盐或铯盐代替钠盐作为助熔剂得不到渗透率较高的助滤剂。

（3）添加粘接剂后低温焙烧