利用煤矸石提铝废渣制备可溶性硅酸钠的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102936016A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102936016A(43)申请公布日2013.02.20(21)申请号201210452429.5(22)申请日2012.11.12(71)申请人山西大学地址030006山西省太原市小店区坞城路92号(72)发明人程芳琴方莉杨凤玲段晓芳(74)专利代理机构山西五维专利事务所(有限公司)14105代理人杨耀田(51)Int.Cl.C01B33/32(2006.01)B09B3/00(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书44页页附图附图33页(54)发明名称利用煤矸石提铝废渣制备可溶性硅酸钠的方法(57)摘要本发明涉及一种利用煤矸石提铝废渣制备可溶性硅酸钠方法。该方法首先将煤矸石提铝后的废渣与碳酸钠混合研磨成1~50μm的颗粒，然后在马弗炉中进行程序升温，在500~850℃低温共熔反应1~5小时后，水淬,得到粗硅酸钠固体。将上述粗硅酸钠固体置于高压反应釜中，加入蒸馏水，升温至150℃，搅拌溶解5小时后，将温度降至室温，过滤分离，得到无色透明的硅酸钠溶液结晶后即为可溶性硅酸钠。该方法不仅将传统纯碱法制备水玻璃的温度降低了600℃左右，极大地降低了能耗，同时也避免了传统烧碱碱溶法对生产设备的强腐蚀以及对环境产生的碱污染。CN102936ACN102936016A权利要求书1/1页1.一种利用煤矸石提铝废渣制备可溶性硅酸钠的方法，其特征在于，步骤包括：先将煤矸石提铝后的废渣与碳酸钠按废渣中二氧化硅与碳酸钠的摩尔比1:0.3~1混合，研磨成1~50μm的颗粒，然后在马弗炉中程序升温至500~850℃焙烧1~5小时，迅速转移至沸水中进行水淬，得到粗硅酸钠固体；将上述粗硅酸钠固体置于高压反应釜中，加入蒸馏水搅拌，升温至150℃，溶解5小时后，将温度降至室温，过滤分离，将硅酸钠溶液结晶后得到可溶性硅酸钠。2.一种利用煤矸石提铝废渣制备可溶性硅酸钠的方法，其特征在于，步骤包括：先将煤矸石提铝后的废渣与碳酸钠、氯化钠按废渣中二氧化硅与碳酸钠、氯化钠的摩尔比1:0.3~1:0.005~0.05混合，研磨成1~50μm的颗粒，然后在马弗炉中程序升温至500~850℃焙烧1~5小时，迅速转移至沸水中进行水淬，得到粗硅酸钠固体；将上述粗硅酸钠固体置于高压反应釜中，加入蒸馏水搅拌，升温至150℃，溶解5小时后，将温度降至室温，过滤分离，将硅酸钠溶液结晶后得到可溶性硅酸钠。3.如权利要求1或2所述的一种利用煤矸石提铝废渣制备可溶性硅酸钠的方法，其特征在于所述的煤矸石用粉煤灰、高岭土或铝矾土代替。4.如权利要求1或2所述的一种利用煤矸石提铝废渣制备可溶性硅酸钠的方法，其特征在于所述的碳酸钠用碳酸钾代替。5.如权利要求1或2所述的一种利用煤矸石提铝废渣制备可溶性硅酸钠的方法，其特征在于所述的氯化钠用氯化钾或氟化钠代替。2CN102936016A说明书1/4页利用煤矸石提铝废渣制备可溶性硅酸钠的方法技术领域[0001]本发明涉及硅酸钠的制备，具体属于一种利用煤矸石提铝废渣制备可溶性硅酸钠的方法。背景技术[0002]以煤矸石、高岭土或粉煤灰等为原料制备聚合氯化铝或硫酸铝时，会产生大量的废渣，废渣中含有大量的二氧化硅，如果不能进行有效综合利用，必然导致生产成本增大和二次环境污染。[0003]可溶性硅酸钠用途广泛，归纳起来主要有以下几个方面：（1）工业原材料：可用于制备硅溶胶、硅胶、沉淀二氧化硅、沸石、铝矽酸盐、硅酸镁、合成粘土、水泥或催化剂等；（2）去垢剂：作为织物洗涤粉、餐具洗涤剂和工业清洗剂；（3）粘合剂：可用作纸板、型煤、屋面瓦、砖和水泥、耐火胶粘材料、石膏与灰泥和焊条等的粘合剂；（4）表面涂层：可用于TiO2产品、混凝土、砖瓦或玻璃表面、防火玻璃以及隧道建筑喷涂等；（5）纸浆和造纸的脱墨和漂白；（6）水处理系统的防腐剂。[0004]目前，工业上制备硅酸钠（水玻璃）的主要方法是将石英砂和碳酸钠（或碳酸钾）在高温炉中1100-1450℃熔融，然后将得到的水玻璃碎块在100℃常压下水溶，或在高压蒸汽灭菌器中150℃水溶。也可以采用水热法，即在200℃和20bar的压力下于高压蒸汽灭菌器中熔融沙子和氢氧化钠或氢氧化钾，直接制得硅酸盐水溶液。YiDing等人在利用硅酸钠制备介孔二氧化硅SBA-15纳米棒时，采用石英粉（350目）和碳酸钠混合物于1450℃熔融反应得到固体硅酸钠，然后在高压反应釜中水溶得到硅酸钠溶液。[0005]专利200610016584.7报道的一种白炭黑制备方法中，硅酸钠的制备是以二氧化硅粉和碳酸氢钠按摩尔比1:1~2，在1150-1650℃高温下煅烧。过高的煅烧温度不仅对设备要求高，而且能耗增大。发明内容[0006]本发明的