硅微粉制备硅酸钠溶液的实验研究.pdf

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1、第37卷第3期非金属矿Vb1．37No．32014年5月NonMeta11icMinesMay，2014硅微粉制备硅酸钠溶液的实验研究王雨丁浩(中国地质大学(北京)材料科学与工程学院，北京100083)摘要硅微粉在700℃下焙烧3h，与NaOH溶液在常压下反应，得到高品质硅酸钠溶液。考察了反应条件对sio2溶出率的影响，结果表明，当反应温度为90℃，NaOH用量为3．5g(每10g焙烧料)，液固比为8：1(mug)，反应时间为40min时，SiO2溶出率达到73．88％，Na2SiO3溶液的模数为2．4。原料经焙烧后所得Na2SiO溶液质量有了明显提高

2、。关键词硅微粉焙烧碱溶硅酸钠模数中图分类号：TB302．2文献标识码：A文章编号：1000-8098(2014)03-0015—03StudyonPreparationofSodiumSilicateSolutionbyMicrosilicaWangYuDingHao(ScoolofMaterialsScienceandTechnology,ChinaUniversityofGeosciences(Beijing)，Beijing553004)AbstractHigh—qualitysodiumsilicatesolutionwaspreparedby

3、microsilica’s700℃roastingfor3handreactionwithNaOHsolutionatatmosphericpressure．ThetestinvestigatedtheinfluenceofreactionconditionsonthedissolutionrateofSiO2．TheresultsshowedthatthedissolutionrateofSiO2reached73．88％andthemodulusofNa2SiO3solutionarrivedat2．4withreactiontemperature

4、of90℃，theamountof3．5gNaOH(eacb10groastedmaterials)，theliquid—solidratioof8：l(mL／g)andreactiontimeof40min．ThequalityofNa2SiO3solutionwassignificantlyimprovedwhentherawmaterialwasroasted．Keywordsmicrosilicaroastalkalisolublesodiumsilicatemodulus硅微粉是生产硅铁或金属硅的过程中由矿热1．46；A12O3，1．12；C

5、aO，0．76；Fe2O3，O．65；FeO，0．26；炉中的高纯石英、焦炭和木屑还原产生的副产品，也MnO，0．24；P2O5，0．10；TiO2，0．034；烧失量，7．78。由称硅粉、硅灰等[1-3]o硅微粉物相成分主要是无定型硅微粉的化学成分可知其SiO含量为80．09％，烧失siO，，含量为88％~92％，其次是C和Fe、Mg氧化物量(主要为C)7．78％，主要杂质为MgO、K2O等，主要等】。工业上每生产1t硅铁(FeSi75)产生硅微粉染色离子为Fe离子。200~250kg【5】。目前，硅微粉作为混凝土掺合料和耐硅微粉的XRD谱图见图1，

6、SEM照片见图2。火材料浇注料可实现部分应用，但用量有限、利用价值较低[6-8]o如果将硅微粉中的杂质含量降低，可在水泥、混凝土、耐火注料、橡胶、化工等行业发挥巨大潜力。硅微粉制备硅酸钠溶液是一个重要的应用方10203040506O70向，也是制备高纯无定型二氧化硅的基础。本实验2o／(。)以鄂尔多斯某厂硅微粉为原料，通过焙烧、碱溶等物图1硅微粉的ⅪD谱图理化学方法制备高品质硅酸钠溶液，研究了反应条件对sio：溶出率的影响，并对原料焙烧前后制得的Na2SiO溶液做了对比。1实验部分1．1原料硅微粉，取自内蒙古鄂尔多斯某厂，含水率62．3％，进行烘干、磨

7、细预处理。硅微粉的化学成分(％)为：SiO2，80．09；MgO，3．67；K2O，3．43；Na20，图2硅微粉的SEM照片由图1可知，2为23。附近出现典型的非晶态物质衍射特征，说明其主要由无定型sio2组成。由收稿日期：2014．03．07通讯作者，E—mail：dinghao@cugb．edu．cn。图2可见，该硅微粉由大小不均一的球形颗粒组成，．15．第37卷第3期非金属矿2014年5月颗粒粒径在100nnl左右，且存在一定的团聚现象。10：1，反应时间40min，改变反应温度，考察反应温经测试，BET比表面积为35．1Im2／g。度对SiO

8、溶出率的影响，结果见图3。1．2仪器设备sx4l0型箱式电阻炉，天津市泰斯从图3可看出，随着温