[发明专利]一种硅酸钠除铁精制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种清除硅酸钠中铁等各种金属离子的方法，属于无机硅化学品原料的精制工艺。

背景技术

硅酸钠无论在传统工业还是现代工业中都是非常重要的无机化工原料之一，其除了用作洗涤剂和粘合剂组分外，还是制造硅胶、分子筛、硅溶胶、白炭黑等一系列精细化学品的重要原料，硅酸钠本身的质量即纯净度对于其下游产品的生产和质量有很大的影响，而硅酸钠原液在生产过程中混有大量杂质，非常混浊，传统上采用重力沉降法对该原液进行净化，但该方法采用的设备庞大、占地面积大且分离效果差，特别是当硅酸钠比重较大时，即使通过较长时间的沉降，依然得不到比较纯净的硅酸钠。此外，使用该方法还受气温等的影响，在冬季采用沉降法时，由于气温低使得硅酸钠粘度变大，沉降效果变差，效率降低。

改进的方法还有离心沉降和过滤法。其中离心沉降法虽然可使硅酸钠品质有较大的提高，但仍然得不到高纯度的产品。现代工艺中常采用过滤方法制取高纯度硅酸钠。

中国专利921109466公开了一种“硅酸钠的精制工艺”，该方法通过在滤液中加入助滤剂，配成预涂浆液，然后将预涂浆液用泵打到滤机上，助滤剂在过滤介质上形成预涂层，再将掺入助滤剂的原硅酸钠浆液打入过滤机，过滤介质或预涂层将原液中的固体颗粒载留，形成滤饼，液体则通过滤饼，成为精制的硅酸钠。该方法要将过滤液两次打入过滤机，工艺较为复杂，而且预涂时间较长，生产效率低，能耗大。

中国专利021182027公开的一种“硅酸钠的精密微孔过滤精制工艺”，将含有珍珠岩为主要辅料的助滤剂掺入硅酸钠原液中，用泵打入精密微孔过滤机通过刚性微孔过滤管进行过滤，一次可得高澄清度的精制硅酸钠。

上述硅酸钠精制方法主要是通过物理过滤方法对硅酸钠进行精制，这种方法可以将硅酸钠中的固体杂质除去，但在硅酸钠中有着大量以离子态存在的金属杂质，尤其是普遍存在的铁离子是无法单纯通过过滤方式除掉的。而这些金属离子的存在限制了硅酸钠在更高层次产品上的使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种硅酸钠除铁精制方法，该方法可除去硅酸钠中铁离子等多种金属离子，获得高纯度的硅酸钠。

本发明包括沉降和过滤步骤，工艺过程：在硅酸钠原液中加入硅酸钠原液重量3-6％的硫化钠沉降剂；其特征在于所述的硫化钠加入量是过量的，保证硫离子能与水玻璃中的铁等金属离子完全反应后溶液中有足量的硫离子存在。将添加沉降剂的硅酸钠原液置于反应釜中加热至60-70℃并连续搅拌30-60分钟，再加入硅酸钠原液重量1-2％助沉降剂硫酸铜，连续搅拌30-60分钟；其特征在于加入适量的助沉降剂硫酸铜，由于水玻璃中金属离子含量极低，硫离子与水玻璃中的金属离子生成的沉积物极微小，无法通过过滤除去，加入助沉降剂硫酸铜后生成的硫化铜吸附硫化亚铁共同沉淀。将含有反应产物的硅酸钠液体打入沉降罐中静置24-72小时；将经静置处理的硅酸钠原液进行精密过滤得精制硅酸钠产品。其特征在于除铁过程不带进新的杂质离子。水玻璃溶液中多余的硫离子通过加热可以除去。

本发明通过添加化学沉降剂的方法，使硅酸钠中的铁离子及其它金属离子与沉降剂反应生成粒径较大固体颗粒，然后通过过滤除掉。本发明的方法工艺简单，除铁效果好，成本低。通过本发明的方法可得到铁含量小于等于5PPM的纯净硅酸钠产品。同时其它金属离子也基本被清除掉。经检测其主要技术指标如下：

Fe≤5PPM，Ca≤3PPM，Cu≤5PPM，Mg≤5PPM，其它重金属基本消除。为硅酸钠的用途提供了广阔的选择空间。

附图说明

附图为本发明工艺流程图。

具体实施方式

本发明主要是通过添加化学沉降剂硫化钠及助沉降剂硫酸铜的方法清除钠硅酸钠中的金属离子特别是铁离子。如图所示，将硅酸钠罐1中的硅酸钠打入反应釜2中，在反应釜的硅酸钠中添加3-6％的硫化钠，1-2％的硫酸铜，发生如下反应：

Na₂S+Fe²⁺.Fe³⁺→Fe₂S₃.FeS↓

Na₂S+Cu²⁺→CuS↓

在上述反应中铁离子、铜离子与硫离子生成固体颗粒，将含有反应物的硅酸钠打入沉降罐3进行沉淀，经沉淀的硅酸钠通过精密过滤器4过滤后，再打入成品罐5。其中精滤过程使用的过滤介质为硅藻土和/或活性炭。经过本方法处理可得到铁含量小于或等于5PPM的硅酸钠产品。其反应过程简单，工艺简单，而且除铁效果显著。