[发明专利]一种生产硅胶的新工艺

说明书

一、技术领域

属于硅干凝胶的制备技术领域。 

二、背景技术

随着经济的发展和科技的进步，化工产品越来越丰富多彩，人类生活越来越多地使用化工产品。有机化工产品多数是由石油类产品制造，依赖于日益趋于紧张的石油资源，而且有机化工产品相对于无机化工产品稳定性较低。从消费趋势分析，无机化工产品将逐步取代有机化工产品，而且具有稳定性好，使用更安全，使用寿命更长的特点。尤以硅胶最为突出，其应用日益广泛，目前，主要应用于石化、医学、日化、新型工业材料等领域，用于制作催化剂及其载体、吸附剂、干燥剂、填充剂、色谱用载体等，而其中用硅胶制作的日用产品(包括奶嘴、避孕套、餐具等)倍受消费者欢迎，尤其是与人体直接接触的日用品，使用硅胶作原料，有着有机日用品不可比拟的优点，诸如化学稳定性，绿色环保，使用安全，是今后的发展趋向。 

传统的硅胶生产工艺是：利用石英石(二氧化硅)与天然碱经高温反应，生成硅酸钠，硅酸钠再与稀硫酸反应制得硅胶，并伴生硫酸钠。传统生产工艺不仅原料来源依赖于自然资源，而且资源开采、高温烧制硅酸钠两个生产环节严重影响、破坏生态环境，还存在能耗高，污染环境，生产成本高等缺点。 

用混合酸和硅酸钠制备硅胶的新工艺，未见专利文献记载和媒体公开报道。 

三、发明内容

本发明的目的是公开一种利用混合酸和硅酸铁制备硅胶的方法。为改变硅胶生产对自然资源的唯一依赖，拓宽硅胶生产途径，利用冶金、矿山生产中产生的含硅酸铁的工业废料生产硅胶，有利于保护环境，降低生产成本，有利于更好、更广泛地推广硅胶应用范围，而使其成为经济适用、绿色安全的新型材料。 

本发明的技术方案是这样实现的； 

利用混合酸有效溶解硅酸铁，使其生成硅胶、铁盐，再通过絮凝、过滤、洗涤将硅胶与铁盐有效分离。 

首先，将体积浓度为35％的盐酸(HCl)和体积浓度为50％的硫酸(H₂SO₄)按3～5∶5～7的容积比配制混合酸，置于可加温的容器中。将混合酸加温至220℃～310℃，然后以一定速度连续均匀加入重量百分比为20～55％的硅酸铁粉，硅酸铁粉的粒度为80～180目；在加入硅酸铁粉过程中不断搅拌，直至硅酸铁粉全部溶解、反应，时间为20～50分钟，生成硅胶与铁盐混合物。其化学反应[方程]式是： 

Fe₂(SiO3)₃+H₂SO₄+HCl→SiO₂+H₂O+FeSO₄+FeCl₂

硅胶、铁盐混合物在一定条件下，硅胶发生胶凝反应，经过过滤、连续反复洗涤同时进行的先进工艺，将硅胶与铁盐有效分离，大大缩减了工序时间，简化了工序过程。 

分离出来的硅胶通过压滤进行脱水处理，再经100～150℃烘干过程，制得的硅胶(二氧化硅)纯度达到99.5％以上，铁盐副产品可以制成含水铁盐晶体、水溶液等化工产品，用于污水处理等。 

本发明的有益效果是： 

原料来源是工业废料，彻底改变了传统工艺利用石英石、天然碱高温烧制硅酸钠，再与酸反应制得硅胶的工艺方法，脱离了对自然资源的依赖，没有高温烧制硅酸钠的生产环节，减少了资源开采、高温烧制硅酸钠两个原材料准备环节，大大降低能源消耗，降低二氧化碳排放，生产全过程无污染物排出，对环境、大气、水无任何污染，生产工艺副产品铁盐还可用于污水处理，保护了环境，降低了生产成本。 

本发明具有工序简单、原料易得、能耗低、生产成本低、产品质量高、无污染的特点，是硅胶生产的绿色环保工艺。 

四、具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。 

实施例1 

将400ml体积浓度为35％的盐酸和500ml体积浓度为50％的硫酸混合制成混合酸，置于容积为2000ml的烧杯中，将混合酸加温至250℃，然后以一定速度连续加入粒度为120目的硅酸铁粉350克，同时在搅拌过程中，加热30分钟，硅酸铁全部溶解，生成硅胶与铁盐混合物。其化学反应式是： 

Fe₂(SiO3)₃+H₂SO₄+HCl→SiO₂+H₂O+FeSO₄+FeCl₂