[發明專利]一種低二氧化硅含量硅微粉的提純方法

無效

• 申請號: 200910068028.8
• 申請日: 2009-03-05
• 公開（公告）號: CN101823715A
• 公開（公告）日: 2010-09-08
• 發明（設計）人: 金朝暉;李鐵龍;李勇超;劉麗娟;劉瑜
• 申請（專利權）人: 南開大學
• 主分類號: C01B33/037
• 分類號: C01B33/037
• 代理公司: 天津佳盟知識產權代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

技術領域

本發明屬于化工生產技術領域，尤其涉及一種低二氧化硅含量硅微粉的提純方法。

背景技術

鐵合金是煉鋼過程中的一種重要原料，近幾年來在國內鋼鐵企業迅速發展的帶動下，鐵合金企業也取得了長足的發展。硅鐵合金作為鐵合金的一種，其發展尤為迅速。硅微粉是在礦熱電爐內生產含硅量在75％以上的硅鐵合金和工業硅時所產生的大量揮發性很強的SiO₂和Si氣體與空氣迅速氧化并冷凝而生成的廢棄物，硅微粉由于具有顆粒細小、比表面積大(約25-30m²/g)、SiO₂純度高與強火山灰活性等優良的理化性能，成為一種重要的納米-微米級無機非金屬材料，廣泛應用于建筑、化工、冶金等行業，在國外被稱為“神奇的材料”。由于生產工藝、原料和收塵系統運行情況的不同，硅微粉的化學成分也存在著差異，通常硅微粉含有80％～92％的SiO₂，另外還含有一些少量成分，如Al₂O₃、Fe₂O₂、MgO、CaO、Na₂O、K₂O和C等，并且絕大部分呈非晶態。硅微粉產品的質量主要以SiO₂含量的高低來判斷，SiO₂含量低于85％幾乎沒有應用價值和市場。目前，我國內蒙、寧夏等地每年產生大量的硅微粉，部分SiO₂含量只能達到79％左右，如果將其中的雜質去除，使SiO₂含量提高到90％以上，將極大的提高硅微粉的應用價值，為企業帶來顯著的經濟效益。目前，國內提純硅微粉的成功技術不多，一般采用大量的酸進行提純，這種工藝復雜，周期長，而且會產生大量的廢酸溶液，不僅污染環境而且成本較高，不適宜實際的生產。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種低二氧化硅含量硅微粉的提純方法，該方法只需要少量的酸即可實現，經濟環保，適合大規模工業生產。

本發明是通過以下技術方案來實現的：

一種低二氧化硅含量硅微粉的提純方法，包括以下步驟：

(1)制備硅微粉漿液：在硅微粉中加入自來水，攪拌均勻，得到硅微粉漿液；

(2)加酸調漿：在硅微粉漿液中加酸溶液調pH值，機械攪拌10-20min，得到硅微粉勻漿液；

(3)自然沉降：將硅微粉勻漿液自然沉降1-3h，下層為顏色較深的沉淀，上層為呈膠態狀膠體；

(4)絮凝沉淀：取上層膠體，加入十六烷基三甲基溴化銨溶液，機械攪拌3-12min，絮凝沉降5-10min，得到絮凝沉降的硅微粉；

(5)分離、干燥：將絮凝沉降的硅微粉分離，然后在105-120℃下干燥2-3h，即得到提純后的硅微粉產品。

而且，所述的硅微粉漿液濃度為10-15g/L。

而且，所述的pH值為4-6.5。

而且，所述的自然沉降時間為1-3h。

而且，所述的十六烷基三甲基溴化銨溶液的投加量為0.3-0.4ml/L。

而且，所述提純后的硅微粉產品的二氧化硅含量為85-92％。

本發明的優點和有益效果是：

1.本發明所需設備簡單、工藝簡便，反應不需要大量的酸，經濟環保，適合大規模的工業使用，具有較好的市場前景。

2.本發明采用少量酸調pH值，硅微粉漿液中加入少量的酸，不僅可以去除硅微粉中的雜質還可以改變硅微粉中各組分的沉降特性，不同沉降時間所得硅微粉的純度不同，在一定的時間可以得到高純度和高回收率的硅微粉。

3.本發明所提純的硅微粉純度和回收率較高，純度能達到85-92％，回收率達40-60％，所制得硅微粉產品可達到國家標準SF85，SF88，SF92三級產品標準。

附圖說明

附圖為本發明方法的工藝流程圖。

具體實施方式

本發明通過以下實施例結合附圖進一步詳述，但本實施例所敘述的技術內容是說明性的，而不是限定性的，不應依此來局限本發明的保護范圍。

一種低二氧化硅含量硅微粉的提純方法，實施例1、2、3采用本方法對內蒙古烏海市君正原廠的硅微粉進行提純，該廠硅微粉中二氧化硅原料的純度為80％。

下述各實施例步驟(2)中用酸調pH值所用的酸溶液沒有限定。

實施例1：

該方法包括以下步驟：

(1)制備硅微粉漿液；

在硅微粉中加入自來水，攪拌均勻，得到硅微粉漿液濃度為10g/L；

(2)加酸調漿；