CN1213944C - 基于二氧化硅的微凝胶的连续生产方法 - Google Patents

基于二氧化硅的微凝胶的连续生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种制备二氧化硅微凝胶的连续方法，该方法采用二氧化碳作为胶凝引发剂，压力至少约172kPa(约25psig)。可以各种生产速率生产性能稳定的微凝胶。

Description

基于二氧化硅的微凝胶的连续生产方法
                        发明领域
本发明涉及一种制备基于二氧化硅的微凝胶的连续方法，采用这种方法可在各种生产速率下生产质量稳定的微凝胶。
                    对相关技术的说明
聚硅酸盐微凝胶(即由可溶性二氧化硅部分胶凝生成的水溶液)在本领域是众所周知的。这些微凝胶可以如下制备：采用将硅酸盐与胶凝引发剂混合，使混合物在短时间内老化，然后通过稀释混合物停止胶凝，使碱金属硅酸盐发生部分胶凝。胶凝引发剂也称作“中和剂”，和/或“活化剂”。无机酸和明矾是最常用的胶凝引发剂。获得的微凝胶已经得到工业应用，在造纸工业上用作排水和保留助剂，在饮用水净化工厂和类似的应用中用作絮凝剂。
虽然它们是优异的絮凝剂和在环境上是无害的，但目前有几个实际因素限制了聚硅酸盐微凝胶的工业应用。例如，微凝胶溶液必须稀释，使长距离运输庞大的体积是不现实的。因此，微凝胶一般是由用户在现场生产的。微凝胶还容易发生胶凝，在制备这种产品使用的设备中生成二氧化硅沉积物。在工厂环境下，虽然这些问题可以通过设备设计和人员培训来解决，但在设备应该是相当容易操作和维护的场地的应用中存在较大的困难。
经过数年的时间，已经开发出间歇和连续的方法来生产二氧化硅微凝胶。然而业已发现，在批与批之间以及甚至用连续方法在较短的时间内都会使产品性能的稳定性会发生相当大的变化。
已经证明，二氧化硅微凝胶作为絮凝剂的性能在很大程度上取决于在使用前使二氧化硅微凝胶生长到适宜的粒度。影响生成的微凝胶粒度的二个最重要因素是硅酸盐部分胶凝过程中的pH和反应时间，它包括混合时间，但主要是老化时间或一直到稀释二氧化硅微凝胶溶液为止的时间。
在二氧化硅部分胶凝的过程中，当采用如硫酸等强酸作为胶凝引发剂时，pH很难控制，因为一般约85％的硅酸盐的碱性被中和，所以在制备之后，可以迅速使用这种微凝胶。引发剂用量的微小变化，能导致pH很大的变化，这又引起微凝胶粒度和微凝胶性质的变化。
在间歇反应器中，可以很容易地改变反应时间。然而，在连续反应器中，反应时间是由反应物的流量和反应器的容积决定的。如果改变反应物的流量，例如满足对二氧化硅微凝胶需求速率的变化，则反应时间、生成的微凝胶粒度、以及微凝胶的性质，都会发生改变。
在美国专利5,279,807、5,503,820、5,684,055、和5,853,616中，Moffett和Rushmere公开了改进的制备聚硅酸盐微凝胶的连续方法，其中在特定的条件下，使可溶性的硅酸盐溶液与胶凝引发剂混合，大大地降低了二氧化硅的沉积。
在1998年7月20日提交的，编号为09/119468的美国专利申请中，Moffett、Simmons和Jones公开一种制备聚硅酸盐微凝胶的连续方法，其中将可发生弹性变形的容器引入工艺中。这些容器能够除掉在容器壁上生成的沉积物。
虽然这些专利提到的装置能使沉积大大降低，并获得工业应用，但在改变微凝胶的生产速率时，质量仍不稳定。当为满足生产速率变化的要求，改变反应物的流量时，老化时间发生变化，因而生成的微凝胶粒度和性能可能发生改变。因此，用户必须适应变化的性能。
一种能在相同的设备中，在不同的生产速率下，可靠地生产性能一致质量稳定的聚硅酸盐微凝胶以满足不同客户要求的连续方法，会有许多应用。
                        发明概述
本发明提供一种制备聚硅酸盐微凝胶的连续方法，其中包括：
(a)使包括二氧化硅源的进料流在接触容器中与包括二氧化碳的进料流接触，生成一种混合物，其中二氧化硅源选自水溶性硅酸盐的水溶液、胶体二氧化硅溶胶、和它们的组合；和
(b)使混合物在老化容器中老化，混合物发生部分胶凝，生成一种老化的混合物，
其中接触步骤、老化步骤、或二者，是在压力至少约172kPa(约25psig)下进行的。
包括二氧化碳的物流可包含游离的二氧化碳，一般呈气体或液体的形式，或呈在反应条件下能释放出二氧化碳的材料的形式。也可以考虑二氧化碳与其它成分的混合物。
本发明及其具体的实施方案，提供一些采用连续方法制备二氧化硅微凝胶的优点，其中包括在进料流接触步骤中pH控制得更好；微凝胶粒度和性能更稳定；在过程中消除了强无机酸，这不仅能降低设备费用，而且还能提供安全上的好处；提高了除掉二氧化硅沉积物的能力；在不能供水的情况下，能有效地进行系统吹扫。
                         发明详述
聚硅酸盐微凝胶是二氧化硅源如水溶性硅酸盐、胶体二氧化硅溶胶、或它们的组合发生部分胶凝形成的水溶液。
水溶性的硅酸盐包括碱金属硅酸盐和聚硅酸盐，例如硅酸钠，其最常见的形式是1重量份的Na2O对3.3重量份的SiO2。由可溶性硅酸盐生成的微凝胶一般由水和结合的二氧化硅颗粒组成，颗粒直径为1-5nm，表面积至少500m2/g，更一般至少1000m2/g。在制备过程中(即在部分胶凝过程中)这些颗粒结合在一起，形成具有三维网络和链的附聚物。优选二氧化硅源是水溶性硅酸盐的水溶液。
胶体二氧化硅溶胶在市场上可以从例如E.I.du Pont de Nemuorsand Company有限责任公司购买，是以Ludox胶体二氧化硅名称出售的。在本发明中使用的二氧化硅溶胶由水和离散的二氧化硅颗粒组成，颗粒直径为4-60nm，优选＜50nm。在部分胶凝过程中，溶胶颗粒也能结合起来，形成具有三维网络和链的附聚物。由二氧化硅溶胶生成的微凝胶的一般表面积为约50-750m2/g。
在pH＜5时，有时将聚硅酸盐微凝胶称作聚硅酸微凝胶。随着pH的增高，这些产品可包括聚硅酸和聚硅酸盐微凝胶的混合物，其比例与pH有关。这里采用的术语“聚硅酸盐微凝胶”或“二氧化硅微凝胶”包括聚硅酸和聚硅酸盐微凝胶的这种混合物。
经常将铝酸盐离子引入聚硅酸盐微凝胶的结构中使其改性。铝可以存在在整个聚硅酸盐附聚物中，或只存在在它们的表面上，视向工艺中加入铝源的位置而定。可以加入铝来提高微凝胶的生成速率，因而能降低老化时间。以铝酸盐的形式加入铝，还能使微凝胶在低pH条件下保持其电荷。二氧化硅溶胶可以在溶胶颗粒中加入铝。这里采用的术语“聚硅酸盐微凝胶”或“二氧化硅微凝胶”包括含铝的聚硅酸盐微凝胶，在本领域中有时也称作聚铝硅酸盐微凝胶。
接触
在本发明中，使包括二氧化硅源的进料流、即“二氧化硅进料流”，与包括二氧化碳的进料流接触。二氧化硅源选自水溶性硅酸盐的水溶液、胶体二氧化硅溶胶、和它们的组合。术语“接触”，系指将两种进料流合并，使这些进料流混合。一般是通过进料流湍流流动进行混合的。二氧化硅进料流可以包括任何常规的水溶性硅酸盐溶液和/或胶体二氧化硅。
当二氧化硅进料流包含水溶性硅酸盐溶液时，二氧化硅物流的二氧化硅浓度应为0.5-15重量％，优选1-10重量％，最优选1-5重量％。在浓度＜0.5％时，微凝胶一般生成太慢，不适合实际使用。当采用水溶性硅酸盐时，二氧化硅＞15％，胶凝速度又太快，不能有效地控制。可以采用二氧化硅浓度较高的工业硅酸盐溶液，加入水适当地稀释来降低二氧化硅浓度。
当二氧化硅进料流包含胶体二氧化硅溶胶时，在不存在水溶性硅酸盐的情况下，可以在不稀释的情况下采用二氧化硅物流。进料流中的二氧化硅浓度可以等于或小于二氧化硅溶胶中的二氧化硅浓度。当采用胶体二氧化硅溶胶时，在不存在水溶性硅酸盐的情况下，在二氧化硅进料流中，优选二氧化硅的浓度为15重量％-50重量％。
可以在任何适宜的接触容器中，例如在槽、管道、管、软管、连续搅拌槽、柱塞流反应器、导管、或它们的组合中，使进料流发生接触。术语“容器”，系指用于流体，特别是液体的中空体。
在连续过程中，使二氧化硅进料流与包含二氧化碳作为胶凝引发剂的进料流接触，引发微凝胶的生成。虽然优选以气体或液体形式的游离二氧化碳，将二氧化碳加入进料流中，但进料流也可以在反应条件下能释放二氧化碳的材料，例如碳酸氢钠的形式包含二氧化碳。在二氧化碳进料流中，也可以存在其它的成分、液体、或气体。
由于得到的碳酸盐具有缓冲作用，二氧化硅和二氧化碳进料流的流量可以采用计量体积的方法进行控制(一般在pH6-10)。体积控制的优点是，避免使用需要频繁清洗、校准、和更换的pH传感器。
特别是在制备聚铝硅酸盐微凝胶溶液时，可以加入另一些胶凝引发剂，例如铝化合物，它可以降低pH值。既可以采用二氧化碳进料流的形式，也可以以分开物流的形式，在反应器中加入其它的胶凝引发剂。这些引发剂包括例如无机和有机酸类如硫酸和乙酸、酸的盐类如硼砂、硫氢化钠、硫酸铵、两性金属酸的碱金属盐类如铝酸钠，和某些有机化合物如有机酸酐、酰胺、和酯类。在Rushmere的美国专利4,954,220中提供比较完全的胶凝引发剂一览表，在此引入作为参考。
接触步骤，随后的老化步骤或这两个步骤应该在压力至少约172kPa(约25psig)下进行，一般在＜13,800kPa(约2000psig)下进行，上限更多是根据实践和经济效果，而不是根据工艺限制设定。优选接触步骤在压力约344-1380kPa(约50-200psig)下进行。意外地发现，在提高压力时，甚至在改变流量的条件下，也能连续生产粒度稳定的二氧化硅微凝胶。例如，在无需改变二氧化硅浓度或CO2流量的情况下，生产速率可在3倍范围内变化。
使二氧化碳进料流与二氧化硅进料流接触，这些进料流以不小于30°的角度在混合区汇合，以中和二氧化硅进料流的碱性所需的量计，使加入的二氧化碳量从略微低于化学计算量至超过化学计算量。略微低于化学计算量一般系指化学计算量的80％，优选为中和二氧化硅的碱性所需化学计算量的至少90％。当采用二氧化碳与其它胶凝引发剂的组合时，加入的二氧化碳量可以低于中和二氧化硅的碱性所需化学计算量的80％。为了pH控制更稳定，优选至少加入化学计算量的二氧化碳。更优选加入的CO2量相应于中和二氧化硅的碱性所需化学计算量的100-500％。
所谓二氧化硅的碱性，可以是水溶性硅酸盐水溶液的碱性，例如硅酸钠等碱金属硅酸盐溶液的碱性。这些溶液是碱性的，胶凝引发剂一般是酸性的。利用二氧化硅与碱的比例，识别水溶性的硅酸盐，其中碱是用通式M2O表示的，M一般为Na、K、和NH4。另外，二氧化硅的碱性可指胶体二氧化硅溶胶的碱性。在二氧化硅溶胶中，二氧化硅颗粒分散在碱性介质中，使这些颗粒对胶凝稳定。碱性介质可以包括例如氢氧化钠或氢氧化铵。
在不存在其它胶凝引发剂的情况下，优选采用二氧化碳，二氧化碳的加料速率将超过在给定压力和温度下二氧化碳的溶解度。随着温度的增加，二氧化碳的溶解度降低。进行这两个步骤的温度一般为0℃-50℃。
还可以硅酸盐溶液中可溶性成分的形式，将铝盐或碱金属铝酸盐方便地加入混合物中，或以单独液流的形式加入混合物中。优异的聚铝硅酸盐微凝胶包含Al2O3/SiO2的摩尔比例为1∶1500-1∶25，优选1∶1250-1∶50。一般高达25％的表面硅可被铝取代。
虽然在实现本发明时，可以采用任何条件使进料流接触，但优选采用湍流条件，使进料流在雷诺数至少1,000，优选＞6,000的条件下进行接触。
当二氧化硅进料流包括水溶性硅酸盐溶液时，在接触步骤之后，混合物的二氧化硅浓度应为0.5-15重量％，优选1-10重量％，最优选1-5重量％。在不存在水溶性硅酸盐的情况下，当二氧化硅进料流包括胶体二氧化硅溶胶时，混合物的二氧化硅浓度可以较高，即二氧化硅浓度等于或小于二氧化硅溶胶的二氧化硅浓度，优选二氧化硅浓度为15重量％-50重量％。在不存在其它胶凝引发剂的情况下采用二氧化碳时，pH应为6-10，优选6.5-7.5。
老化
混合物在老化容器中老化，老化时间足以达到所需的部分胶凝水平，老化通常至少花10秒，一般不超过15分。部分胶凝产生老化的混合物，它是本领域称为聚硅酸盐微凝胶的高表面积二氧化硅颗粒和三维网络和链的附聚物。这个老化步骤优选在压力＞约172kPa(约25psig)下进行，一般在＜13,800kPa(2000psig)进行。优选混合物在压力为344-1380kPa(50-200psig)下老化。
所需的部分胶凝程度，随所选的成分和用途而改变，部分胶凝的时间一般为完全胶凝时间的10％-90％。因此，技工能很容易地确定胶凝时间，调节二氧化硅的浓度以达到所需要的部分胶凝程度。另外，对于具体的应用，可将老化容器的长度和/或直径、温度、和流量最佳化。在老化过程中，温度一般为0℃-50℃。
在连续过程中，混合物在通过老化容器时发生老化，老化容器一般是细长的容器，当混合物到达容器出口时，基本上完成了老化。老化容器可以是任一种适宜的容器，例如管道、管、软管、柱塞流反应器、导管、或它们的组合。老化容器一般具有不变的直径，选择直径和长度以为混合物提供“老化”到所需程度所需的停留时间。典型的老化容器，直径为0.5cm-25cm(1/4-10英寸)，长60cm-150m(2-500英尺)，提供10秒-15分的停留时间。采用＞15分的停留时间一般是不利的。
接触和/或老化容器优选是在1998年7月20日提交的美国专利申请09/119468中所述的可弹性变形的容器(例如管道或管)。专利中叙述了一种制备聚硅酸盐微凝胶的连续方法，其中叙述了可弹性变形的容器，当随时发生暂时变形时，能除掉在容器壁上形成的沉积物。该容器由具有下列性质的材料构成：(i)弹性大于二氧化硅沉积物的弹性，和(ii)表面特性是在容器发生变形时，容器的变形能克服容器和沉积物之间的粘附力，从而除掉沉积物。在压力至少约172kPa(约25psig)下使用二氧化碳，对消除二氧化硅沉积物是特别有利的。当混合物连续通过容器时，采用二氧化硅物流和二氧化碳的混合物，能从容器中清除除掉的沉积物。当沉积物由二氧化硅组成时，对于许多应用，不需从排出容器的混合物中分离和除去它们。在特别容易生成沉积物的场合，当进行接触和进行过程的早期老化时，采用可变形容器的优点是特别明显的。
虽然在采用这种容器时，本发明采用的压力有利于可变形容器的变形，但也可以采用使接触和/或老化容器变形的其它装置。这些装置包括机械装置和振动装置。机械装置包括采用滚压机、压力机、或其它机械装置，或利用周围的液体改变外部对容器的压力来挤压、拉伸、或弯曲和松脱容器壁的装置。振动装置包括采用声波或超声波。
采用二氧化碳，还非常有助于吹扫反应系统，反应系统包括接触容器和老化容器，有助于除掉在容器壁上形成的沉积物。也就是说，当压力从至少约172kPa(约25psig)的反应压力降低到环境压力时，进行吹扫或冲洗。本发明的方法还可包括利用容器内迅速降低压力，除掉在容器壁上生成的沉积物来吹扫接触和/或老化容器的步骤。压力的降低引起二氧化碳溶解度的变化，产生大的气体体积，以迅速地吹扫该系统。当采用可变形的容器作为接触容器和/或老化容器时，这是特别方便的。
工业应用
一般处理老化的混合物或聚硅酸盐微凝胶，以阻止或减少凝胶的的进一步生成。当二氧化硅进料流包含水溶性的硅酸盐溶液时，这种处理可以是简单的稀释步骤，将二氧化硅浓度降低到＜约10重量％，优选＜5重量％，最优选＜2重量％，以产生稀释的混合物或稀释的聚硅酸盐微凝胶。在不存在水溶性硅酸盐的情况下，当二氧化硅进料流包含胶体二氧化硅溶胶时，也可以采用稀释步骤。另外，这种处理可以是pH调节步骤，或稀释和pH调节步骤的组合，从而中止或放慢胶凝作用，或同时发生这两种作用。在pH调节步骤中，一般将pH调节到＜3或＞9，以将凝胶的进一步生成降低到最小。也可以选择本领域已知的其它技术来阻止凝胶的生成。
也就是说，在稀释或pH调节以后，接着可按预定的用途储存或使用被处理的微凝胶。另外，如果马上使用微凝胶，或如果为了预定的用途要在可接受的限度内进行进一步胶凝，则稀释或调节微凝胶的pH可能是不必要的。如果需要，可将老化的微凝胶过滤，以去掉在实现本发明时除去的不能接受的大的二氧化硅沉积物。
可以在使用这类微凝胶的常规应用中，以及实践提出的新的应用中，采用按照本发明制备的聚硅酸盐微凝胶，因为这类微凝胶可以在现场可靠地生产。例如，可以采用微凝胶作为絮凝剂，从悬浮水溶液中除去固体，或作为纸的保留助剂，经常与用于这一目的其它聚合物和/或化学试剂结合使用。
前面已经叙述了本发明，现在将通过下列实施例说明但不限制本发明。
                         实施例
实施例1
这个实施例说明，当在75psig的压力下，采用CO2作为胶凝引发剂时，如何改变二氧化硅流的流量以变化老化时间而基本上不影响微凝胶粒度。这个实施例还说明，当在75psig的压力下，采用CO2作为胶凝引发剂时，如何能明显地改变胶凝引发剂与二氧化硅的比例而基本上不影响微凝胶粒度。
将硅酸钠溶液与二氧化碳混合，制备聚硅酸盐微凝胶。硅酸钠溶液的Na2O∶SiO2的比例为3.22，其中包含28.5重量％的SiO2。采用足够量的水，在管线内将硅酸盐溶液稀释到SiO2浓度低至2.4重量％的SiO2，然后将其连续加入到91.4m(300英尺)，内径3.8cm(1.5英寸)的可弹性变形的聚乙烯软管(vinyl hose)中。改变稀释硅酸盐溶液的流量，获得不同的反应时间。这里采用的“反应时间”，系指理论老化时间，或基于稀释硅酸盐溶液流量的“老化时间”。以340标准升/分(slpm)的流量将二氧化碳(CO2)加入到软管中。以完全中和硅酸盐碱性所需的量计，加入的CO2量从略低于化学计算量至超过化学计算量，视硅酸盐溶液的流量而定。采用位于软管排出端的控制阀门，维持软管内的压力为516kPa(75psig)。在软管的排出端测定开始有明显胶凝作用的pH和时间，即测定2.4重量％的二氧化硅微凝胶产品的“胶凝时间”。
为了测定粘度，立即将2.4重量％的微凝胶产品稀释到1重量％的SiO2和使pH降低到2来制备二氧化硅微凝胶产品的试样。采用CannonFenske size 50粘度计管测定粘度。通过将粘度测定值与一系列二氧化硅微凝胶的粘度测定值进行比较，估计微凝胶的平均粒度(以nm表示的直径)，这一系列二氧化硅微凝胶的颗粒粒度是采用动态光散射分析(dynamic light scattering analysis)测定的。将这一系列微凝胶的粘度测定值与采用光散射分析测定的颗粒粒度关联起来。
动态光散射分析，是采用Brookhaven Instrument的BI-200SM型光散射测角计进行的。微凝胶的测定是在室温下采用波长488nm的氩离子激光器进行的，操作功率200mW。在不同的角度进行光散射强度的测定，采用齐姆图(Zimm plot)分析数据。
实验结果示于表1。
                                     表1
    稀释的硅酸盐溶液，l/m(gpm)*   老化时间，min.   pH   胶凝时间，min.    粘度，％DI H2O  估计的微凝胶平均直径，nm
    46.9(12.4)39.0(10.3)31(8.2)23(6.2)16(4.1)     2.22.73.44.46.7   7.16.86.76.86.8     1.51.71.92.01.7 124122 6560
*l/m＝升/分；gpm＝加仑/分
正如从表1所看到的，微凝胶的胶凝时间和pH非常稳定，这表明微凝胶的粒度稳定。
对比例
这个实例说明，在采用硫酸作为胶凝引发剂时，如何改变老化时间才能引起微凝胶粒度，从而引起微凝胶性质的显著变化。这个实例还说明，当采用硫酸时，胶凝引发剂与二氧化硅的比例的小变化是如何引起微凝胶粒度和性质的大变化的。
为了比较，将5N的H2SO4与983g稀硅酸钠混合，制备聚硅酸盐微凝胶，提供包含2.4重量％的SiO2的微凝胶溶液。分别在41.5ml和41.0ml的H2SO4下进行二个单独的实验。使混合物老化，提供与实施例1相似的反应时间。在老化1分钟后测定pH。从混合物中抽取试样，在所述的老化时间稀释到1重量％的SiO2，并调节到pH2。按照实施例1的方法，测定老化试样的粘度和估计的直径。还提供每个实验的胶凝时间。
                                      表2
    5NH2SO4，ml     pH@1min.   胶凝时间，min.   老化时间，min.     粘度，％DI H2O   估计的微凝胶平均直径，nm
    41.541.0     8.778.89     7.511.25     2.23.46.72.23.46.7      120132201117124152      5090＞1604065130
正如从表2所看到的，采用硫酸作为胶凝引发剂制备二氧化硅微凝胶，在不同的老化时间下，能提供粘度和粒度显著不同的微凝胶产品。硫酸用量的微小差别，还能引起胶凝时间的很大差别，以及粘度和粒度的差别。与表1的结果对比可以看出，采用二氧化碳作为胶凝引发剂，能提供非常稳定的产品。
在实施例1中，引发剂(CO2)的用量与硅酸盐的比例在3倍范围内变化所观测到粘度和微凝胶的平均直径几乎不变。相比之下，在对比例中，引发剂(硫酸)的用量对硅酸盐的比例只改变了1.2％，就观测到粘度和微凝胶的平均直径发生了很大的变化。
实施例2
这个实例说明，在压力＞172kPa(约25psig)下，通过进行接触和老化步骤，如何生产更稳定的产品。
在不同的压力下重复实施例1的方法。采用足够量的水在管线内稀释Na2O∶SiO2的比例为3.22并包含28.5重量％SiO2的硅酸钠溶液，将SiO2浓度降低到2.1重量％SiO2。以270slpm的速率加入CO2。稀释的SiO2流量为28l/min(7.5gpm)。将CO2和硅酸盐溶液连续加入到91.4m(300英尺)，内径0.38cm(1.5英寸)的聚乙烯软管中。采用位于软管出口端的控制阀门，维持软管内的压力。在软管的出口端测定2.1重量％溶胶的pH和胶凝时间。
                表3
    压力，kPa(psig)     pH   胶凝时间，min.
   619(90)516(75)344(50)172(25)103(15)     6.96.96.97.27.8     1.21.31.32.22.8
正如从表3所看到的，在压力≥约172kPa(约25psig)时的胶凝时间和pH最稳定。稳定的胶凝时间和pH表明，微凝胶的粒度稳定。

Claims (20)

1.一种制备聚硅酸盐微凝胶的连续方法，其中包括：
(a)使包括二氧化硅源的进料流在接触容器中与包括二氧化碳的进料流接触，生成一种混合物，其中二氧化硅源选自水溶性硅酸盐的水溶液和胶体二氧化硅溶胶；和
(b)使混合物在老化容器中老化，混合物发生部分胶凝，生成一种老化的混合物，
其中接触步骤、老化步骤、或二者，是在压力至少172kPa下进行的。
2.权利要求1的方法，其中二氧化硅源是水溶性硅酸盐的水溶液，其中包括将老化的混合物稀释到二氧化硅浓度＜10重量％，生成一种稀释的混合物。
3.权利要求1的方法，包括将老化的混合物的pH调节到pH＜3或＞9。
4.权利要求2的方法，包括将稀释的混合物的pH调节到pH＜3或＞9。
5.权利要求1的方法，其中二氧化硅源是水溶性硅酸盐的水溶液，在包括二氧化硅源的进料流中，二氧化硅浓度为0.5-15重量％。
6.权利要求5的方法，其中在包括二氧化硅源的进料流中，二氧化硅浓度为1-10重量％。
7.权利要求1的方法，其中二氧化碳的存在量为中和二氧化硅的碱性所需化学计算量的至少80％。
8.权利要求1的方法，其中二氧化碳的存在量至少为中和二氧化硅的碱性所需的化学计算量。
9.权利要求1的方法，其中接触步骤、老化步骤、或二者，是在压力344kPa-1380kPa下进行的。
10.权利要求1的方法，其中接触容器、老化容器、或二者，是可弹性变形的容器。
11.权利要求10的方法，包括随时使可弹性变形的容器变形，以除掉在容器壁上形成的沉积物。
12.权利要求1的方法，包括利用将容器内的压力，从压力＞172kPa迅速降低到环境压力，以除掉在接触容器、老化容器、或二者壁上形成的沉积物。
13.一种制备聚硅酸盐微凝胶的连续方法，其中包括：
(a)使包括二氧化硅源的进料流在接触容器中与包括二氧化碳的进料流接触，生成一种混合物，其中二氧化硅源是水溶性硅酸盐的水溶液；和
(b)使混合物在老化容器中老化，混合物发生部分胶凝，生成一种老化的混合物，
其中在包括二氧化硅源的进料流中的二氧化硅浓度为0.5-15重量％；二氧化碳的存在量为中和二氧化硅碱性所需化学计算量的至少80％，所述的方法是在压力344kPa-1380kPa下进行的。
14.权利要求13的方法，包括将老化的混合物稀释到二氧化硅含量＜5.0重量％，以生成稀释的混合物。
15.权利要求13的方法，包括将混合物的pH调节到pH＜3或＞9。
16.权利要求14的方法，包括将稀释混合物的pH调节到pH＜3或＞9。
17.权利要求13的方法，其中二氧化碳的存在量，至少为中和二氧化硅碱性所需的化学计算量。
18.权利要求13的方法，其中将包括二氧化硅源的进料流和包括二氧化碳的进料流同时加入到混合区，这些进料流以不小于30°的角度在混合区汇合。
19.权利要求18的方法，其中接触容器、老化容器、或二者，是可弹性变形的容器，其中包括随时使可弹性变形的容器发生变形，以除掉在容器壁上形成的沉积物，并吹扫容器中的沉积物。
20.一种制备硅酸盐微凝胶的连续方法，其中包括：
(a)使包括二氧化硅源的进料流在接触容器中与包括二氧化碳的进料流接触，生成pH6.5-7.5的混合物，其中二氧化硅源是水溶性硅酸盐的水溶液；
(b)使混合物在老化容器中老化，混合物发生部分胶凝，生成一种老化的混合物；
(c)将老化的混合物稀释到二氧化硅浓度＜5％，
其中二氧化碳的存在量，至少为中和二氧化硅碱性所需的化学计算量，所述的方法是在压力344kPa-1380kPa下进行的。
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