一种活性硅铝粉和纯碱的制备方法与流程

本发明属于新型材料领域，涉及一种活性硅铝粉制备方法，该活性硅铝粉可以用于生产制造催化剂、分子筛、耐火与保温、吸附剂等。

背景技术：

目前市场上的硅铝粉以硅铝矿为原料，经除杂、过滤、超细、煅烧、分级、改性等工艺加工而成，其产品具有附着率强、白度高、粒度分布均匀、特别是与聚合物相溶性好，具有较强的补强性和优良的耐磨性，广泛应用于铸造涂料、橡胶、塑料、磁性材料、医药等行业，可高比例取代氧化铝粉、硅微粉、立德粉、钛白粉等高成本的填料。但它们的fe、mg、ca、na、k等杂质含量高，不能用于一些对纯度要求高的产品制备，如催化剂、分子筛等，比表面积一般在10-60m²/g，孔体积在0.12ml/g以下。

中国专利cn108706614a公开了一种活性硅铝粉的制备方法，是将石英砂、氢氧化铝和纯碱按一定的比例混合均匀，在高温下熔融生产硅铝酸钠溶液，并与高温窑炉酸性尾气反应生成羟基二氧化硅/氧化铝沉淀和钠盐，经过了、洗涤、干燥而制成，其酸性尾气的浓度较低，一般在40%(体积)左右，影响反应速度，并且需要1400℃焙烧，能耗大。

技术实现要素：

本发明为了克服现有市场上的硅铝粉杂质含量高、比表面积小、孔体积低、能耗大等缺点，提供一种通过化学方法制备出高品质的活性硅铝粉的方法，同时得到了纯碱，也实现了水资源的循环利用，整个工艺实现了清洁化生产。

本发明涉及的活性硅铝粉的主要成分是无定型的氧化硅与氧化铝，比表面积为160~800m²/g，孔体积为0.1~2.0ml/g。

本发明的活性硅铝粉采用以下方法步骤制备出来：

1)、一定浓度的水玻璃与偏铝酸钠溶液按体积比例0.1~10：0.1~10混合后，与体积浓度为60~100%的co2在20℃~90℃温度下进行反应，得到羟基二氧化硅/氧化铝沉淀浆液；

2)、浆液在30℃~200℃温度下老化15分钟~12小时；

3)、将浆液过滤、洗涤，滤饼经干燥得到活性硅铝粉。

4)、滤液经换热器升温蒸发浓缩结晶得到碳酸钠；而蒸发得到的冷凝水则作为回用水用来调配制备水玻璃或硅铝酸钠液体和/或作洗涤用水。

进一步的，步骤1)中所述水玻璃以氧化硅的干基计，浓度为20~300g/l。

进一步的，步骤1)中所述偏铝酸钠以氧化铝的干基计，浓度为15~150g/l。

进一步的，步骤1)中反应后浆液的ph值控制为7.5~10.5。

本发明的活性硅铝粉是通过化学法生产出来的，其主要成分是无定型的氧化硅与氧化铝，且比表面积大，其比低温n2吸附比表面积为160~800m²/g，孔体积为0.1~2.0ml/g。可以作为粘结剂或原材料用于生产制备催化剂、分子筛、吸附剂等，也可以直接用于吸附脱色，也可以热熔用于生产硅铝纤维，用于制造耐火与保温材料。

本发明通过化学法生产活性硅铝粉和纯碱，没有煅烧等工序，其生产工艺简单，能耗低，并且生产的硅铝粉杂质含量低、比表面积大、孔体积大；同时得到了纯碱，也实现了水资源的循环利用，整个工艺实现了清洁化生产。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，但这些实例并不能限定本发明的保护范围。

本发明的如下实施例是按图1中的工艺流程制备本发明活性硅铝粉。

固体水玻璃为市售产品，模数3.2，江西益高化工实业发展有限公司公司生产。固体水玻璃加去离子水并加热溶解，配制成含sio2量为250g/l的溶液；备用。

固体偏铝酸钠为市售产品，al2o3含量35.3%，na2o含量27.1%，山东利尔新材股份有限公司生产。固体偏铝酸钠加去离子水并加热溶解，配制成含al2o3量为120g/l的溶液；备用。

实施例1

取浓度为250g/l水玻璃溶液100ml、偏铝酸钠溶液14ml，于烧杯中混合均匀后，放入碳化反应器中，物料温度30℃，快速通入浓度100%的co2气体10分钟后，ph值9.5，停止通气，将物料全部倒出，加热到90℃老化2h，然后过滤，滤饼用温度为60℃的去离子水500ml洗涤3次，然后在80℃下干燥12h，得到活性硅铝粉，低温n2吸附分析其比表面积为235m²/g、孔体积为0.32ml/g。滤液与1次洗涤液经过蒸馏结晶，干燥，得到纯碱15.8g。

实施例2

取浓度为250g/l水玻璃溶液100ml、偏铝酸钠溶液7ml，于烧杯中再加入100ml去离子水混合均匀后，放入碳化反应器中，物料温度50℃，快速通入浓度100%的co2气体10分钟后，ph值9.0，停止通气，将物料全部倒出，加热到90℃老化1h，然后过滤，滤饼用温度为60℃的去离子水500ml洗涤3次，然后在80℃下干燥12h，得到活性硅铝粉，低温n2吸附分析其比表面积为217m²/g、孔体积为0.52ml/g。滤液与1次洗涤液经过蒸馏结晶，干燥，得到纯碱15g。

实施例3

取浓度为250g/l水玻璃溶液100ml、偏铝酸钠溶液50ml，于烧杯中再加入100ml去离子水混合均匀后，放入碳化反应器中，物料温度35℃，快速通入浓度100%的co2气体10分钟后，ph值9.1，停止通气，将物料全部倒出，加热到90℃老化1h，然后过滤，滤饼用温度为60℃的去离子水500ml洗涤3次，然后在80℃下干燥12h，得到活性硅铝粉，低温n2吸附分析其比表面积为285m²/g、孔体积为0.45ml/g。滤液与1次洗涤液经过蒸馏结晶，干燥，得到纯碱22g。

实施例4

取浓度为250g/l水玻璃溶液100ml、偏铝酸钠溶液50ml，于烧杯中再加入100ml去离子水混合均匀后，放入碳化反应器中，物料温度60℃，快速通入浓度80%的co2气体15分钟后，ph值9.5，停止通气，将物料全部倒出，加热到90℃老化1h，然后过滤，滤饼用温度为60℃的去离子水500ml洗涤3次，然后在80℃下干燥12h，得到活性硅铝粉，低温n2吸附分析其比表面积为265m²/g、孔体积为0.41ml/g。滤液与1次洗涤液经过蒸馏结晶，干燥，得到纯碱21.5g。

实施例5

取浓度为250g/l水玻璃溶液100ml、偏铝酸钠溶液175ml，于烧杯中再加入100ml去离子水混合均匀后，放入碳化反应器中，物料温度60℃，快速通入浓度65%的co2气体15分钟后，ph值9.2，停止通气，将物料全部倒出，加热到90℃老化2h，然后过滤，滤饼用温度为60℃的去离子水500ml洗涤3次，然后在80℃下干燥12h，得到活性硅铝粉，低温n2吸附分析其比表面积为335m²/g、孔体积为0.61ml/g。滤液与1次洗涤液经过蒸馏结晶，干燥，得到纯碱41.5g。

实施例6

取浓度为250g/l水玻璃溶液5ml、偏铝酸钠溶液100ml，于烧杯中再加入100ml去离子水混合均匀后，放入碳化反应器中，物料温度45℃，快速通入浓度65%的co2气体15分钟后，ph值9.0，停止通气，将物料全部倒出，加热到90℃老化3h，然后过滤，滤饼用温度为60℃的去离子水500ml洗涤3次，然后在80℃下干燥12h，得到活性硅铝粉，低温n2吸附分析其比表面积为373m²/g、孔体积为0.68ml/g。滤液与1次洗涤液经过蒸馏结晶，干燥，得到纯碱16.3g。

实施例7

取浓度为250g/l水玻璃溶液25ml、偏铝酸钠溶液100ml，于烧杯中再加入100ml去离子水混合均匀后，放入碳化反应器中，物料温度65℃，快速通入浓度80%的co2气体15分钟后，ph值8.5，停止通气，将物料全部倒出，加热到90℃老化3h，然后过滤，滤饼用温度为70℃的去离子水500ml洗涤3次，然后在80℃下干燥12h，得到活性硅铝粉，低温n2吸附分析其比表面积为456m²/g、孔体积为1.18ml/g。滤液与1次洗涤液经过蒸馏结晶，干燥，得到纯碱19.3g。

最后应说明的是：以上实施仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。