CN1152292A - 沉淀二氧化硅的浓缩悬浮液、其制备方法及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及沉淀二氧化硅的水悬浮液，其特征在于其固含量为10～40％，其粘度低于4×10-2Pa·S，剪应力为50S-1，以7500转/分钟离心分离该悬浮液30分钟后得到的上清液中所含二氧化硅数量大于悬浮液中所含的二氧化硅的重量的50％。悬浮液中附聚物的粒径分布导致平均直径D50低于5μm，解附聚因子FD大于3ml。该悬浮液可被用于防腐涂装、混凝土制造、造纸或无机粘合剂制备。

Description

沉淀二氧化硅的浓缩悬浮液、其制备方法及其用途
本发明涉及沉淀二氧化硅的含水悬浮液。
二氧化硅的含水悬浮液被用于多种不同领域，尤其是混凝土或造纸工业。
对于这些不同的应用领域来说，令人感兴趣的是提供其中固含量较高的悬浮液。不过，这种悬浮液的粘度非常高，这给泵送带来困难并且因此而降低了其工业实用性。
另外，这类悬浮液具有沉降或胶凝的倾向并且因此而呈现出不稳定性，使其难以输送或贮存。人们经常可以观察到在输送完成之时或于或长或短的贮存期间之后在液态且固含量较低的淤浆下方形成的一层硬的凝胶或沉积物。这样，通常无法使二氧化硅形成悬浮液或得到一种其粘度低至足以被泵送或工业实用的淤浆。
本发明的目的是提供一种固含量高、粘度低且具有良好的稳定性的二氧化硅水悬浮液。
更确切地，本发明涉及沉淀二氧化硅的水悬浮液，其特征在于其固含量为10～40％，其粘度在剪应力为50S-1时低于4×10-2Pa·S，以7500转/分钟的转速离心分离该悬浮液30分钟后得到的上清液中所含二氧化硅数量大于悬浮液中所含的二氧化硅的重量的50％。
优选地，所述悬浮液的固含量为15～35％(重)。所述悬浮液的粘度优选地在剪应力为50S-1时低于2×10-2Pa·S。
本发明的悬浮液非常稳定，其稳定性可以借助通过以7500转/分的转速离心分离30分钟进行的沉降试验来评估。离心分离之后得到的上清液中所含的二氧化硅数量于160℃干燥上清液直至物料重量恒定为止之后进行测定得到的数值大于50％，优选大于60％悬浮液中所含的二氧化硅重量。
有利地，离心分离得到的上清液中所含的二氧化硅数量大于70％、尤其是大于90％悬浮液中所含的二氧化硅重量。
本发明悬浮液中的另一特征在于悬浮液中二氧化硅的粒径。
事实上，目前已知的浓缩二氧化硅悬浮液除了具有较高粘度以外，还存在具有大粒径附聚物的悬浮液从而尤其使其难以被注入多孔介质之中这一不足之处。
悬浮液的柱径分布可以借助平均直径D50限定，该粒径是指悬浮液中50％颗粒的直径低于此数值。
此外，以D95表示的粒径是指悬浮液中95％颗粒的直径低于此值。
该悬浮液的另一重要特征是破碎因子FD。该因子数值越大，则二氧化硅悬浮液的解附聚程度越高，所以该值是一个细粒比率的指数，也就是说无法被粒度计检测到的粒径小于0.1μm的颗粒比率。
以下列方式测定FD：向粒度仪中加入已知体积V的稀悬浮液中以便获得4％(重)的二氧化硅含量，FD等于比值(10×Vml)/(可通过粘度仪检测到的光学浓度)。
存在于本发明悬浮液中的二氧化硅附聚体的粒径较小。
优选地，悬浮液中附聚体的粒径分布导致其平均粒径D50小于5μm而其破碎因子FD大于3ml。
有利地，直径D50小于2μm，因子FD大于13ml，而直径D95小于20μm。
优选地，本发明悬浮液包括来自沉淀反应的滤饼(下文将其定义为“沉淀饼”)，必要时将其洗涤，随后将其破碎。
按照本发明的一个实施方案，破碎过程通过化学方法进行，以便使该悬浮液的含铝量达到Al/SiO2重量比为1000～3300ppm。
所述悬浮液可以按照下述不同方法制备，这些方法同样属于本发明的目的。
二氧化硅的合成方法通过下列步骤完成：(A)沉淀反应，利用其中n为硅酸盐摩尔比的碱金属硅酸盐SiO2/nM2O和酸化剂；(B)将沉沉饼与反应混合物分离；(C)将其转变为具备所需特性的悬浮液。
对于沉淀反应，可以采用各种常用形式的硅酸盐如硅酸盐、焦硅酸盐和有利地为碱金属M硅酸盐，其中M为钠或钾。
在使用硅酸钠的情况下，有利的是SiO2/Na2O摩尔比为2～4，更具体地为3.0～3.7。
酸化剂和硅酸盐的选择以公知方法进行。作为酸化剂，通常人们选用强无机酸如硫酸、磷酸、硝酸或盐酸，或有机酸如乙酸、甲酸或碳酸。
一般地，优选硫酸作为酸化剂，优选硅酸钠作为硅酸盐。
在本发明的第一种实施方案中，以下列方式完成沉淀过程(A)：
(i)制备含有参加反应的碱金属M硅酸盐总量的一部分的初始基本原料，以SiO2表示的硅酸盐在所述基本原料中的浓度低于20g/l，
(ii)向所述初始基本原料中加入酸化剂直至至少5％存在于所述初始基本原料中的M2O被中和为止，
(iii)将酸化剂和余量的碱金属M硅酸盐同时加入反应介质从而使(被加入的二氧化硅数量)/(初始基本原料中二氧化硅的存在量)之比为10～100，这后一比值被称作固结率。
业已发现，在同时添加过程中在初始基本原料中以SiO2表示的硅酸盐浓度很低而固结率却保持适当数值构成了将良好特性赋予所得到的产物的重要条件。
优选地，在此实施方式中，按照下列方式进行操作：
首先制备含有硅酸盐的基本原料。该初始基本原料中硅酸盐的存在量有利地仅为参加反应的硅酸盐总量的一部分。
按照本发明制备方法的基本特征，初始基本原料中硅酸盐的浓度低于20gSiO2/升。优选地，该浓度至多为11g/l，视具体情况而定至多为8g/l。
对初始基本原料中硅酸盐的浓度所附加的条件部分地决定了所得到的二氧化硅的特征。
初始基本原料可以含有电解质。不过，优选地，在本发明制备方法中不使用任何电解质；具体地，初始基本原料以不含电解质为佳。
电解质一词在此处被理解为其通常可被接受的含义，也就是说它表示任何当处于溶液中时能够分解或解离为离子或带电粒子的离子或分子物质。可被提及的电解质为碱金属或碱土金属盐，尤其是原料硅酸盐和酸化剂的金属盐，例如在硅酸钠与硫酸反应的情况下为硫酸钠。
第二步在于将酸化剂加至上述组成的基本原料之中。
这样，在该第二步骤中向初始基本原料中加入酸化剂直至存在于初始基本原料中M2O数量的至少5％、优选至少50％被中和为止。
优选地，在该第二步骤中，向初始基本原料中加入酸化剂直至存在于初始基本原料中M2O数量的50～99％被中和为止。
酸化剂可被稀释或浓缩，其当量浓度为0.4～36N，例如0.6～1.5N。
具体地，在酸化剂为硫酸的情况下，其浓度优选为40-180g/l，例如60-130g/l。
一旦被中和的M2O数量达到所期望的数值，便同时加入(步骤(iii))酸化剂和其数量导致固结率即被加入的SiO2数量/初始基本原料中SiO2存在量之比为10～100、优选12～50、尤其是13～40的碱金属M硅酸盐。
优选地，在步骤(iii)期间，酸化剂的加入量使得80～99％、例如85～97％被加入的M2O被中和。
用于步骤(iii)的酸化剂可被稀释或浓缩，其当量浓度为0.4～36N，例如0.6～1.5N。
具体地，在酸化剂为硫酸的情况下，其浓度优选为40-180g/l，例如60-130g/l。
一般地，步骤(iii)中被加入的碱金属M硅酸盐以SiO2表示的浓度为40～330g/l，例如60～250g/l。
沉淀反应可以通过加入剩余量硅酸盐而被终止。
尤其是于上述同时添加步骤(iii)之后，有利的作法是熟化反应混合物，该熟化过程可以历时例如1～60分钟，尤其是5-30分钟。
在此沉淀步骤之后，有必要在后续步骤中、尤其是在所述视需要而定是否进行的熟化过程之前向反应混合物中额外加入一定量酸化剂。该添加过程通常进行到反应混合物的pH值为3～6.5、尤其是4～5.5为止。具体地说，该添加过程能够中和所有步骤(iii)中加入的M2O。
用于该添加过程的酸化剂一般与本发明制备方法的步骤(iii)所用种类相同。
反应介质的温度通常为60～98℃。
优选地，步骤(ii)中将酸化剂加入温度为60～96℃的初始基本原料中。
按照本发明的一种变化方式，该反应在75～96℃的恒温下进行。按照本发明的另一种变化方式，反应结束时刻的温度高于反应开始时的温度；因此，优选将反应开始时的温度保持在70～96℃，随后在几分钟内将温度升至优选地高达80～98℃，保持该温度值直至反应结束为止。
上述步骤结束时，得到二氧化硅淤浆，随后将其分离(液固分离)。
此外，按本发明的另一种实施方式，以下列方式进行沉淀过程(A)：
(i)制成含有参加反应的碱金属M硅酸盐总量中至少一部分和电解质的初始基本原料，硅酸盐在所述初始基本原料中的浓度(以SiO2表示)低于100g/l，电解质浓度低于17g/l；
(ii)将酸化剂加入所述基本原料中直至反应介质的pH值至少约为7为止，
(iii)将酸化剂在必要时与余量硅酸盐同时加入反应混合物中。
因此，业已发现，初始基本原料中较低的硅酸盐和电解质浓度构成了使所形成的产物具备优良特性的重要条件。
优选地，在这种实施方式中，操作过程如下所示：
首先制备含有硅酸盐和电解质的基本原料。基本原料中硅酸的存在量等于参加反应的总量，或者该总量的一部分。
作为电解质，尤其采用碱金属和碱土金属盐类，优选原料硅酸盐和酸化剂的金属盐，例如在硅酸钠与硫酸反应的情况下，为Na2SO4。
按照本发明制备方法的一个基本特征，电解质在初始基本原料中的浓度低于17g/l，优选低于14g/l。
按照该方法的另一基本特征，初始基本原料中以SiO2表示的硅酸盐浓度低于100g SiO2/l。优选地低于80g/l，尤其是70g/l。具体地，当用于中和的酸浓度较高时，尤其是高于70％时，适宜的作法是与其中硅酸盐浓度(以SiO2表示)低于80g/l的初始基本原料共同被使用。
第二步骤在于将酸化剂加入上述组成的基本原料之中。
该添加过程使反应介质的pH值相应地被降低，直至至少约为7为止，一般地为7～8。
一旦达到该值，以及在排出基本原料仅含有加入的硅酸盐总量的一部分的情况下，有利的作法是同时添加酸化剂和余量的硅酸盐。
待加入所有余量硅酸盐后便终止沉淀反应。
有利的作法是于沉淀结束之后尤其是于上述同时添加完成之后进行反应介质的熟化过程，该熟化过程可以例如进行5分钟至1小时。
同样可以在任何情况下(即在排出基本原料仅含加入的硅酸盐总量一部分的情况下)，沉淀之后在可能存在的后续步骤中向反应介质中加入补充量酸化剂。该添加过程通常进行至pH值达到3～6.5，优选为4～6.5为止。
反应介质的温度通常为70～98℃。
按照本发明的一种变化形式，该反应在恒温80-95℃下进行。按照本发明的另一种变化形式，反应结束时的温度高于反应开始时的温度；因此，反应开始时的温度优选地被保持在70～95℃，随后在数分数中内升高温度，优选地直至升高到80-98℃，该温度被保持到反应结束。
上述操作结束时，得到二氧化硅淤浆。
该方法的步骤(B)包括按照一种或另一种操作方式得到的这种淤浆的沉淀饼的分离过程。该分离过程按照任何已知方式、尤其是通过借助带式过滤器、压滤机、旋转真空过滤器进行过滤或通过离心分离进行。这样得到其干燥萃取物为10～40％的二氧化硅饼。
可以用水洗涤该分离得到的饼以便脱除沉淀反应期间形成的碱金属盐。举例来说，在使硅酸钠与硫酸发生沉淀的过程中，可以在步骤(B)之后分离得到其中Na2SO4含量低于1.5％(重)的饼。
压滤得到的饼中干萃取物含量较高，例如在17-30％。但是尤其是通过真空过滤同样可以得到其中干萃取物含量略低、例如10-15％的饼。
分离出沉淀饼之后，可以重新使该饼变稠以便增加干萃取物直至达到所希望的数值10～40％。
该重新稠化过程包括将足量二氧化硅粉末加至饼中。
具体地，该二氧化硅粉末可以通过干燥尤其是通过雾化有待浓缩的饼的一部分来获得。
还可以通过在用有机溶剂进行洗涤之后对饼进行传统的干燥来获得二氧化硅粉末。该干燥方法如下所述。
重新稠化过程尤其可以浓缩经过滤其中干萃取物含量较低(例如低于15％)的饼中的二氧化硅，以便在步骤(C)之后得到适合于目的应用的浓缩至充足程度的悬浮液。
对固含量为10～40％的沉淀饼视具体情况而于可能进行的重新稠化过程之后进行步骤(C)。
将饼转变为粘度较低的悬浮液的过程可以通过机械破碎的方式完成。例如当用水稀释饼时，可以用破碎机/混合机进行破碎或者可以通过使饼进入胶体磨型或球磨机或通过将饼受到超声波处理而以温破碎方式实现破碎。优选地，借助高强度超声波探头进行超声解附聚过程。
为了降低使饼流体化所必须的机械能量，可以同时进行化学破碎。
为此，有利的是酸化二氧化硅的悬浮液以便使其pH值低于4。为了达到这一效果可以使用任意一种酸。
另一种有利的可能性在于向悬浮液中同时加入一种酸、尤其是硫酸和一种铝化合物尤其是铝酸钠以便使悬浮液的pH值为6～7，Al/SiO2重量比为1000～3300ppm，
在该方法的一种变化方式中，为了提高二氧化硅悬浮液中干萃取物含量，于化学破碎步骤之后，-进行过滤(或浓缩)的第二步骤，随后视需要进行洗涤，-脱除一部分水(例如通过加热蒸发)。
在这两种情况下，可以在浓缩悬浮液之后通过机械破碎进行悬浮液的最后再均化过程。
在该方法的另一变化方式中，可以向沉淀后，也就是说于步骤(A)(iii)之后且在过滤操作(B)之前形成的淤浆中加入硫酸和铝酸钠。
本发明还涉及另一种通过下列方式将饼转变为悬浮液的方法(C)：
(i)用有机溶剂洗涤所述饼并且干燥此经过洗涤的饼以便得到二氧化硅粉末，随后
(ii)将其数量使得最终悬浮液中有10～40％干萃取物的所述二氧化硅粉末放入水中制成悬浮液。
通过该方法得到的悬浮液同样具有粘度低、稳定性高和干萃取物浓度高的特征。
用有机溶剂进行洗涤可以将水从饼的孔中排挤出去。在此使用的溶剂优选为极性溶剂、尤其是乙醇和乙醚，它们可混合使用。
具体地，可以-用乙醇进行第一次洗涤，-用乙醇/乙醚50/50混合物进行第二次洗涤，-用乙醚进行第三次洗涤。
如此经过洗涤的饼可以例如借助周围空气进行干燥。游离水的含量约6-8％，这完全可以与喷雾干燥得到的含量相媲美。
这类干燥可以防止由于干燥过程中的毛细力而产生的孔隙率的降低。
这样得到极少附聚、孔隙率(汞泵孔率测定法测定值)远远高于通过雾化干燥技术得到的孔隙率的粉末。
当将该粉末以能够使悬浮液中固含量为10～40％的数量置于水中制成悬浮液时，该粉末形成的悬浮液的粘度低于在通过雾化干燥以传统方式得到的粉末被制成悬浮液时得到的粘度，其粘度与粒度分布特性与上述相同。
其流变和粒度分布特征得到改善的本发明二氧化硅的浓缩悬浮液可被用于其中不必具备透明性或半透明性的硅胶应用场合。
在此方面，本发明还涉及所述悬浮液在下述不同应用场合替代硅胶的用途：-防腐涂料，-混凝土，二氧化硅悬浮液尤其能够加速混凝土的凝固和/或改善机械特性；-纸张，该悬浮液能被用作填料或用作填料与细纤维的保持剂；-无机粘合剂，用于纸张、纸板、建筑物。
本发明通过下列实施例得到描述。
在下列实施例中，二氧化硅悬浮液的粒径分布特征借助CILAS粒度计通过进行悬浮液的粒径分布测定来确定。
其操作方式如下完成：
通过加入软化水稀释该悬浮液直至该含水悬浮液中二氧化硅含量为4％为止，该悬浮液通过机械搅拌被均化2分钟。
在柱度计槽中加入已知体积(以ml表示)被均化悬浮液并且测定粒径分布以便确定D50。
计算比值(10X被加入的悬浮液体积ml)/(粒度计检测到的悬浮液的光学密度)，这是一个细粒比率的指数。
原则上，加入一体积悬浮液以便使光学密度接近20。
在实施例中还确定了干燥二氧化硅粉末的粒度分布特征。操作方式如下所示：
在一个制药丸的器具(高6cm，直径为4cm)中称量2g通过雾化悬浮液得到的二氧化硅，通过加入软化水将其重量补足至50g。这样得到的含4％二氧化硅的含水悬浮液通过电磁搅拌被均化2分钟。随后通过超声波完成解附聚处理。
因此测定二氧化硅的宏观解附聚能力(破碎0.1～几十μm的物体)。采用同样方式确定平均直径D50与上述比值，超声解附聚因子FD。
超声解附聚过程可借助配备了直径为19mm的探针的声波转换器VIBRACELLBIOBLOCK(600W)按下述方式进行：
将探针浸入4cm的深度，调节动力以便使动力刻度盘上的指针偏离表示20％(与探针头损耗120瓦/平分厘米的能量相对应)。破碎过程进行420秒。
如上所述借助Sympatec粒径测定仪的激光散射作用测定粒径。
实施例1
以下列方式进行沉淀反应：
在配有叶片式搅拌器(转速为350转/分钟)和温度调节系统的30升反应器中加10升硅酸钠溶液5g/l(SiO2/Na2O摩尔比等于3.4)。
将硅酸钠溶液的温度升至85℃，在搅拌3分钟19秒期间以0.077升/分的流速加入80g/l硫酸溶液：基本原料的中和率为85％。
在70分钟内分别以0.077升/分和80g/l以及0.107升/分和130g/l的流速和浓度同时加入酸和硅酸钠。瞬时中和比为87％，固结率(同时添加过程中被加入的二氧化硅量/基本原料中二氧化硅存在量之比)为19.5％。
随后停止添加硅酸盐，但是继续加酸10分钟以便使最终pH值达到4。
随后真空过滤淤浆，用10升水洗，以便得到电导率低于100μs(在5％干萃取物这一浓度下测定的结果)的饼。所得到的饼G1中干萃取物含量为13％。
通过雾化干燥一部分饼。如此得到的二氧化硅S1的特征在于，-借助BFT法测定的比表面：  230m2/g；-应用超声波之后的粒度分布特征(粒度计SYMPATEC)：D50＝0.8μm，FD＝20
随后通过用二氧化硅S1将饼G1稠化来制备富含二氧化硅的饼。
向借助设备ULTRA TURRAX IKA T50得到均化的2kg饼G1(13％干萃取物)中加入175g二氧化硅S1，以便获得含20％干萃取物的饼。
利用配有直径为19mm的探针的声波转换器VIBRACELLBLOBLOCK(600W)对饼进行解附聚处理。
在一个400ml的烧杯中放入250ml饼，随后以下列方式进行解附聚过程：
将探针浸入4cm的深度，调节动力以便使动力刻度盘上的指针偏离表示40％(与探针头损耗240瓦/平分厘米的能量相对应)。破碎过程进行4分钟。
解附聚之后，得到具有下列特征的悬浮液：
-干萃取物含量为20％
-在低剪应力(50S-1)下的粘度低于2×10-2Pa·S，
-粒径分布特征(粒度计CILAS)D50＝1μm，FD＝30
十几天之后，可观察到溶胶的粘度由2×10-2上升到2×10-1Pa·S。该现象是可逆的，事实上，对粘度为2×10-1Pa·S的悬浮液施用超声波4分钟可以使其粘度降回至2 × 10-2Pa·S。该悬浮液经过离心沉降试验。
以7500转/分的转速对40g悬浮液进行离心试验30分钟(从达到该转速之时起算)(离心机达到该速度历时约10分钟)。
回收于160℃干燥约2小时后(直至重量恒定为止)得到的离心分离上清液。
上清液中干萃取物含量为6.16克，该值代表在40g 20％SiO2悬浮液中所含的77％(重)SiO2。
对比实施例1
向破碎混合机CELLIER中加入4kg由RHONE-POULENCCHIMIE公司以商标ZEOSIL 175MP出售的二氧化硅通过压滤制备的饼，其特征在于干萃取物含量为22％，硫酸钠含量为1％。将比饼加热至60℃。在反絮凝期间同时加入12.6ml铝酸钠溶液(含22％氧化铝和18％氧化钠)和7.15ml 80g/l硫酸，以便将该pH值保持在6.5。
比值Al/SiO2约为2500ppm。
通过继续进行机械反絮凝操作使其熟化20分钟。
所得到的悬浮液的特征在于：-于剪应力为50S-1时，粘度为6×10-2Pa·S；-D50(超声波处理后的测定值)为10μm。
约一周之后观察到悬浮液倾析。
在离心作用下进行沉降试验可以确定上清液中二氧化硅的含量占处于悬浮液中二氧化硅的6％(重)。
实施例2
以下列方式进行沉淀反应：
在配有叶片式搅拌器(转速为350转/分钟)和温度调节系统的30升反应器中加10升硅酸钠溶液5g/l(SiO2/Na2O摩尔比等于3.4)。
将硅酸钠溶液的温度升至85℃，在搅拌3分钟29秒期间以0.073升/分的流速加入80g/l硫酸溶液：基本原料的中和率为85％。
在70分钟内分别以0.073升/分和80g/l以及0.107升/分和130g/l的流速和浓度同时加入酸和硅酸钠。瞬时中和比为87％，固结率(同时添加过程中被加入的二氧化硅量/基本原料中二氧化硅存在量之比)为19.5％。
随后停止添加硅酸盐，但是继续加酸以便使最终pH值达到4。
随后用真空过滤器过滤该淤浆，洗涤，以便使硫酸钠含量低于1％。所得到的饼G2中干萃取物含量为13％。
在破碎混合机CELLIER中通过机械破碎均化5kg饼G2，随后在一搅拌锅中将温度升至60℃。
同时加入9.2ml含22％Al2O3和18.3％Na2O(d＝1.505)的铝酸钠溶液和5.2ml 80g/l(d＝1.050)硫酸溶液以便将pH值调节至6.3。
Al/SiO2比值约为2500ppm。
在搅拌下熟化20分钟后，如实施例1所述对(每批250ml)悬浮液分批进行超声破碎处理15分钟。
破碎处理完成之后，进行真空二次过滤，将饼中干萃取物含量升至21％。
在混合机CELLIER中机械破碎饼，随后于实施例1的条件下进行超声破碎。
所得到的悬浮液的特征如下所示并且不随时间发生变化：-干萃取物：21％-剪应力为50S-1时的粘度为1.3×10-2Pa·S-上清液中二氧化硅的数量(在离心作用下的沉降试验)：77％。
实施例3
在与实施例2相似的条件下制备二氧化硅悬浮液，其中操作改进如下所示：
通过以0.078l/min的流量加入硫酸以便使中和率达到90％，按照相同的方式制备基本原料。
在历时60分钟的同时添加硅酸盐和酸的过程中，硫酸的流量同样为0.078l/min，以便使瞬时中和率达到93％、固结率达到16.6％。
在经过真空过滤分离出的饼G3中，干萃取物含量为13％，硫酸钠含量低于1％。
在破碎混合机CELLIER中通过机械破碎均化5kg饼G3，随后在一搅拌锅中将温度升至60℃。
同时加入11ml含22％Al2O3和18.3％Na2O(d＝1,505)的铝酸钠溶液和6.2ml 80g/l(d＝1.050)硫酸溶液以便将pH值调节至6.3。
Al/SiO2比值约为3000ppm。
在搅拌下熟化20分钟后，如实施例1所述对(每批250ml)悬浮液分批进行超声破碎处理15分钟。
破碎处理完成之后，进行真空二次过滤，将饼中干萃取物含量升至17.9％。
在混合机CELLIER中机械破碎饼，随后于实施例1的条件下进行超声破碎。
所得到的悬浮液的特征如下所示并且不随时间发生变化：-干萃取物：17.9％-剪应力为50S-1时的粘度为0.6×10-2Pa·S-上清液中二氧化硅的数量(在离心作用下的沉降试验)：98％。
实施例4
在与实施例3相似的条件下制备二氧化硅悬浮液，其中操作改进如下所示：
历时3分30秒通过以0.076l/min的流量加入硫酸以便使中和率达到89％，按照相同的方式制备基本原料。
在历时60分钟的同时添加硅酸盐和酸的过程中，硫酸的流量同样为0.076l/min，以便使瞬时中和率达到91％、固结率达到16.6％。
在经过真空过滤分离出的饼G4中，干萃取物含量为13％，硫酸钠含量低于1％。
在破碎混合机CELLIER中通过机械破碎均化5kg饼G4，随后在一搅拌锅中将温度升至60℃。
同时加入11ml含22％Al2O3和18.3％Na2O(d＝1.505)的铝酸钠溶液和6.2ml 80g/l(d＝1.050)硫酸溶液以便将pH值调节至6.3。
Al/SiO2比值约为3000ppm。
在搅拌下熟化20分钟后，如实施例1所述分批对(每批250ml)悬浮液进行超声破碎处理15分钟。
破碎处理完成之后，进行真空二次过滤，将饼中干萃取物含量升至21.7％。
在混合机CELLIER中机械破碎饼，随后于实施例1的条件下进行超声破碎。
所得到的悬浮液的特征如下所示：-干萃取物：21.7％-剪应力为50S-1时的粘度为1.8×10-2Pa·S
-上清液中二氧化硅的数量(在离心作用下的沉降试验)：94％。

Claims (21)

1.沉淀二氧化硅的水悬浮液，其特征在于其固含量为10～40％(重)，其粘度在剪应力为50S-1时低于4×10-2Pa·S，以7500转/分钟离心分离该悬浮液30分钟后得到的上清液中所含二氧化硅数量大于悬浮液中所含的二氧化硅的重量的50％。
2.按照权利要求1的悬浮液，其特征在于其固含量为15～35％(重)。
3.按照权利要求1或2的悬浮液，其特征在于其粘度在剪应力为50S-1时低于2×10-2Pa·S。
4。按照权利要求1～3中任一项的悬浮液，其特征在于以7500转/分的转速经过30分钟离心分离后得到的上清液中所含二氧化硅占悬浮液中所含二氧化硅的60％(重)以上，优选70％(重)以上。
5.按照权利要求1-4中任一项的悬浮液，其特征在于以7500转/分的转速经过30分钟离心分离后得到的上清液中所含二氧化硅占悬浮液中所含二氧化硅的90％(重)以上。
6.按照权利要求1-5中任一项的悬浮液，其特征在于悬浮液中附聚物的粒径分布导致平均直径D50低于5μm，解附聚因子FD大于3ml。
7.按照权利要求1-6中任一项的悬浮液，其特征在于含有来源于二氧化硅的沉淀反应的滤饼和破碎物。
8.按照权得要求1-7中任一项的悬浮液，其特征在于含有其数量使Al/SiO2重量比为1000～3300ppm的铝。
9.制备权利要求1-8中任一项的悬浮液的方法，其中包括：
(A)通过使酸化剂与碱金属M硅酸盐相互作用进行的二氧化硅沉淀反应，其中：
(i)制备含有参加反应的碱金属M硅酸盐总量的一部分的初始基本原料，以SiO2表示的硅酸盐在所述基本原料中的浓度低于20g/l，
(ii)向所述初始基本原料中加入酸化剂直至至少5％存在于所述初始基本原料中的M2O被中和为止，
(iii)将酸化剂和余量的碱金属M硅酸盐同时加入反应介质从而使(被加入的二氧化硅数量)/(初始基本原料中二氧化硅的存在量)之比为10～100；
(B)从干萃取物含量为10～40％的沉淀饼中分离反应混合物；
(C)使饼发生解附聚以便得到低粘度悬浮液。
10.制备权利要求1-8中任一项的悬浮液的方法，其中包括：
(A)通过使酸化剂与碱金属M硅酸盐相互作用进行的二氧化硅沉淀反应，其中：
(i)制备含有参加反应的碱金属M硅酸盐总量的一部分和电解质的初始基本原料，以SiO2表示的硅酸盐在所述基本原料中的浓度低于100g/l，其中电解质浓度低于17g/l；
(ii)将酸化剂加入所述基本原料中直至pH值至少约为7为止；
(iii)将酸化剂在必要时与余量硅酸盐同时加入反应混合物中；
(B)从干萃取物含量为10～40％的沉淀饼中分离反应混合物；
(C)使饼发生解附聚以便得到低粘度悬浮液。
11.按照权利要求9或10的方法，其中于步骤(B)之后向沉淀饼中加入其数量使富含SiO2的饼中干萃取物含量为10-40％的二氧化硅粉。
12.按照权利要求9-11中任一项的方法，其中在步骤(C)中，用水稀释所述沉淀饼。
13.按照权利要求9-12中任一项的方法，其中在步骤(C)中通过温磨碎或超声波来机械破碎沉淀饼。
14.按照权利要求9-13中任一项的方法，其中在步骤(C)中在机械破碎的同时进行化学破碎，与此同时酸化二氧化硅悬浮液以便使其pH值低于4。
15.按照权利要求9-13中任一项的方法，其中在步骤(C)中同时进行化学破碎与机械破碎，同时加入硫酸与铝酸钠以便使悬浮液的pH值保持在6-7，Al/SiO2重量比为1000-3300ppm。
16.按照权利要求9-13中任一项的方法，其中在步骤(A)(iii)之后同时向反应介质中加入硫酸和铝酸钠，以便使步骤(B)之前的混合物的pH保持在6-7，Al/SiO2重量比为1000-3300ppm。
17.按照权利要求9-11中任一项的方法，其中在步骤(C)
(i)用有机溶剂洗涤所述沉淀饼并且干燥此经过洗涤的饼以便得到二氧化硅粉末，随后
(ii)将其数量使得最终悬浮液中有10-40％干萃取物的所述二氧化硅粉末放入水中制成悬浮液。
18.按照权利要求17的方法，其中溶剂选自乙醇、乙醚或乙醇/乙醚混合物。
19.权利要求1-8的悬浮液在进行防腐涂装方面的用途。
20.权利要求1-8的悬浮液在混凝土制造方面的用途。
21.权利要求1-8的悬浮在造纸方面的用途。
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