[发明专利]一种催化剂及湿法生产高模数硅酸钠溶液的工艺

说明书

本发明涉及硅酸钠制备技术领域，特别涉及一种催化剂及湿法生产高模数硅酸钠溶液的工艺，取硫酸锆于高温烧制得到硫酸锆粉体，在硫酸锆粉体中加入氧化铝和硅溶胶搅拌均匀，制成粒状催化剂，再添加石英砂、烧碱和水进行混合加热反应，分离过滤得到的滤液即为高模数硅酸钠溶液，能耗低，节约水资源，且得到的3.2‑3.5模数的硅酸钠溶液，模数较高，满足工业生产需求。

技术领域

本发明涉及硅酸钠制备技术领域，特别涉及一种催化剂及湿法生产高模数硅酸钠溶液的工艺。

背景技术

水玻璃又名泡花碱，学名硅酸钠，化学式为Na₂Si₃O₂，SiO₂与Na₂O之比叫模数，硅酸钠又分高模数与低模数硅酸钠。

高模数硅酸钠溶液用途广泛，几乎涉及到国民经济的各个领域，是生产硅溶液、硅胶、沉淀二氧化硅的主要原料，其生产方法有干法和湿法。干法是以石英砂、纯碱或元明粉作为原料，经1400-1500℃的高温反应成玻璃固体，然后经蒸汽水解成溶液，其生产得到的模数相对湿法高，但存在能耗大，环境污染严重等问题。湿法是以石英粉和烧碱为原料，以蒸汽为热源进行反应得到硅酸钠溶液。湿法耗能相对比干法的低，无环境污染，但湿法制法的石英砂转化率一般只有70%左右，一般只能生产低模数的产品，模数一般都低于2.8以下。

中国发明专利CN102225770B公开一种湿法制石化催化剂专用水玻璃的方法，包括以下步骤：水合硅酸的制取1、硅溶胶的制备：取31％的盐酸稀释至Be’8°～18°，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，使之模数提高到3.1～3.4(高模数)。该方法的基本原理是以石英砂烧碱为原料，用湿法制取2.8M硅酸钠溶液，然后与无机酸反应，制取含水60%的水合硅酸，水合硅酸不溶于水，溶于碱生成硅酸钠，利用这一原理，将水合硅酸加入到低模数硅酸钠溶液中而得到高模数硅酸钠溶液，为了得到纯净的水合硅酸，需要用大量的清水反复洗涤和压滤，每吨水合硅酸耗水将近70-80吨，不仅大量浪费水资源，而且会造成严重的废水污染。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种催化剂，用于高模数的硅酸钠溶液的湿法制备工艺，能有效果提高石英砂的转化率，生产得到3.2-3.5模数的硅酸钠溶液。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种催化剂，取硫酸锆于500-600℃的温度下烧制得到硫酸锆粉体，在1重量份的硫酸锆粉体中加入0.8-0.85重量份的氧化铝和0.15-0.2重量份的硅溶胶搅拌均匀，制成粒状催化剂。

具体的，1重量份的硫酸锆粉体中加入0.8重量份的氧化铝和0.2重量份的硅溶胶，也可以是1重量份的硫酸锆粉体中加入0.85重量份的氧化铝和0.15重量份的硅溶胶。通过上述配比得到的催化剂均具有相同的催化效果。

所述粒状催化剂的粒径为40-60目，抗压强度≥800N。

所述硫酸锆由氢氧化锆与浓度为8-12%的硫酸反应得到硫酸锆沉淀，过滤后得到。

本发明的另一发明目的在于提供一种利用上述催化剂湿法生产高模数硅酸钠溶液的工艺，其具有可生产得到模数较高的硅酸钠溶液的特点，具体包括以下步骤：

步骤1：配料，分别计量石英砂、烧碱 、水和上述所述的粒状催化剂进行搅拌混合。

步骤2：将步骤1的物料加到反应釜中搅拌混合加热升温至180℃-190℃，反应20-30min。

步骤3：反应结束后过滤分离未反应的石英砂及催化剂，滤液即为高模数的硅酸钠溶液。