[发明专利]一种具有颗粒均一性的沉淀二氧化硅、制备方法及其用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备具有颗粒均一性的沉淀二氧化硅的新方法，还涉及呈球状的微珠二氧化硅和粉状二氧化硅。

背景技术

沉淀二氧化硅在饲料、农药、医药和食品等行业中的作用为载体和抗结块剂，将流体转化为可自由流动和稳定储存的固体配料。

而目前在市场中使用的很多都是粉状和超细白炭黑，它们在使用过程中搅拌时间长，流动性能差，并产生大量的粉状。

为了达到通过添加二氧化硅获得最佳载体和抗结块效果的目的，必须确保二氧化硅粒径的均匀性、颗粒的硬度和流动性，并在使用过程中无粉尘。

CN 1114832A公开了一种制备沉淀硅石的方法，包括使一种碱金属M的硅酸盐与一种酸化剂反应形成一种沉淀硅石的悬浮液，然后分离并干燥上述悬浮液，其特征在于沉淀是如下来进行：i)形成一种含用于反应的碱金属M的硅酸盐的总量的一部分的母液，上述母液中硅酸盐的浓度(以SiO2表示)低于20g/l，ii)向上述母液中加入酸化剂，直至至少有5％数量的存在于上述起始母液中的M₂O被中和，iii)向反应介质中同时加入酸化剂和剩余量的碱金属M的硅酸盐，使得加入的硅酸盐的量(用SiO2表示)/存在于母液中的硅酸盐的量(用SiO2表示)的比例(固结比)大于4，但不超过100。

但是已有技术均无法实现具有颗粒均一性的沉淀二氧化硅的制备。

发明内容

针对已有技术的问题，本发明提供了一种制备具有颗粒均一性的沉淀二氧化硅的新方法，采用该方法得到的沉淀二氧化硅具有颗粒均匀、流动性能好、且在使用过程中无粉尘的优点。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种制备具有颗粒均一性的沉淀二氧化硅的方法，所述方法包括使水玻璃与浓硫酸发生沉淀反应，从而获得沉淀二氧化硅的悬浮液，之后经过压滤及洗涤、浆化过程并干燥该悬浮液，其中，按如下方法进行沉淀反应：

(1)配制沉淀反应初始底料，其中含有在所述沉淀反应中使用的水玻璃总量的一部分，在所述的初始底料中，水玻璃浓度以Na₂O表示为0.06～0.12N，pH为9.0～12.0；

(2)向所述初始底料中同时滴加浓硫酸和余量水玻璃，使水玻璃与浓硫酸发生沉淀反应；

(3)同时滴加余量水玻璃和浓硫酸结束后，向反应介质中单独滴加浓硫酸；

所述压滤及洗涤过程包括采用隔膜式压滤机对沉淀反应生产的二氧化硅悬浮液进行的过滤和洗涤操作，形成固含量为24wt％以上的滤饼；

所述浆化过程包括采用多级搅拌器和湿磨机对压滤产生的滤饼进行液化，形成二氧化硅悬浮液，该悬浮液的固含量为20wt％以上，粘度为1000～2000cp。(该固含量高的优势：(1)可以降低干燥过程中的能耗，达到节能的目的，每提高1％的固含量，可节约能耗5％左右。(2)可确保微珠颗粒的强度和均一性，并保证在使用过程中不破碎)。

所述干燥过程就是通过压力式喷雾器对浆化产生的悬浮液进行干燥；

所述干燥过程还包括干燥后的产品通过流化床进行二次干燥和细粉分离。

在本发明中，获得颗粒均一性二氧化硅的重要条件是浆化固含量和粘度、干燥方式和干燥压力。

采用隔膜式压滤机进行过滤和洗涤，由于该结构的压滤机具有水压榨功能，可确保所得到的滤饼固含量为24.0wt％以上。

过滤洗涤后得到的滤饼再通过多级搅拌器和湿磨机进行浆化，得到固含量为20.0wt％以上的悬浮液。

采用压力式干燥，以获得的是球状的微珠二氧化硅。

在干燥过程中采用流化床进行二次干燥和细粉分离，以此保证二氧化硅的均匀性、目数通过率以及水分的要求。

在本发明中，步骤(1)首先配制沉淀反应初始底料，使其含有沉淀反应所需要的水玻璃总量的一部分，然后再向其中同时滴加浓硫酸和余量水玻璃。

步骤(1)中，所述水玻璃浓度以Na₂O表示为0.06～0.12N，例如0.06N、0.07N、0.08N、0.09N、0.10N、0.11N、0.12N，优选0.06～0.08N。所述pH为9.0～12.0，例如9.0、10.0、11.0、12.0，优选9.0～11.0。

在本发明中，所述浓硫酸是指质量分数为98％的硫酸。

在本发明中，配制沉淀反应初始底料所使用的原料液体水玻璃浓度以Na₂O表示为2.30～2.70N，例如2.35、2.40、2.45、2.47、2.50、2.60，优选2.40～2.50N。