CN103332699A - 一种硅酸钠除铁方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种硅酸钠除铁方法，固体硅酸钠在溶解阶段时加入硫化钠，加入硫化钠的重量为固体硅酸钠重量的0.4%-0.5%，在温度70-100℃、压力0.8Mpa下保温保压溶解4个小时，出料存放2-3天，过滤得澄清透明的液体硅酸钠。本发明的有益效果为，在固体硅酸钠溶解阶段进入硫化钠，通过高温并在压力情况下把化合态或络合态的三价铁还原成二价铁，再与硫离子结合成硫化亚铁。由于初生态硫化亚铁颗粒太细，不足以形成沉淀，因此反应好的物料还要存放2～3天使硫化亚铁沉淀完全。硅酸钠中铁含量可以用铁、二氧化硅比（Fe/SiO2）表示。通过本发明方法对硅酸钠进行除铁，可使硅酸钠的Fe/SiO2控制在20～50ppm。

Description

一种硅酸钠除铁方法
技术领域
本发明专利涉及水玻璃制备工艺方法，尤其涉及一种硅酸钠除铁的化工工艺技术。
背景技术
硅酸钠中铁含量取决于所采用的石英砂中铁含量，而石英砂中铁含量与石英矿的品味有关。在我国品质优良的低铁石英矿资源有限，因此大多数硅酸钠产品铁含量都较高。
固体硅酸钠为无色或浅天蓝色玻璃块状物，难溶于水，不能直接使用。工业上一般是在压力容器内通过蒸汽加压把固体硅酸钠溶解成液体水玻璃，再加工生产下游产品。
在以硅酸钠生产下游产品白炭黑时，尤其是高附加值的白炭黑产品时，我们发现硅酸钠中铁含量对下游产品品质影响很大。
中国专利102442675A，公开了“一种水玻璃除杂精制方法”，该方法是在液体水玻璃中加入硫化钠等，由于水玻璃中的铁不是以离子形态存在，而是以化合态或络合物形态存在，在常温、常压下难以形成硫化亚铁沉淀，因此以上专利在工业生产上是无法实现的。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题，提供一种通过化学方法除去硅酸钠中铁等杂质，并能在工业生产上，提高下游产品品质的硅酸钠除铁方法。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
一种硅酸钠除铁方法，固体硅酸钠在溶解阶段时加入硫化钠，加入硫化钠的重量为固体硅酸钠重量的0.4%-0.5%，在温度150-180℃、压力0.8Mpa下保温保压溶解4个小时，出料存放2-3天，过滤得澄清透明的液体硅酸钠。
因为硫化亚铁沉淀颗粒较细，为了解决难过滤问题，本发明进一步优化，溶液存放2-3天后，向溶液中加入絮凝剂并同时进行搅拌，加入絮凝剂的重量为固体硅酸钠重量的0.02%-0.04%。通过往液体水玻璃中加入一定量的絮凝剂，使硫化亚铁细颗粒絮凝成粗颗粒，从而改善过滤性能。
其中，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺类絮凝剂。
为了提供过滤效果和过滤速度，本发明溶液过滤是采用板框压滤机进行过滤。
为了实现快速有效保温保压的效果，本发明固体硅酸钠在溶解阶段时，保温保压溶解是通过蒸球完成。
本发明的有益效果为，在固体硅酸钠溶解阶段进入硫化钠，通过高温并在压力情况下把化合态或络合态的三价铁还原成二价铁，再与硫离子结合成硫化亚铁。由于初生态硫化亚铁颗粒太细，不足以形成沉淀，因此反应好的物料还要存放2～3天使硫化亚铁沉淀完全。硅酸钠中铁含量可以用铁、二氧化硅比（Fe/SiO2）表示。用普通石英砂生产的硅酸钠其Fe/SiO2一般在300～400ppm。用精制低铁石英砂生产的硅酸钠其Fe/SiO2可控制在100～150ppm。通过本发明方法对硅酸钠进行除铁，可使硅酸钠的Fe/SiO2控制在20～50ppm。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式详予说明。
本发明专利是在固体硅酸钠溶解阶段进入硫化钠，通过高温并在压力情况下把化合态或络合态的三价铁还原成二价铁，再与硫离子结合成硫化亚铁。由于初生态硫化亚铁颗粒太细，不足以形成沉淀，因此反应好的物料还要存放2～3天使硫化亚铁沉淀完全。因硫化亚铁沉淀颗粒较细，为了解决难过滤问题，本发明专利还往液体水玻璃中加入一定量的聚丙烯酰胺类絮凝剂，使硫化亚铁细颗粒絮凝成粗颗粒，从而改善过滤性能。
聚丙烯酰胺类絮凝剂：聚丙烯酰胺（PAM）为水溶性高分子聚合物，不溶于大多数有机溶剂，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的磨擦阻力，按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型。聚丙烯酰胺类絮凝剂一般预先配制成0.1～0.5%的水溶液后使用。
实施例1
溶解蒸球内投入4吨固体硅酸钠、20公斤硫化钠和7吨水，启动蒸球、通蒸汽升温升压到70-90℃、0.8Mpa并在此压力下保压溶解4小时。出料到液体硅酸钠储槽，存放48小时，此时液体硅酸钠中产生大量的硫化亚铁沉淀。往液体硅酸钠中加入500公斤聚丙烯酰胺溶液，搅拌均匀，微细的硫化亚铁絮凝成较大的颗粒。再把液体硅酸钠通过板框压滤机过滤得到澄清透明的液体硅酸钠。经化验检测其铁、二氧化硅比（Fe/SiO2）为24ppm。
实施例2
溶解蒸球内投入6吨固体硅酸钠、25公斤硫化钠和11吨水，启动蒸球、通蒸汽升温升压到70-90℃、0.8Mpa并在此压力下保压溶解4小时。出料到液体硅酸钠储槽，存放48小时，此时液体硅酸钠中产生大量的硫化亚铁沉淀。往液体硅酸钠中加入800公斤聚丙烯酰胺溶液，搅拌均匀，微细的硫化亚铁絮凝成较大的颗粒。再把液体硅酸钠通过板框压滤机过滤得到澄清透明的液体硅酸钠。经化验检测其铁、二氧化硅比（Fe/SiO2）为28ppm。
实施例3
溶解蒸球内投入7.5吨固体硅酸钠、30公斤硫化钠和13吨水，启动蒸球、通蒸汽升温升压到70-90℃、0.8Mpa并在此压力下保压溶解4小时。出料到液体硅酸钠储槽，存放48小时，此时液体硅酸钠中产生大量的硫化亚铁沉淀。往液体硅酸钠中加入1000公斤聚丙烯酰胺溶液，搅拌均匀，微细的硫化亚铁絮凝成较大的颗粒。再把液体硅酸钠通过板框压滤机过滤得到澄清透明的液体硅酸钠。经化验检测其铁、二氧化硅比（Fe/SiO2）为35ppm。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种硅酸钠除铁方法，其特征在于，固体硅酸钠在溶解阶段时加入硫化钠，加入硫化钠的重量为固体硅酸钠重量的0.4%-0.5%，在温度150-180℃、压力0.8Mpa下保温保压溶解4个小时，出料存放2-3天，过滤得澄清透明的液体硅酸钠。
2.根据权利要求1所述的硅酸钠除铁方法，其特征在于，溶液存放2-3天后，向溶液中加入絮凝剂并同时进行搅拌，加入絮凝剂的重量为固体硅酸钠重量的0.02%-0.04%。
3.根据权利要求2所述的硅酸钠除铁方法，其特征在于，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺类絮凝剂。
4.根据权利要求1所述的硅酸钠除铁方法，其特征在于，溶液过滤是采用板框压滤机进行过滤。
5.根据权利要求1所述的硅酸钠除铁方法，其特征在于，固体硅酸钠在溶解阶段时，保温保压溶解是通过蒸球完成。
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