CN102633268A

CN102633268A - 一种硅溶胶的制备方法

Info

Publication number: CN102633268A
Application number: CN2012101219040A
Authority: CN
Inventors: 章浩龙
Original assignee: ZHEJIANG YUDA CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: ZHEJIANG YUDA CHEMICAL INDUSTRY Co Ltd
Priority date: 2012-04-19
Filing date: 2012-04-19
Publication date: 2012-08-15

Abstract

本发明公开了一种硅溶胶的制备方法，它是以NaHCO₃或NH₄HCO₃与硅酸钠Na₂O·nSiO₂为原料，反应得到水合SiO₂沉淀，经过滤分去滤液，滤饼再经水洗、胶溶、增粒、浓缩得到硅溶胶产品；所述滤液主要含有Na₂CO₃，当用NaHCO₃为原料时，还含有少量NaHCO₃，当用NH₄HCO₃为原料时，还含有NH₃·H₂O和少量NH₄HCO₃。由于滤液主要成分都可以通过不同的处理方式重新生成反应原料，因此本发明具有循环使用的特点，降低了硅溶胶的制造成本，同时少消耗资源，减少排放，减少对环境的损害，避免了现有技术需消耗大量无机酸，引起环境污染等问题。

Description

一种硅溶胶的制备方法

技术领域

本发明涉及一种制取硅溶胶的方法，属于化工技术领域。

背景技术

硅溶胶又称胶体二氧化硅、硅酸溶胶、矽酸胶、矽溶液，是无定形SiO₂在水中的胶体溶液，可以用mSiO₂·nH₂O表示。工业上用的最多的是粒径在8～20nm，并含有少量稳定剂如NaOH、NH₃·H₂O等的碱性硅溶胶，酸性硅溶胶也多是以这类碱性硅溶胶为原料制得的。

由于硅溶胶的主要成分是胶态的SiO₂，所以它呈现出化学惰性，无臭、无味、无毒、无腐蚀性，有较大的比表面积(一般在200m²/g左右)和较强的吸附性。因此，硅溶胶可广泛应用于耐火材料、熔模铸造、涂料、造纸、毛纺和催化剂等行业，是一种十分重要的精细化工产品。

关于硅溶胶的生产，殷馨、戴媛静在《化学推进剂与高分子材料》第3卷第6期第27～32页的《硅溶胶的性质、制法及应用》一文中，介绍了硅溶胶的六种制备方法：硅溶解法、离子交换法、电解电渗析法、胶溶法、酸中和法和分散法。而在实际现行生产中，应用的最多的是以硅酸钠为原料的离子交换法。成都科技大学出版社在1994年5月发行的《硅化合物的生产与应用》((川)新登字015号)第174-178页较祥细的介绍了离子交换法生产硅溶胶的工艺。该工艺主要是以硅酸钠和盐酸(或硫酸)为原料，通过硅酸钠精制、离子交换、母液制备、增粒、浓缩等工序，得到硅溶胶产品。其中的离子交换是通过离子交换树脂实现的，所以相应的还有树脂的清洗、树脂再生等工序。文中还举例说明了硅溶胶生产的消耗定额，以30％碱性硅溶胶为例，生产1吨产品需消耗：

硅酸钠(Na₂O：8.2％，SiO₂：26％，模数为3.1-3.4)：1.4T

盐酸(35％含量)：0.8T

所以，用该种工艺生产硅溶胶时，除了消耗作为硅源的硅酸钠外，还需消耗相应的盐酸或硫酸，除成本支出因素外，另一个不容忽视的问题是，在该工艺离子交换、树脂洗涤、再生等工序中，会产生大量的含盐含酸废水，由于浓度及工艺费用等方面的因素，这些含盐含酸废水回收成本较高，回收物价值又不大，所以不可避免的会排放大量废水。

由于上述工艺需消耗大量无机酸，产生大量含盐含酸废水无法循环或回收利用，存在生产成本较高，同时引起环境污染等问题。

发明内容

针对上述问题，本发明拟解决的是提供一种除硅源(硅酸钠Na₂O·nSiO₂)外，其他化学品能循环使用的制取硅溶胶的方法，以降低硅溶胶的制造成本，同时少消耗资源，减少排放，尽量减少对环境的损害。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种硅溶胶的制备方法，它是以NaHCO₃或NH₄HCO₃与硅酸钠Na₂O·nSiO₂为原料，反应得到水合SiO₂沉淀，经过滤分去滤液，滤饼再经水洗、胶溶、增粒、浓缩得到硅溶胶产品；所述原料为硅酸钠Na₂O·nSiO₂和NaHCO₃时，二者的摩尔比为了1∶2.0～2.3，所述原料为硅酸钠Na₂O·nSiO₂和NH₄HCO₃时，二者的摩尔比为1∶1.0～1.15；所述滤液主要含有Na₂CO₃，当用NaHCO₃为原料时，还含有少量NaHCO₃，当用NH₄HCO₃为原料时，还含有NH₃·H₂O和少量NH₄HCO₃。所述硅酸钠Na₂O·nSiO₂的模数n为2.2～3.7。

所述NaHCO₃或NH₄HCO₃与硅酸钠Na₂O·nSiO₂的反应，是先将所述原料均各配制成溶液，然后在反应器中在搅拌下混合二种溶液，所述溶液浓度为混合后混合液中SiO₂含量在2.0～5.5％。

所述硅酸钠Na₂O·nSiO₂溶液在混合反应前还经过了精制工序以除去不溶性杂质，所述精制工序为自然沉降澄清或过滤，所述过滤为微孔精密过滤，离心过滤或加助滤剂的压滤机过滤。所述分去滤液的过滤采用真空过滤或压滤机过滤。

所述胶溶和增粒是同步进行，它包含以下步骤：

1)加水分散：将经水洗的滤饼加水混合，搅拌，或再用胶体磨磨细，或用高速剪切分散机打浆，至浆料与水混合均匀并有自由的流动性；

2)配制含SiO₂晶种的母液；

3)胶溶和增粒：将确定数量的母液，一次性加入到增长反应釜中，加热升温，连续加入由步骤A)制得的浆料，并加入PH值调节剂，保持PH值在9.0±0.5，使其在稳定的条件下反应，让浆料中溶出的小颗粒长成所需的大粒径，浆料的用量由最终产品的要求来确定，具体为在一定的母液下，加入的浆料越多，得到的硅溶胶粒径越大。

所述浓缩是超滤浓缩。

所述滤液中通往CO₂，使滤液中的Na₂CO₃生成NaHCO₃，或使其中的NH₃·H₂O反应生成NH₄HCO₃，生成的NaHCO₃或NH₄HCO₃可循环作为与硅酸钠反应生成水合SiO₂沉淀的原料。

当使用NaHCO₃为原料时，所述的滤液经浓缩后，通入CO₂，生成NaHCO₃的饱和溶液和其结晶物的混合物，所述的浓缩是控制在使结晶的NaHCO₃占混合物中NaHCO₃的40～45％，然后过滤回收NaHCO₃固体，滤液作为与硅酸钠反应生成水合SiO₂沉淀的原料循环使用。当使用NH₄HCO₃为原料时，在所述的滤液中先通入CO₂反应后，再对滤液进行浓缩，然后冷却析出回收部分NaHCO₃，NaHCO₃和剩余部分的NH₄HCO₃的混合溶液循环作为制备水合SiO₂沉淀的反应原料，所述析出回收部分NaHCO₃量的控制是使混合溶液中NH₄HCO₃和剩余部分NaHCO₃的量能满足循环反应的要求，即足够下一循环中与Na₂O·nSiO₂反应的量。

采用上述技术方案，本发明制备硅溶胶的方法，它是以NaHCO₃或NH₄HCO₃与硅酸钠Na₂O·nSiO₂为原料，反应得到水合SiO₂沉淀，经过滤分去滤液，滤饼再经水洗、胶溶、增粒、浓缩得到硅溶胶产品。由于滤液主要是含有Na₂CO₃和少量NaHCO₃，或者是Na₂CO₃、NH₃·H₂O和少量NH₄HCO₃，这些都可以通过不同的处理方式重新生成反应原料，因此本发明工艺除硅源(硅酸钠Na₂O·nSiO₂)外，其他化学品均能循环使用，与现有技术相比，降低了硅溶胶的制造成本，同时少消耗资源，减少排放，减少对环境的损害，避免了现有技术需消耗大量无机酸，并产生大量含盐含酸废水，引起环境污染等问题。

前述技术方案中还列举了一些对滤液不同的处理方式，然后回用作为与硅酸钠反应的原料，并可同时回收多余的NH₄HCO₃。对前述的三种不同处理方法，在实际生产中，可根据不同的生产状况采用相应的处理方式，以取得最好的效果。按现行原料价格计算，与现有技术相比，采用本发明方法可降低硅溶胶品生产原料成本30％以上。

下面对上述技术方案作些简要的分析。

先介绍下作为制备硅溶胶的主要原料硅酸钠。

硅酸钠，俗名水玻璃，商品名为泡化碱，分子式可写作：Na₂O·nSiO₂，n为SiO₂与Na₂O的摩尔比，常称为模数，一般硅酸钠产品的模数在2.2～3.7。

硅酸钠极易与酸发生反应析出二氧化硅，Na₂O·nSiO₂与H₂SO₄的反应式为：

Na₂O·nSiO₂+H₂SO₄+(nx-1)H₂O→nSiO₂·xH₂O↓+Na₂SO₄

但实际上，Na₂O·nSiO₂甚至能与NH₄ ⁺这样的弱酸(路易斯酸)反应：

Na₂O·nSiO₂+2NH₄Cl+(nx-1)H₂O→nSiO₂·xH₂O↓+2NaCl+2NH₃

在这里，NH₄ ⁺是作为一个酸：

PKa＝9.25

相类似的，Na₂O·nSiO₂也能与HCO₃ ^-反应：

Na₂O·nSiO₂+NH₄HCO₃+(nx-1)H₂O→nSiO₂·xH₂O↓+Na₂CO₃+NH₃

Na₂O·nSiO₂+2NaHCO₃+(nx-1)H₂O→nSiO₂·xH₂O↓+2Na₂CO₃

PKa＝10.3

这是本发明的反应原理。

当用NaHCO₃或NH₄HCO₃使Na₂O·nSiO₂中SiO₂析出后，经过滤、水洗、胶溶、增粒、浓缩得到硅溶胶产品。当滤饼加水混合，分散为浆料后，后续工艺过程基本等同于现行离子交换法经离子交换得到稀硅溶胶后的工艺，前述《硅化合物的生产与应用》第176页较祥细的介绍了相关工艺。另再补充几点：

1，过滤设备：原则上压滤机、真空过滤设备等现有过滤设备均可使用，但考虑到洗涤效果，特别是洗涤过程中的节水等因素，使用隔膜式压滤机效果会更好。

2，洗涤用水可直接用自来水，也可用含少量NH₄HCO₃的自来水，这是由于水合SiO₂表面有吸附性，容易吸附大量的Na⁺离子，单纯用水不易洗净，利用NH₄ ⁺离子的交换作用可提高洗涤的效果。

3，关于胶溶。在一般由盐酸或硫酸先制得凝胶的胶溶法工艺中，往往需先把水合沉淀(或叫凝胶)溶解于碱液中生成稀胶液，再进入增粒、浓缩工序。但本专利工艺是利用NH₄ ⁺或HCO₃ ^-离子提供的H⁺离子进行沉淀反应的，反应中H⁺浓度大大低于由强酸提供的H⁺浓度，使本反应的沉淀反应实际上是一种均匀沉淀工艺，这样得到的水合SiO₂颗粒相对较小也较均匀，其胶溶性也较好，在配制的母液中就有很好的溶解性，故不必再单独配碱液进行胶溶工序。

4，关于本专利所述胶溶、增粒工序中母液的制备。母液是含较小尺寸(相对于硅溶胶成品)SiO₂晶种的稀硅溶胶溶液，其制备的要点是其中作为晶核的二氧化硅晶种的均匀性和分散性，其好坏对制得的硅溶胶质量起着决定性的作用。事实上，现行离子交换法生产硅溶胶工艺中任何一种母液的制备方法均可应用于本专利，也可直接选用符合PH值和粒径要求的碱性硅溶胶稀释作为母液。

5，对所述滤液中的其中一种处理方案的说明：即当使用NaHCO₃为原料时，滤液经浓缩或不经浓缩(根据浓度)，通入CO₂，使生成的NaHCO₃饱和部分从溶液中部分析出，过滤回收析出部分NaHCO₃，余NaHCO₃溶液循环回用于与Na₂O·nSiO₂的沉淀反应。这里NaHCO₃的析出是利用了二者的溶解度差，Na₂CO₃与NaHCO₃的溶解度比较如下(g/100g水)：

温度	0℃	10℃	20℃	30℃	40℃
						Na₂CO₃	7.1	12.5	21.5	39.7	49.0
NaHCO₃	6.9	8.1	9.6	11.1	12.7

在常温(20℃左右)能利用Na₂CO₃与NaHCO₃的溶解度差使NaHCO₃从溶液中析出，这样可简化回收NaHCO₃的工艺过程。

相类似的，以NH₄HCO₃为原料时，也可用相似的方法回收NaHCO₃。

6，再补充一点，滤饼的洗涤液也可回收利用，特别是前期的洗液，这样可进一步减少循环原料的损耗和废液的排放。

7，本发明工艺需另消耗CO₂，CO₂可外购，但更可以收集如锅炉炉气中所含的CO₂等使用。CO₂作为一种致地球温室效应的主要气体，能有效回收利用CO₂在保护环境方面有着同样积极的意义。

根据以上说明可知，本发明仅主要是以Na₂O·nSiO₂为原料，NaHCO₃和NH₄HCO₃均可循环使用，本发明工艺制取硅溶胶不仅大大降低了生产的原料成本，也大幅减少了原工艺含盐含酸废水的排放，而且整个生产工艺、设备与原离子交换法相比更加简洁，本发明的工艺优势十分明显。

具体实施方式

从前面的说明可知，本发明制取硅溶胶工艺大致可由下述二个过程组成：

(1)硅溶胶产品的制得

(2)反应滤液的处理

由于这二个过程是二个相对独立的运行过程，所以，为更好的说明本发明的工艺过程，将对这二个过程分开分别举例说明。另说明一下，在下述实施例中，对与现行工艺相同或相似的，包括有相关文献已具体论述过的内容，将只作简要的说明，这里将主要举例说明与现行工艺差异较大的部分内容。

(一)硅溶胶产品的制取

实施例1

取一种波美度为37°Be’(20℃，下同)的硅酸钠，加入4倍量(重量，下同)的水稀释，自然沉降至澄清，分出清液，测得清液中含SiO₂％＝5.0％，Na₂O％＝1.4％，其模数n＝3.7，称取该清液600g，在搅拌下与600g 3.8％的NaHCO₃溶液混合(反应摩尔比为1∶2.0)，至检验液相中基本无SiO₂，继续搅拌约15分钟，过滤，用清水洗涤沉淀，至洗水近中性，加约500ml去离子水，搅拌均匀，备用。

在三口烧瓶中加入前述经稀释、自然沉降澄清的硅酸钠溶液60g，加热升温，在搅拌下连续加入酸性稀硅溶胶液约60g，控制加料速度使PH值保持在8.0～10.0，加完后加热保温，作为母液备用。

取得到的母液约100g，一次性加入到三口烧瓶中，边搅拌边加热升温，至90℃左右连续加入前述由沉淀分散得到的全部约600g浆料，并适当加入NH₃·H₂O调节PH值，控制PH值保持在9.0左右，使其在稳定的条件下反应。加完全部料液后继续加热保温搅拌约1小时，然后浓缩至SiO₂％≈25％，得到硅溶胶产品约120g。

实施例2

取一种波美度为40°Be′的硅酸钠，加入3倍量的水稀释、过滤，测得稀释液含SiO₂％＝7.3％，Na₂O％＝2.3％，其模数n＝3.3，称取该稀硅酸钠溶液4000g，在搅拌下与4500g含6.1％的NaHCO₃溶液混合(反应摩尔比为1∶2.2)，至检验液相中基本无SiO₂，继续搅拌约15分钟，过滤，用清水洗涤至洗水近中性，再用含约1％NH₄HCO₃的稀溶液洗涤2遍，取其中约90％的滤饼，加5000ml去离子水，用高速剪切分散机打浆，得到浆料约6000g，备用。

在三口烧瓶中加入200g约5％的NaOH溶液中，加热升温，在高速搅拌下连续加入前述余下的水洗后的约10％沉淀，加完后继续搅拌使沉淀溶解，至溶液透明后加热保温约3小时，然后边搅拌边加热升温，至90℃左右连续加入前述由沉淀分散得到的全部约6000g浆料，并适当加入NH₃·H₂O调节PH值，控制PH值保持在8.5～9.0左右，使其在稳定的条件下反应。加完全部料液后继续加热保温搅拌约1小时，然后用实验室半透膜装置浓缩至SiO₂％≈20％，得到硅溶胶产品约1400g。

实施例3

取一种波美度为50°Be′的硅酸钠，加入4倍量的水稀释、过滤，测得稀释液含SiO₂％＝5.6％，Na₂O％＝2.6％，其模数n＝2.2，称取该种稀硅酸钠溶液500g，在搅拌下与900g含4.5％的NaHCO₃溶液混合(反应摩尔比为1∶2.3)，至检验液相中基本无SiO₂，继续搅拌约15分钟，过滤，用清水洗涤沉淀，至洗水PH值≈8.5，加约500ml去离子水，用高速剪切分散机打浆，得到浆料约650g，备用。

在三口烧瓶中加入200g含SiO₂％≈1.5％的碱性稀硅溶胶溶液，边搅拌边加热升温，至90℃左右连续加入前述由沉淀分散得到的全部约650g浆料，并适当加入NH₃·H₂O调节PH值，控制PH值保持在9.0左右，使其在稳定的条件下反应。加完全部料液后继续加热保温搅拌约1小时，然后浓缩至SiO₂％≈30％，得到硅溶胶产品约100g。

实施例4

取一种波美度为37°Be’的硅酸钠，加入3倍量的水稀释，自然沉降至澄清，分出清液，测得清液中含SiO₂％＝6.0％，Na₂O％＝1.75％，其模数n＝3.5，称取该清液500g，在搅拌下与100g 11.2％的NH₄HCO₃溶液混合(反应摩尔比为1∶1.0)，至检验液相中基本无SiO₂，继续搅拌约15分钟，过滤，用清水洗涤沉淀，至洗水近中性，加约500ml去离子水，搅拌均匀，备用。

取得到的母液约100g，一次性加入到三口烧瓶中，边搅拌边加热升温，至90℃左右连续加入前述由沉淀分散得到的全部约600g浆料，并适当加入NH₃·H₂O调节PH值，控制PH值保持在8.5～9.0左右，使其在稳定的条件下反应。加完全部料液后继续加热保温搅拌约1小时，然后浓缩至SiO₂％≈25％，得到硅溶胶产品约120g。

实施例5

取一种波美度为40°Be′的硅酸钠，加入约3倍量的水稀释、过滤，测得稀释液含SiO₂％＝6.3％，Na₂O％＝2.1％，其模数n＝3.1，称取该稀硅酸钠溶液4000g，在搅拌下与3000g含4.1％的NH₄HCO₃溶液混合(反应摩尔比为1∶1.5)，至检验液相中基本无SiO₂，继续搅拌约15分钟，过滤，用清水洗涤至洗水近中性，再用含约1％NH₄HCO₃的稀溶液洗涤2遍，取其中约90％的滤饼，加5000ml去离子水，用高速剪切分散机打浆，得到浆料约6000g，备用。

在三口烧瓶中加入200g约5％的NaOH溶液中，加热升温，在高速搅拌下连续加入前述余下的水洗后的约10％沉淀，加完后继续搅拌使沉淀溶解，至溶液透明后加热保温约2小时，然后边搅拌边加热升温，至90℃左右连续加入前述由沉淀分散得到的全部约6000g浆料，并适当加入NH₃·H₂O调节PH值，控制PH值保持在8.5～9.0左右，使其在稳定的条件下反应。加完全部料液后继续加热保温搅拌约1小时，然后用实验室半透膜装置浓缩至SiO₂％≈20％，得到硅溶胶产品约1200g。

实施例6

取一种硅酸钠溶液，加入约3倍量的水稀释、过滤，测得稀释液含SiO₂％＝6.8％，Na₂O％＝2.5％，其模数n＝2.8，称取该种稀硅酸钠溶液500g，在搅拌下与120g含14％的NH₄HCO₃溶液混合(反应摩尔比为1∶1.05)，至检验液相中基本无SiO₂，继续搅拌约15分钟，过滤，用清水洗涤沉淀，至洗水PH值≈8.5，加约500ml去离子水，用高速剪切分散机打浆，得到浆料约650g，备用。

在三口烧瓶中加入200g含SiO₂％≈1.5％的碱性稀硅溶胶溶液，边搅拌边加热升温，至90℃左右连续加入前述由沉淀分散得到的全部约650g浆料，并适当加入NH₃·H₂O调节PH值，控制PH值保持在9.0左右，使其在稳定的条件下反应。加完全部料液后继续加热保温搅拌约1小时，然后浓缩至SiO₂％≈30％，得到硅溶胶产品约110g。

在实施例1～6中，SiO₂含水沉淀的过滤、洗涤、分散，稀硅溶胶的浓缩等操作步骤均是按实验室的仪器、设备实施的，在实际生产中，过滤和洗涤沉淀可以在真空过滤或压滤机中同步完成，例如用隔膜压滤技术洗涤沉淀节水效果较好。

(二)反应滤液的处理

实施例7

在实施例1过滤滤出SiO₂沉淀后，得到含Na₂CO₃的滤液约950g，通CO₂反应，检测NaHCO₃含量为3.8％，基本上与该实施例前配制的NaHCO₃溶液浓度一致，重量也比原加入的600g多，足以循环使用。

实施例8

在实施例2过滤滤去SiO₂沉淀后，得到含Na₂CO₃和部分NaHCO₃的滤液约6000g，记作A，称量含液的湿沉淀约为2500g，用清水分2次浸泡湿沉淀、过滤，尽量沥干，又得到滤液约2050g，往该滤液中通CO₂反应，反应完成后检测其中NaHCO₃含量为2.7％，记该溶液为B，备用。

对滤液A进行浓缩，至液重约2600g，有NaHCO₃晶体析出，过滤，称量析出的NaHCO₃晶体约为150g，饱和溶液约2450g。该饱和溶液与溶液B混合，得到约4500g NaHCO₃溶液，检测其NaHCO₃浓度为6.1％，可循环用于作反应原料用。

实施例9

在实施例3过滤滤去SiO₂沉淀后，得到含Na₂CO₃和部分NaHCO₃的滤液约1100g，记作A，称量含液的湿沉淀约为300g，用清水分3次浸泡湿沉淀、过滤，尽量沥干，又得到滤液约540g，往该滤液中通CO₂反应，反应完成后检测其中NaHCO₃含量为1.5％，记该溶液为B，备用。

对滤液A进行浓缩，至液重约390g，有NaHCO₃晶体析出，过滤，称量析出的NaHCO₃晶体约为27g，饱和溶液约360g。该饱和溶液与溶液B混合，得到约900g NaHCO₃溶液，检测其NaHCO₃浓度为4.5％，可循环用于作反应原料用。

实施例10

在实施例4过滤滤去SiO₂沉淀后，得到含Na₂CO₃和NH₃·H₂O的滤液约350g，通CO₂反应，得到含NaHCO₃和NH₄HCO₃的混合溶液，其总量大于原加NH₄HCO₃溶液的量(NaHCO₃以减半mol数折算)，足以循环回用。

实施例11

在实施例5过滤滤去SiO₂沉淀后，得到含Na₂CO₃、NH₃·H₂O和NaHCO₃的滤液约5000g，通CO₂反应，得到含NaHCO₃和NH₄HCO₃的混合溶液，缓慢在微减压下慢慢小心加热蒸发浓缩该溶液，至液重约700g，停止加热，自然冷却，至约20℃，过滤，用滤纸吸干，得到约90g NaHCO₃晶体。滤液约700g，加水至3000g，检测其中NH₄HCO₃含量为2.9％，NaHCO₃含量为2.7％，足以满足本实施例循环使用的要求。

Claims

1.一种硅溶胶的制备方法，其特征在于它是以NaHCO₃或NH₄HCO₃与硅酸钠Na₂O·nSiO₂为原料，反应得到水合SiO₂沉淀，经过滤分去滤液，滤饼再经水洗、胶溶、增粒、浓缩得到硅溶胶产品；所述原料为硅酸钠Na₂O·nSiO₂和NaHCO₃时，二者的摩尔比为了1∶2.0-2.3，所述原料为硅酸钠Na₂O·nSiO₂和NH₄HCO₃时，二者的摩尔比为1∶1.0-1.15；所述滤液主要含有Na₂CO₃，当用NaHCO₃为原料时，还含有少量NaHCO₃，当用NH₄HCO₃为原料时，还含有NH₃·H₂O和少量NH₄HCO₃。

2.根据权利要求1所述的硅溶胶的制备方法，其特征在于所述硅酸钠Na₂O·nSiO₂的模数n为2.2-3.7。

3.根据权利要求1或2所述的硅溶胶的制备方法，其特征在于所述NaHCO₃或NH₄HCO₃与硅酸钠Na₂O·nSiO₂的反应，是先将所述原料均各配制成溶液，然后在反应器中在搅拌下混合二种溶液，所述溶液浓度为混合后混合液中SiO₂含量在2.0-5.5％。

4.根据权利要求3所述的硅溶胶的制备方法，其特征在于所述硅酸钠Na₂O·nSiO₂溶液在混合反应前还经过了精制工序以除去不溶性杂质，所述精制工序为自然沉降澄清或过滤，所述过滤为微孔精密过滤，离心过滤或加助滤剂的压滤机过滤。

5.根据权利要求1所述的硅溶胶的制备方法，其特征在于所述分去滤液的过滤采用真空过滤或压滤机过滤。

6.根据权利要求1所述的硅溶胶的制备方法，其特征在于所述胶溶和增粒是同步进行，它包含以下步骤：

A)加水分散：将经水洗的滤饼加水混合，搅拌，或再用胶体磨磨细，或用高速剪切分散机打浆，至浆料与水混合均匀并有自由的流动性；

B)配制含SiO₂晶种的母液；

C)胶溶和增粒：将确定数量的母液，一次性加入到增长反应釜中，加热升温，连续加入由步骤A)制得的浆料，并加入PH值调节剂，保持PH值在9.0±0.5，使其在稳定的条件下反应，让浆料中溶出的小颗粒长成所需的大粒径，浆料的用量由最终产品的要求来确定，具体为在一定的母液下，加入的浆料越多，得到的硅溶胶粒径越大。

7.根据权利要求1所述的硅溶胶的制备方法，其特征在于所述浓缩是超滤浓缩。

8.根据权利要求1所述的硅溶胶的制备方法，其特征在于所述滤液中通CO₂，使滤液中的Na₂CO₃生成NaHCO₃，或还使其中的NH₃·H₂O反应生成NH₄HCO₃，生成的NaHCO₃或NH₄HCO₃可循环作为与硅酸钠反应生成水合SiO₂沉淀的原料。

9.根据权利要求1所述的硅溶胶的制备方法，其特征在于当使用NaHCO₃为原料时，所述的滤液经浓缩后，通入CO₂，生成NaHCO₃的饱和溶液与其结晶物的混合物，所述的浓缩是控制在使结晶的NaHCO₃占混合物中NaHCO₃的40-45％，然后过滤回收NaHCO₃固体，滤液作为与硅酸钠反应生成水合SiO₂沉淀的原料循环使用。

10.根据权利要求8所述的硅溶胶的制备方法，其特征在于当使用NH₄HCO₃为原料时，在通入CO₂反应后，还对滤液进行了浓缩，然后冷却析出回收部分NaHCO₃，NaHCO₃和剩余部分的NH₄HCO₃的混合溶液循环作为制备沉淀SiO₂的反应原料；所述析出回收部分NaHCO₃量的控制是使混合溶液中NH₄HCO₃和剩余部分N_aHCO₃的量能满足循环反应的要求，即足够下一循环中与Na₂O·nSiO₂反应的量。