一种无水偏硅酸钠的生产方法
【技术领域】
[0001]本发明属于偏硅酸钠生产技术领域，尤其涉及一种无水偏硅酸钠的生产方法。
【背景技术】
[0002]无水偏硅酸钠相对堆积密度为1.05-1.35g/ml，熔点1089°C，相对分子量为212，是一种无毒、无味、无公害的产品；易溶于水，不溶于醇和酸，水溶液呈碱性，置于空气中易吸湿潮解；去污能力强，PH缓冲能力大；具有优良的去垢、乳化、分散、湿润、渗透等性能。
[0003]无水偏硅酸钠产品作为洗涤助剂，特别适用于超浓缩洗涤剂、工业清洗剂、金属表面处理剂的生产；作为助剂的主要原料，在纺织印染工业的前处理中用于棉纺等的蒸煮漂白、造纸行业的去污漂白、纸张脱墨剂、陶瓷助磨减水剂等领域；同时，还广泛应用于耐火剂原料、保塑保水剂原料、矿物油回收、建筑冶金工业分散剂和快干剂、油田钻井快凝剂、水质处理等方面。
[0004]无水偏硅酸钠的生产方法主要有:
[0005]窑炉烧制法，以生产玻璃窑炉为生产设备，将混合好的砂与碱(烧碱，纯碱)在窑炉中高温1200-1400°C，石英砂与碱高温反应后经过冷却粉碎后得到无水偏硅酸钠。
[0006]喷雾干燥法，偏硅液体经高压雾化机雾化于干燥器中经过500-600°C热风将其烘干后得到无水偏硅酸钠产品。
[0007]现有的生产方法主要存在以下不足:
[0008](I)窑炉烧制法，设备投资大，占地大，并且因窑炉炉体耐火材料也可与碱反应，因此影响窑炉使用寿命并且影响产品的纯度；由于需要1200-1400°C的温度，因此此方法存在设备维修费高，生产能耗大，产品纯度低等问题。
[0009](2)喷雾干燥法，由于液体被雾化机雾化于干燥器中，与干燥热空气接触时间仅能达到十几秒或几十秒，因此很难达到完全的脱水，其含水量> 10%，不能满足无水偏硅酸钠的含量要求，另外由于雾化后干燥成品为粉末状，其颗粒细、容重小，客户在投料时粉尘大，并且运输量小增加了运输成本。
【发明内容】
[0010]本发明所要解决的技术问题是:针对现有技术存在的不足，提供一种可提供产品颗粒均匀度，提高产品纯度和含量，降低生产成本的无水偏硅酸钠的生产方法。
[0011]为解决上述技术问题，本发明的技术方案是:
[0012]一种无水偏硅酸钠的生产方法，所述生产方法包括以下步骤:
[0013](I)以二氧化硅含量为99.3?100%的石英砂和氧化钠含量为45?50%的烧碱为反应原料，所述石英砂与所述烧碱的重量比1:1.5-1.8，在压力0.6-1.6MPa、温度150-200°C的条件下反应4-12小时，得液体硅酸钠粗液；
[0014](2)在80-95°C温度下，向所述液体硅酸钠粗液中加入絮凝剂，搅拌30-60分钟，静置10-15小时，得絮凝液，向所述絮凝液中加入助滤剂，经过滤装置进行过滤，得硅酸钠精制液和滤渣；
[0015](3)将所述硅酸钠精制液和氧化钠含量为50%的烧碱按照重量比1.5-2.5:1的比例进行混合，制得含湿量为40-45%的偏硅酸钠液体；
[0016](4)将天然气与空气燃烧后温度达到2000°C以上的混合气体与温度为80-120°C的产品冷却风混合，得温度为300-400 0C的干燥气体；其中产品冷却风是指用于冷却产品的空气；
[0017](5)将所述偏硅酸钠液体与晶种在回转滚筒干燥器中进行混合，混合时向所述回转滚筒干燥器中通入所述干燥气体，干燥30-60分钟，出料，过18-60目筛，冷却至60°C以下，即得无水偏硅酸钠，干燥后的尾气进行除尘。
[0018]作为一种改进，步骤(2)中，过滤时，当过滤装置的内外压差大于0.2MPa时，增大滤液出口处的压力，保持过滤时所述过滤装置的内外压差小于0.2MPa，直至过滤结束。
[0019]作为一种改进，步骤(2)中，所述絮凝剂的加入量为所述液体硅酸钠粗液重量的0.2-0.5%0o
[0020]作为一种改进，步骤(2)中，所述絮凝剂为聚丙烯酰胺类絮凝剂。
[0021]作为一种改进，步骤(2)中，所述助滤剂的重量为所述絮凝液重量的0.2-2%。
[0022]作为一种改进，步骤(2)中，所述助滤剂为硅藻土与活性炭的混合物，所述硅藻土与活性炭的重量比为2:1。
[0023]作为一种改进，步骤(4)中，所述干燥气体中还含有干燥后的尾气，所述尾气的初始温度为120_180°C。
[0024]作为一种改进，步骤(5)中，所述偏硅酸钠液体与晶种的重量比为1:2.5-4，所述晶种的初始温度为110-140 °C。
[0025]作为一种改进，步骤(5)中，所述出料的温度为150_180°C。
[0026]作为一种改进，步骤(5)中，过筛后的大颗粒经粉碎后，过40-60目筛，与过筛后的细粉一起作为晶种备用。
[0027]由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是:
[0028]本发明提供的生产方法为连续化生产，反应、精制、过滤、干燥、结晶造粒、筛分及冷却各步骤有序进行；其中，液体硅酸钠粗液的精制过滤时，絮凝剂的使用使得液体中铁、铝、钙、镁等不溶性硅酸盐由小分子絮凝成大分子颗粒，滤出后，降低了杂质含量，提高了最终产品的纯度，助滤剂的使用深化和疏松了滤饼层，降低了过滤阻力，提高了过滤速率，并吸附部分色素及小分子杂质，有效的延长过滤周期，提高和稳定过滤精度。
[0029]本方法采用回转滚筒干燥法，其具有处理量大(50-100吨/天)，进风温度低(300-400 0C )，物料干燥时间长(30-60分钟)，物料干燥完全(含水< 0.1 % )，系统粉尘小，干燥后物料颗粒圆润规则并可以按照要求粒度进行生产等显著特点。
[0030]本发明的热风热源为天然气，其具有价格低、燃烧温度高(2000-2500°C )、无需对尾气进行脱硫除尘等特点。
[0031]采用本发明提供的生产方法生产出的无水偏硅酸钠产品具有更高的纯度和含量，其产品颗粒均匀，比重大，生产设备投资小，占地少，维修量及费用低，并且节能环保。
【具体实施方式】
[0032]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0033]实施例一
[0034]一种无水偏硅酸钠的生产方法，所述生产方法包括以下步骤:
[0035](I)取石英砂(二氧化硅含量为99.3% ) 25kg、烧碱(氧化钠含量为45% )45kg，在压力1.6MPa、温度200°C的条件下反应4小时，得液体硅酸钠粗液；
[0036](2)在80°C下，向液体硅酸钠粗液中加入絮凝剂，絮凝剂优选为聚丙烯酰胺类絮凝剂，絮凝剂的加入量为液体娃酸钠粗液重量的0.2%。，搅拌30分钟，静置15小时，得絮凝液，向絮凝液中加入助滤剂，助滤剂的重量为絮凝液重量的0.2%，助滤剂为硅藻土与活性炭的混合物，硅藻土与活性炭的重量比为2: 1，经过滤装置进行过滤，得硅酸钠精制液和滤渣；
[0037](3)将硅酸钠精制液和烧碱(氧化钠含量为50% )按照1.5:1的比例进行混合，制得含湿量为40%的偏硅酸钠液体；
[0038](4)将天然气与空气燃烧后温度达到2000°C以上的混合气体与温度为80-120°C的产品冷却风混合，得温度为300-400°C的干燥气体；
[0039](5)将上述偏硅酸钠液体与晶种按照1:2.5的重量比在回转滚筒干燥器中进行混合，偏硅酸钠液体的初始温度为95°C，晶种的初始温度为110°C，混合时向所述回转滚筒干燥器中通入干燥气体，干燥30分钟，出料，过18-60目筛的筛分机进行筛分，冷却至60°C以下，即得所述产品，干燥后的尾气进行大除尘器，筛分机的粉尘进入小除尘器，收集大、小除尘器捕集的粉尘，备用。
[0040]实施例二
[0041]一种无水偏硅酸钠的生产方法，所述生产方法包括以下步骤:
[0042](I)取石英砂(二氧化硅含量为99.5% ) 28kg、烧碱(氧化钠含量为48% )42kg，在压力1.0MPa、温度180°C的条件下反应8小时，