[发明专利]湿法制石化催化剂专用水玻璃的方法

说明书

1、技术领域

本发明涉及湿法制造石化催化剂专用水玻璃的方法，也可应用于制取普通高模数硅酸钠，属无机硅化合物硅酸钠生产方法的改进。

2、背景技术

水玻璃又名硅酸钠，生产方法有干法和湿法，干法是使用纯碱与石英砂，或硫酸钠、煤粉与石英砂在1350℃～1450℃的高温下反应制成硅酸钠玻璃体，然后在饱和蒸气压力下水解成溶液。高模数硅酸钠溶液粘度大，过滤比较困难，只能让自然沉降杂质，需较长时间的澄清才获得合格的产品，干法生产能耗高，环境污染严重。

湿法是用烧碱与石英砂在170℃～200℃的饱和蒸气压力下反应制取硅酸钠溶液，但只能制取低模数的硅酸钠溶液。中国专利871046229公开了湿法制高模数硅酸钠的方法，此法是将低模数硅酸钠与硫酸反应制取胶冻，经10～15小时凝胶老化，然后用水洗至中性，再在50℃～70℃干燥水份1～2小时，得到含水75～85％的二氧化硅胶冻，再用二氧化硅胶冻调高低模数硅酸钠的模数再浓缩。此法复杂，周期太长，设备多，无实用性。中国专利200410059199.1公开了液相法低能耗生产高模数硅酸钠的方法，解决了湿法不能生产高模数硅酸钠的弊病，但只能生产一般性用途的高模数硅酸钠，因粘度大，尚无有效的过滤方法，亦只能自然沉降杂质，且结晶二氧化硅的改性亦离不开高温焙烧炉。

石化催化剂专用水玻璃属特对质量要求很高，模效在3.1～3.4之间，要求比国标要求还严，Fe(铁)≤0.007％，水不溶物≤0.002％(国标：Fe≤0.02％，水不溶物≤0.2％)。目前国内外生产这种水玻璃的主要方法是干法生产，能耗高，环境污染严重，由于模数高，粘度大，尚无有效的过滤办法，主要靠自然澄清除杂，存在时间长，贮有容器多，占地面积大等缺点。

3、发明内容

本发明提供一种湿法制石化催化剂专用水玻璃的方法，用来解决上述干法生产能耗高、污染重、不能过滤等缺陷。其特征是用湿法生产的的低模数硅酸钠溶液，模数小于3，一般在2.6～2.8之间，Be 42～45°，与无机酸(硫酸或盐酸)反应，制取水合硅酸，水合硅酸的主要成份是SiO₂，其组成可用mSiO₂.nH₂O表示，如HSiO、H₁Si₁、H₁Si₃O₈等，不溶于水，溶于碱生成硅酸钠。用水合硅酸调制经过滤后的低模数硅酸钠溶液，低模数硅酸钠粘度低，即使浓度高也容易过滤，使之模数提高到3.1～3.4，这样就解决了高模数的过滤问题，其化学反应式：

Na₂O.mSiO₂+H₂SO₄+nH₂O→mSiO₂.(n+1)H₂O↓+Na₂SO₄

Na₂O.2.8SiO₂+0.5SiO₂H₂O→Na₂O.3.3SiO₂H₂O

水合硅酸的制取1、硅溶胶的制备：取31％的盐酸稀释至Be’8°～15°，将45°，2.8模数的硅酸钠稀释成Be’10～12°，然后徐徐的加入盐酸溶液中，在搅拌下控制PH在3.5以下制成溶胶。2、沉淀反应：在反应釜中将水加热到80-100℃，在搅拌下加入硅溶胶和硅酸钠溶液，控制PH＜7，白色的SiO₂使析出，再经酸化老化便得到水合硅酸料浆。为得到含固量较高的滤饼，料浆在压滤前加入百万分之互的聚氧化乙烯溶液。

料浆经压滤机压滤出含盐母液滤饼，经自来水洗涤至中性，并用硅铬酸钾，硝酸银溶液检验氯根。