CN105016344A - 一种闭式有机酸纯化硅藻土的方法 - Google Patents

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韦仲华
韦宇洪
刘斌
李呈权
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Abstract

闭式有机酸纯化硅藻土的方法使用混有盐酸和/或硝酸的有机酸与硅藻土粉体在闭式耐酸反应釜中进行反应，形成∑xTRn易溶物，经过洗涤除去∑xTRn等易溶物和多余的酸，并干燥除去硅藻土的微孔中的水，经煅烧除去硅藻土中有机物、碳，并保持硅藻土活性，得到高纯硅藻土。该方法克服了现有工艺存在的问题，不添加其他物质，实现改性的硅藻土保留非晶态SiO2完美的生物多孔结构特性，处理后的硅藻土白度可以到达88以上，硅藻土SiO2含量大于98％，铁含量低于0.5％，大大提高了产品的质量与使用化学活性，使中低品位硅藻土品味得到升级和提高；另外机酸酸性较弱，反应温和而易于控制，容易回收处理或进行残留处理。

Description

一种闭式有机酸纯化硅藻土的方法
技术领域
本发明涉及化工技术领域，具体涉及一种高纯度、高活性、高白度、低铁硅藻土的制备方法，是一种闭式有机酸纯化硅藻土的方法。
背景技术
硅藻土是无定形的生物成矿的硅质矿物。主要化学成分为非晶体二氧化硅，杂质成分主要包括Al2O3、Fe2O3、MnO、CaO、MgO、K2O、Na2O、P2O5和有机质。通常呈白色、灰白色、浅灰色、浅黄色和深灰色，质轻多孔。随着资源的枯竭，优质硅藻土越来越少，低质量的硅藻土经过加工改性活化达到优质硅藻土的质量，是低质硅藻土开发的热门领域。
我国硅藻原土的孔体积一般为0.45～0.98cm3/g。正是由于硅藻壳体具有大量的、有序排列的微孔，从而使硅藻土具有很大的比表面积，由于硅藻土的特殊的空隙结构，使得其具有很强的吸附性，其化学稳定性高，除溶于氢氟酸外，不溶于任何强酸，易溶于碱。另外硅藻土具有容重小、熔点高、隔热、吸声等特点。
在优质硅藻土资源日趋减少和硅藻选矿精土生产技术进入产业化的背景下，开发以中低品位硅藻土矿，经过的精选和提纯，改善其活性等，对于我国低品位硅藻土资源的高效综合利用、硅藻土助滤剂产业的可持续发展以及满足相关应用行业对优质硅藻土助滤剂不断增长的需求均具有重要的意义。其中硅藻土中的铁元素存在制约了硅藻土的质量、品质和应用范围，目前有碱煅烧、常压沸酸洗法较为可行，但是处理后的铁含量依然很高，碱法与SiO2高温下会发生反应，对硅藻土结构有溶蚀破坏作用。常压沸酸洗涤法的工艺环境苛刻，对结构亦有机械碰撞损伤，特别是当使用硫酸时。
发明内容
本发明的目的主要是针对现有工艺存在的问题，为了对中低品位硅藻土精炼和改性，提供一种闭式有机酸纯化硅藻土的方法。要求在无需增加过大成本的条件下，不添加助溶剂或增白剂等其他物质，使得改性的硅藻土保留非晶态SiO2完美的生物多孔结构特性，处理后的硅藻土白度到达88以上，硅藻土SiO2含量大于98％，铁含量低于0.5％，大大提高产品的质量与使用化学活性。
一种闭式有机酸纯化硅藻土的方法，包括以下步骤：
1)将初步提纯的硅藻土分散至粒度达10～30μm，得到硅藻土粉体；
2)将步骤1)得到的硅藻土粉体与混有盐酸和/或硝酸的有机酸溶液混合；
3)将经过步骤2)得到的混合物置于闭式耐酸反应釜中加热反应；
4)反应结束，冷却后将反应物从反应釜中取出，洗涤、干燥；
5)将步骤4)得到的干燥物在氧化环境下煅烧0.5～1h，煅烧温度300～450℃，冷却后得到成品。
本发明中所述有机酸包括溶于水的羧酸和溶于水的羟基酸，羧酸又包括一元酸和二元酸。常见的有机酸有甲酸、乙酸、苯甲酸、乙二酸、丁二酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸等，这些均可用于本发明的技术方案中。
在步骤2)使用有机酸时包括使用单一一种有机酸或不同有机酸的混合物。
进一步，在混有盐酸和/或硝酸的有机酸中，HCl和/或HNO3的摩尔数占比不大于20％。
更进一步，本发明在步骤2)，所述的酸的总用量摩尔数为理论量的2～5倍。
硅藻土粉体中除Si氧化物和Al氧化物以外的其他氧化物Tn xOm y与R反应：
∑[Tn xOm y+(x×n)R→xTRn+yH2O] 
Tn xOm y为Fe2O3、CaO、MgO、MnO、K2O、Na2O等。
其中：
R为本发明所限定的酸，
x表示任一种其他氧化物Tn xOm y中金属元素T的数目，
n表示该种其他氧化物Tn xOm y中金属元素T的化合价，
y表示该种其他氧化物Tn xOm y中氧元素的数目，
m表示该种其他氧化物Tn xOm y中氧元素的化合价，
∑表示总和。 
理论上进行完全反应所需的R的总摩尔数可以用∑(x×n)表示。
在所述步骤3)中，在温度为60～200℃进行反应，反应时间为4～24h。其中，加热方式包括微波加热。
更进一步，为了促使步骤3)的反应进行得更加完全，还包括在步骤3)进行反应的同时震荡反应体系。
震荡的产生方式包括对反应釜进行摇动、震动或翻滚，以及使用超声装置超声处理反应体系。
所述步骤4)中，洗涤采用超声波洗涤和/或热水洗涤，所述热水温度为60～100℃，洗涤至硅藻土加纯净水pH显示中性。
所述步骤4)中，干燥温度为120～300℃，干燥时间1～5h，以除去硅藻土的微孔中的水。
本发明的方法适宜处理经过初步提纯得到的硅藻土精矿。初步提纯包括用NaOH分散、  初级搅拌擦洗，沉降除砂，用NaOH分散、初级悬浮分离，沉降分离，二次悬浮分离，二次搅拌擦洗、三次悬浮分离等过程。
本发明使用混有盐酸和/或硝酸的有机酸与硅藻土粉体在闭式耐酸反应釜中进行反应(这就是本发明名称“闭式有机酸纯化硅藻土的方法”的由来)，形成∑xTRn易溶物。有机酸酸性较弱，反应温和而易于控制，有机酸通常的沸点较低，加热到高温的时候容易分解，因而也容易回收处理或进行残留处理。但是有些有机酸单用会形成不溶于水的产物，如草酸钙，所以需要混入盐酸和/或硝酸，在盐酸和/或硝酸存在下，这些不溶于水的产物就不会形成或者即使形成了也会再溶于水。反应生成的∑xTRn等易溶物和多余的酸尤其是硅藻孔内的残留物，经过洗涤除去，并干燥除去硅藻土的微孔中的水，在煅烧步骤通过氧化充分，将硅藻土中有机物、碳除去，并保持硅藻土活性，得到高纯硅藻土。在反应时辅以震荡可以让反应器中硅藻土动起来与HNO3能够充分接触并能够快速反应，而且反应物溶液在震荡条件下快速扩散离开硅藻土骨骼，达到分离目的。
本发明的工艺方法改进了现有工艺的方法，在无需增加过大成本的条件下，不添加助溶剂或增白剂等其他物质，实现改性的硅藻土保留非晶态SiO2完美的生物多孔结构特性，处理后的硅藻土白度可以到达88以上，硅藻土SiO2含量大于98％，铁含量低于0.5％，大大提高了产品的质量与使用化学活性，克服现有工艺存在的问题，使中低品位硅藻土品味得到升级和提高。
附图说明
图1～图4是本发明实施例1制备的高纯度高活性高白度低铁硅藻土SEM图。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
1、首先将初步提纯的硅藻土精矿分散至粒度10～15μm，得到硅藻土粉体；
2、然后将硅藻土粉体与酸混合；酸用量为∑(x×n)的4～5倍；有机酸采用乙酸，混入的HCl的摩尔数占比为5％。
3、然后置于闭式耐酸反应釜中加热至200℃进行反应，反应时间为4h；
4、反应结束，冷却后将反应物从反应釜中取出，经热水超声洗涤、干燥，其中热水温度为90℃，洗涤至硅藻土加纯净水pH显示中性，干燥温度为300℃，干燥时间1～3h。
5、将干燥物在氧化环境下煅烧1h，煅烧温度300℃，要求氧化充分，将硅藻土中有机物、碳、水除去，冷却后得到成品能保持硅藻土活性。
所得到的产品硅藻土粉体白度为88以上，硅藻土SiO2含量大于98％，铁含量低于0.5％，没有改变硅藻土非晶态SiO2生物多孔结构特性。本产品可用于食品滤料、农业药物、化肥、微生物载体等。
实施例2
1、首先将初步提纯的硅藻土精矿分散至粒度15～30μm，得到硅藻土粉体；
2、然后将硅藻土粉体与酸混合；酸用量为∑(x×n)的3～4倍；有机酸采用草酸，混入的HCl的摩尔数占比为20％。
3、然后置于闭式耐酸反应釜中，加热至60℃进行水热反应，在震荡摇动反应釜的情况下反应时间为24h；
4、反应结束，冷却后将反应物从反应釜中取出，经热水洗涤、干燥，其中热水温度为80℃，洗涤至硅藻土加纯净水pH显示中性，干燥温度为200℃，干燥时间3～4h。
5、将干燥物在氧化环境下煅烧0.5h，煅烧温度450℃，要求氧化充分，将硅藻土中有机物、碳、水除去，冷却后得到成品能保持硅藻土活性
所得到的产品硅藻土粉体白度为90，硅藻土SiO2含量大于98％，铁含量低于0.5％，没有改变硅藻土非晶态SiO2生物多孔结构特性。本产品可用于工业用助滤剂、催化剂及载体、吸附剂、研磨剂、涂料、摩擦材料、绝热材料、隔声材料、绝缘材料、塑料和橡胶及造纸填料、还可用作平光剂、光亮剂、废水处理剂、除臭剂、蓄电池隔板材料等。
实施例3
1、首先将初步提纯的硅藻土精矿分散至粒度15～30μm，得到硅藻土粉体；
2、然后将硅藻土粉体与酸混合；酸用量为∑(x×n)的2～3倍；有机酸采用苯甲酸，混入的HNO3的摩尔数占比为10％。
3、然后置于闭式耐酸反应釜中，进行微波加热至温度为150℃，在对反应体系进行超声的情况下反应10h；
4、反应结束，冷却后将反应物从反应釜中取出，经热水超声洗涤、干燥，其中热水温度为60℃，洗涤至硅藻土加纯净水pH显示中性，干燥温度为120℃，干燥时间4～5h。
5、将干燥物在氧化环境下煅烧0.5h，煅烧温度400℃，要求氧化充分，将硅藻土中有机物、碳、水除去，冷却后得到成品能保持硅藻土活性
所得到的产品硅藻土粉体白度为90，硅藻土SiO2含量大于98％，铁含量低于0.5％，没有改变硅藻土非晶态SiO2生物多孔结构特性。本产品可用于工业用食用油助滤剂、催化剂及涂料、摩擦材料、绝热材料、塑料和橡胶及造纸填料、医药、牙膏、磨料和化学试剂等方面，在食品工业中，用无铁硅藻土作助滤剂，可以大大减少饮料中铁的浸出量，降低啤酒中铁的浸出量。

Claims (10)

1.一种闭式有机酸纯化硅藻土的方法，包括以下步骤：
1)将初步提纯的硅藻土分散至粒度达10～30μm，得到硅藻土粉体；
2)将步骤1)得到的硅藻土粉体与混有盐酸和/或硝酸的有机酸溶液混合；
3)将经过步骤2)得到的混合物置于闭式耐酸反应釜中加热反应；
4)反应结束，冷却后将反应物从反应釜中取出，洗涤、干燥；
5)将步骤4)得到的干燥物在氧化环境下煅烧0.5～1h，煅烧温度300～450℃，冷却后得到成品。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述有机酸包括溶于水的羧酸和溶于水的羟基酸，羧酸又包括一元酸和二元酸。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤2)使用有机酸时包括使用单一一种有机酸或不同有机酸的混合物。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：混有盐酸和/或硝酸的有机酸中，HCl和/或HNO3的摩尔数占比不大于20％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在步骤2)，所述的酸的总用量摩尔数为理论量的2～5倍。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤3)中，在温度为60～200℃进行反应，反应时间为4～24h；加热方式包括微波加热。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括在步骤3)进行反应的同时震荡反应体系。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：震荡的产生方式包括对反应釜进行摇动、震动或翻滚，以及使用超声装置超声处理反应体系。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤4)中，洗涤采用超声波洗涤和/或热水洗涤，所述热水温度为60～100℃，洗涤至硅藻土加纯净水pH显示中性。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤4)中，干燥温度为120～300℃，干燥时间1～5h，以除去硅藻土的微孔中的水。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109704346A (zh) * 2019-01-04 2019-05-03 南京工业大学 一种表面吸附聚电解质的高阻燃性硅藻土及其制备方法
JP2021098613A (ja) * 2019-12-19 2021-07-01 Ｓｅａｖａｃ株式会社 高純度シリカの製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101244825A (zh) * 2008-03-20 2008-08-20 绍兴纳诺气凝胶新材料研发中心有限公司 硅藻土为原料制备二氧化硅气凝胶的方法
CN104310411A (zh) * 2014-10-16 2015-01-28 桂林新竹大自然生物材料有限公司 基于震荡的盐酸法制备优质硅藻土的方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101244825A (zh) * 2008-03-20 2008-08-20 绍兴纳诺气凝胶新材料研发中心有限公司 硅藻土为原料制备二氧化硅气凝胶的方法
CN104310411A (zh) * 2014-10-16 2015-01-28 桂林新竹大自然生物材料有限公司 基于震荡的盐酸法制备优质硅藻土的方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109704346A (zh) * 2019-01-04 2019-05-03 南京工业大学 一种表面吸附聚电解质的高阻燃性硅藻土及其制备方法
JP2021098613A (ja) * 2019-12-19 2021-07-01 Ｓｅａｖａｃ株式会社 高純度シリカの製造方法
JP7074350B2 (ja) 2019-12-19 2022-05-24 Ｓｅａｖａｃ株式会社 高純度シリカの製造方法

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