[发明专利]一种低二氧化硅含量硅微粉的提纯方法

说明书

技术领域

本发明属于化工生产技术领域，尤其涉及一种低二氧化硅含量硅微粉的提纯方法。

背景技术

铁合金是炼钢过程中的一种重要原料，近几年来在国内钢铁企业迅速发展的带动下，铁合金企业也取得了长足的发展。硅铁合金作为铁合金的一种，其发展尤为迅速。硅微粉是在矿热电炉内生产含硅量在75％以上的硅铁合金和工业硅时所产生的大量挥发性很强的SiO₂和Si气体与空气迅速氧化并冷凝而生成的废弃物，硅微粉由于具有颗粒细小、比表面积大(约25-30m²/g)、SiO₂纯度高与强火山灰活性等优良的理化性能，成为一种重要的纳米-微米级无机非金属材料，广泛应用于建筑、化工、冶金等行业，在国外被称为“神奇的材料”。由于生产工艺、原料和收尘系统运行情况的不同，硅微粉的化学成分也存在着差异，通常硅微粉含有80％～92％的SiO₂，另外还含有一些少量成分，如Al₂O₃、Fe₂O₂、MgO、CaO、Na₂O、K₂O和C等，并且绝大部分呈非晶态。硅微粉产品的质量主要以SiO₂含量的高低来判断，SiO₂含量低于85％几乎没有应用价值和市场。目前，我国内蒙、宁夏等地每年产生大量的硅微粉，部分SiO₂含量只能达到79％左右，如果将其中的杂质去除，使SiO₂含量提高到90％以上，将极大的提高硅微粉的应用价值，为企业带来显著的经济效益。目前，国内提纯硅微粉的成功技术不多，一般采用大量的酸进行提纯，这种工艺复杂，周期长，而且会产生大量的废酸溶液，不仅污染环境而且成本较高，不适宜实际的生产。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种低二氧化硅含量硅微粉的提纯方法，该方法只需要少量的酸即可实现，经济环保，适合大规模工业生产。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种低二氧化硅含量硅微粉的提纯方法，包括以下步骤：

(1)制备硅微粉浆液：在硅微粉中加入自来水，搅拌均匀，得到硅微粉浆液；

(2)加酸调浆：在硅微粉浆液中加酸溶液调pH值，机械搅拌10-20min，得到硅微粉匀浆液；

(3)自然沉降：将硅微粉匀浆液自然沉降1-3h，下层为颜色较深的沉淀，上层为呈胶态状胶体；

(4)絮凝沉淀：取上层胶体，加入十六烷基三甲基溴化铵溶液，机械搅拌3-12min，絮凝沉降5-10min，得到絮凝沉降的硅微粉；

(5)分离、干燥：将絮凝沉降的硅微粉分离，然后在105-120℃下干燥2-3h，即得到提纯后的硅微粉产品。

而且，所述的硅微粉浆液浓度为10-15g/L。

而且，所述的pH值为4-6.5。

而且，所述的自然沉降时间为1-3h。

而且，所述的十六烷基三甲基溴化铵溶液的投加量为0.3-0.4ml/L。

而且，所述提纯后的硅微粉产品的二氧化硅含量为85-92％。

本发明的优点和有益效果是：

1.本发明所需设备简单、工艺简便，反应不需要大量的酸，经济环保，适合大规模的工业使用，具有较好的市场前景。

2.本发明采用少量酸调pH值，硅微粉浆液中加入少量的酸，不仅可以去除硅微粉中的杂质还可以改变硅微粉中各组分的沉降特性，不同沉降时间所得硅微粉的纯度不同，在一定的时间可以得到高纯度和高回收率的硅微粉。

3.本发明所提纯的硅微粉纯度和回收率较高，纯度能达到85-92％，回收率达40-60％，所制得硅微粉产品可达到国家标准SF85，SF88，SF92三级产品标准。

附图说明

附图为本发明方法的工艺流程图。

具体实施方式

本发明通过以下实施例结合附图进一步详述，但本实施例所叙述的技术内容是说明性的，而不是限定性的，不应依此来局限本发明的保护范围。

一种低二氧化硅含量硅微粉的提纯方法，实施例1、2、3采用本方法对内蒙古乌海市君正原厂的硅微粉进行提纯，该厂硅微粉中二氧化硅原料的纯度为80％。

下述各实施例步骤(2)中用酸调pH值所用的酸溶液没有限定。

实施例1：

该方法包括以下步骤：

(1)制备硅微粉浆液；

在硅微粉中加入自来水，搅拌均匀，得到硅微粉浆液浓度为10g/L；

(2)加酸调浆；