專利名稱：一種硅酸鈉除鐵精制方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種清除硅酸鈉中鐵等各種金屬離子的方法，屬于無機硅化學品原料的精制工藝。
背景技術(shù)：
硅酸鈉無論在傳統(tǒng)工業(yè)還是現(xiàn)代工業(yè)中都是非常重要的無機化工原料之一，其除了用作洗滌劑和粘合劑組分外，還是制造硅膠、分子篩、硅溶膠、白炭黑等一系列精細化學品的重要原料，硅酸鈉本身的質(zhì)量即純凈度對于其下游產(chǎn)品的生產(chǎn)和質(zhì)量有很大的影響， 而硅酸鈉原液在生產(chǎn)過程中混有大量雜質(zhì)，非?；鞚?，傳統(tǒng)上采用重力沉降法對該原液進行凈化，但該方法采用的設備龐大、占地面積大且分離效果差，特別是當硅酸鈉比重較大時，即使通過較長時間的沉降，依然得不到比較純凈的硅酸鈉。此外，使用該方法還受氣溫等的影響，在冬季采用沉降法時，由于氣溫低使得硅酸鈉粘度變大，沉降效果變差，效率降低。改進的方法還有離心沉降和過濾法。其中離心沉降法雖然可使硅酸鈉品質(zhì)有較大的提高，但仍然得不到高純度的產(chǎn)品?，F(xiàn)代工藝中常采用過濾方法制取高純度硅酸鈉。中國專利921109466公開了一種“硅酸鈉的精制工藝”，該方法通過在濾液中加入助濾劑，配成預涂漿液，然后將預涂漿液用泵打到濾機上，助濾劑在過濾介質(zhì)上形成預涂層，再將摻入助濾劑的原硅酸鈉漿液打入過濾機，過濾介質(zhì)或預涂層將原液中的固體顆粒載留，形成濾餅，液體則通過濾餅，成為精制的硅酸鈉。該方法要將過濾液兩次打入過濾機， 工藝較為復雜，而且預涂時間較長，生產(chǎn)效率低，能耗大。中國專利021182027公開的一種“硅酸鈉的精密微孔過濾精制工藝”，將含有珍珠巖為主要輔料的助濾劑摻入硅酸鈉原液中，用泵打入精密微孔過濾機通過剛性微孔過濾管進行過濾，一次可得高澄清度的精制硅酸鈉。上述硅酸鈉精制方法主要是通過物理過濾方法對硅酸鈉進行精制，這種方法可以將硅酸鈉中的固體雜質(zhì)除去，但在硅酸鈉中有著大量以離子態(tài)存在的金屬雜質(zhì)，尤其是普遍存在的鐵離子是無法單純通過過濾方式除掉的。而這些金屬離子的存在限制了硅酸鈉在更高層次產(chǎn)品上的使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種硅酸鈉除鐵精制方法，該方法可除去硅酸鈉中鐵離子等多種金屬離子，獲得高純度的硅酸鈉。本發(fā)明包括沉降和過濾步驟，工藝過程在硅酸鈉原液中加入硅酸鈉原液重量 3-6%的硫化鈉沉降劑；其特征在于所述的硫化鈉加入量是過量的，保證硫離子能與水玻璃中的鐵等金屬離子完全反應后溶液中有足量的硫離子存在。將添加沉降劑的硅酸鈉原液置于反應釜中加熱至60-70°C并連續(xù)攪拌30-60分鐘，再加入硅酸鈉原液重量1-2%助沉降劑硫酸銅，連續(xù)攪拌30-60分鐘；其特征在于加入適量的助沉降劑硫酸銅，由于水玻璃中金屬離子含量極低，硫離子與水玻璃中的金屬離子生成的沉積物極微小，無法通過過濾除去，加入助沉降劑硫酸銅后生成的硫化銅吸附硫化亞鐵共同沉淀。將含有反應產(chǎn)物的硅酸鈉液體打入沉降罐中靜置M-72小時；將經(jīng)靜置處理的硅酸鈉原液進行精密過濾得精制硅酸鈉產(chǎn)品。其特征在于除鐵過程不帶進新的雜質(zhì)離子。水玻璃溶液中多余的硫離子通過加熱可以除去。本發(fā)明通過添加化學沉降劑的方法，使硅酸鈉中的鐵離子及其它金屬離子與沉降劑反應生成粒徑較大固體顆粒，然后通過過濾除掉。本發(fā)明的方法工藝簡單，除鐵效果好， 成本低。通過本發(fā)明的方法可得到鐵含量小于等于5PPM的純凈硅酸鈉產(chǎn)品。同時其它金屬離子也基本被清除掉。經(jīng)檢測其主要技術(shù)指標如下Fe彡5PPM，Ca彡3PPM，Cu彡5PPM，Mg彡5PPM，其它重金屬基本消除。為硅酸鈉的用途提供了廣闊的選擇空間。


附圖為本發(fā)明工藝流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明主要是通過添加化學沉降劑硫化鈉及助沉降劑硫酸銅的方法清除鈉硅酸鈉中的金屬離子特別是鐵離子。如圖所示，將硅酸鈉罐1中的硅酸鈉打入反應釜2中，在反應釜的硅酸鈉中添加3-6%的硫化鈉，1-2%的硫酸銅，發(fā)生如下反應Na2S+Fe2+. Fe3+ — Fe2S3. FeS INa2S+Cu2+ ^ CuS I在上述反應中鐵離子、銅離子與硫離子生成固體顆粒，將含有反應物的硅酸鈉打入沉降罐3進行沉淀，經(jīng)沉淀的硅酸鈉通過精密過濾器4過濾后，再打入成品罐5。其中精濾過程使用的過濾介質(zhì)為硅藻土和/或活性炭。經(jīng)過本方法處理可得到鐵含量小于或等于 5PPM的硅酸鈉產(chǎn)品。其反應過程簡單，工藝簡單，而且除鐵效果顯著。實施例1比重1. 4，模數(shù)3. 0，含鐵量大于30PPM的鈉硅酸鈉1400公斤送入反應釜，添加42 公斤工業(yè)硫化鈉，硫酸銅14kg，攪拌并加熱至60°C，連續(xù)攪拌45分鐘，然后將反應物送入沉降罐靜置36小時后過濾，得純凈硅酸鈉產(chǎn)品，其中鐵含量4. 8PPM。實施例2比重1. 1，模數(shù)2. 6，鐵含量25PPM的鈉硅酸鈉1100公斤，置于反應釜內(nèi)，添加44 公斤工業(yè)硫化鈉，硫酸銅1 Ikg,攪拌并加熱至65°C，連續(xù)攪拌30分鐘，將反應物導入沉罐靜置M小時后過濾，得純凈硅酸鈉產(chǎn)品，其中鐵含量4. 7PPM。實施例3比重1. 3模數(shù)3. 4，鐵含量15PPM的鈉硅酸鈉1300公斤，添加工業(yè)硫化鈉78公斤， 硫酸銅13kg，攪拌并加熱至70°C，連續(xù)攪拌60分鐘，導入沉降罐靜置72小時后過濾，得鐵含量為4. 9PPM的純凈硅酸鈉產(chǎn)品。實施例4比重1. 2，模數(shù)3. 2，鐵含量18PPM的鈉硅酸鈉1200公斤，置于反應釜內(nèi)，添加60公斤工業(yè)硫化鈉、硫酸銅12公斤，攪拌并加熱至66°C，連續(xù)攪拌50分鐘，將反應物導入沉罐靜置48小時后過濾，得純凈硅酸鈉產(chǎn)品，其中鐵含量4. 85PPM。實施例5比重1.四，模數(shù)3. 2的鈉硅酸鈉1290公斤，置于反應釜內(nèi)，添加51. 6公斤工業(yè)硫化鈉、硫酸銅1. 29公斤，攪拌并加熱至63°C，連續(xù)攪拌50分鐘，將反應物導入沉罐靜置50 小時后過濾，得純凈硅酸鈉產(chǎn)品，其中鐵含量4. 5PPM。
權(quán)利要求
1.硅酸鈉除鐵精制方法，主要包括沉降和過濾步驟，工藝過程在硅酸鈉原液中加入硅酸鈉原液重量3-6%的硫化鈉沉降劑；其特征在于所述的硫化鈉加入量是過量的，保證硫離子能與水玻璃中的鐵等金屬離子完全反應后溶液中有足量的硫離子存在。將添加沉降劑的硅酸鈉原液置于反應釜中加熱至60-70°C并連續(xù)攪拌30-60分鐘，再加入硅酸鈉原液重量1-2%助沉降劑硫酸銅，連續(xù)攪拌30-60分鐘；
2.如權(quán)利要求1所述硅酸鈉除鐵精制方法，其特征在于加入適量的助沉降劑硫酸銅， 由于水玻璃中金屬離子含量極低，硫離子與水玻璃中的金屬離子生成的沉積物極微小，無法通過過濾除去，加入助沉降劑硫酸銅后生成的硫化銅吸附硫化亞鐵共同沉淀。將含有反應產(chǎn)物的硅酸鈉液體打入沉降罐中靜置M-72小時；將經(jīng)靜置處理的硅酸鈉原液進行精密過濾得精制硅酸鈉產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明的一種硅酸鈉除鐵精制方法，通過添加化學沉降劑的方法，使硅酸鈉中的鐵離子及其它金屬離子與沉降劑反應生成粒徑較大固體顆粒，然后通過過濾除掉。本發(fā)明的方法工藝簡單，除鐵效果好，成本低。通過本發(fā)明的方法可得到鐵含量小于等于5PPM的純凈硅酸鈉產(chǎn)品。同時其它金屬離子也基本被清除掉。經(jīng)檢測其主要技術(shù)指標如下Fe≤5PPM，Ca≤3PPM，Cu≤5PPM，Mg≤5PPM，其它重金屬基本消除，為硅酸鈉的用途提供了廣闊的選擇空間。
文檔編號C01B33/32GK102442675SQ20101050753
公開日2012年5月9日 申請日期2010年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
發(fā)明者周日升, 張原僖, 梁建強, 趙建卿 申請人:山西天一納米材料科技有限公司