本发明专利技术提供了一种用硫酸钠法生产轻质二氧化硅和亚硫酸钠的工艺，其中，石英砂、硫酸钠和炭的混合物反应生成固体硅酸钠和二氧化硫，生成的固体硅酸钠和二氧化硫通过下列步骤生产轻质二氧化硅和亚硫酸钠：（１）将所述固体硅酸钠溶于水，然后过滤，得到硅酸钠溶液，在所述硅酸钠溶液中加入亚硫酸氢钠生成沉淀轻质二氧化硅以及亚硫酸钠溶液，将生成的混合物过滤；（２）将步骤（１）结束时产生的滤液的一部分与所述二氧化硫接触反应，且生成的亚硫酸氢钠产品循环到步骤（１）中重复利用；（３）将步骤（１）结束时得到的滤饼进行酸化、过滤、洗涤和干燥，得到轻质二氧化硅；以及（４）将步骤（１）结束时产生的滤液的另一部分滤液浓缩并干燥，获得固体亚硫酸钠。本发明专利技术的工艺由于步骤简单、利用副产物以及生产成本低，从而具有很大的工业应用价值。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种用硫酸钠法生产轻质二氧化硅和亚硫酸钠的工艺 本专利技术涉及一种用硫酸钠法生产轻质二氧化硅和亚硫酸钠的工艺。轻质二氧化硅，又称为沉淀白炭黑或白炭墨，是橡胶的补强剂； 也用作润滑剂、绝缘材料及塑料制品、纸张、油漆和纺织品的填充材 料、以及白色颜料。目前，生产轻质二氧化硅最常用的方法是沉淀法， 这些工艺中采用的水玻璃(硅酸钠)是通过石英砂与纯碱(无水碳酸 钠)反应制得的。然而，这些工艺需要消耗大量的纯碱，使得生产成 本很高。本专利技术的目的在于提供一种制备沉淀轻质二氧化硅的新工艺，该 工艺降低了生产成本和环境污染问题。 本专利技术包括下面的反应机理2Na2S04+2nSi02+C—2Na20 nSi02+2S02+C02 2NaHS03+Na20 nSi02—nSi02+2Na2S03+H20 S02+Na2SO3+H2O—2NaHS03本专利技术的具体实施方式是一种用硫酸钠法生产轻质二氧化硅和 亚硫酸钠的工艺，其特征在于使用硫酸钠代替纯碱用于生产硅酸钠。 另外，使用亚硫酸氢钠代替硫酸用于轻质二氧化硅的沉淀。具体地，将重量比为U8.3 147.9: 100: 4 12的石英砂、硫酸 钠和炭的混合物加热到1200 150(TC下反应，生成固体硅酸钠和二 氧化硫。所述固体硅酸钠和二氧化硫通过下列步骤生产轻质二氧化硅 和亚硫酸钠(1)将所述固体硅酸钠按100: 180 488的重量比溶于水，然 后过滤，得到硅酸钠溶液。将亚硫酸氢钠溶液(浓度为1% 40%)按亚硫酸氢钠硅酸钠为2: 1的摩尔比加入到所述硅酸钠溶液中， 用于生产沉淀轻质二氧化硅和亚硫酸钠溶液。反应在70 95'C条件 下进行l-4个小时，将生成的混合物过滤。(2) 将二氧化硫于20 5(TC下加入到步骤(1)结束时产生的滤 液的一部分中进行反应，生成亚硫酸氢钠，该亚硫酸氢钠可以在步骤(1)中被重复利用；(3) 将步骤(1)结束时得到的滤饼进行酸化至pH3.5-6.0、然 后过滤、洗涤和干燥，得到轻质二氧化硅；(4) 将步骤(1)结束时产生的滤液的另一部分浓縮并干燥，该 部分滤液在歩骤(2)中未被使用，获得固体亚硫酸钠，该亚硫酸钠 在化工和造纸工业中是非常有价值的原材料。在本专利技术的优选实施方式中，用硫酸钠制备硅酸钠中使用绝热马 蹄焰窑炉。本专利技术的工艺可以用于非连续或连续生产工艺中。优选水 玻璃的连续生产或全部工艺的连续生产。较之已有的技术，本专利技术具有如下优点(I) 不使用氢氧化钠或纯碱，也就是说，生产成本低，这是由 于所使用的硫酸钠比纯碱便宜；(II) 轻质二氧化硅沉淀中不使用硫酸或者盐酸，并且在滤饼酸 化时仅需要很少量的酸，也就是说，生产成本低；(III) 副产物亚硫酸钠在化工工业的不同应用中是有价值的材 料，因此可以商业化应用。(IV) 没有废物排放。以下实施例用于阐述和解释本专利技术，而不是对本专利技术范围的限制 或约束。实施例将石英砂、硫酸钠和炭(已粉碎)按照100: 81.4: 6.5的重量比 混合。所述的混合物被连续装填到绝热马蹄焰窑炉中，并被加热到1420°C 1450°C。将生成的固体硅酸钠溶于水，并过滤，得到3.5M、 29Be，的硅酸钠(水玻璃)溶液。在6L的反应釜中装填入0.043L的所述硅酸钠(水玻璃)溶液和 1.875L的水，加热至85匸。在90分钟时间内，同时计量加入0.706L 的所述硅酸钠溶液和2.273L的8.25%亚硫酸氢钠溶液。将反应产物 过滤，并且回收含有亚硫酸钠溶液的滤液。为了得到所需的沉淀轻质二氧化硅，将滤饼的pH值用酸调整到 4.5。经过过滤、洗涤和干燥，制得轻质二氧化硅209.5g，其BET为 172m2/g。为了重复利用滤液，将在硅酸钠生产过程中得到的二氧化硫 (5%)通入到一半滤液中，制得亚硫酸氢钠(8.25%溶液)，该溶液 被循环用于生产轻质二氧化硅。将另一半滤液干燥，制得112.37g固体亚硫酸钠，该亚硫酸钠可 以商业化应用。本专利技术的工艺由于步骤简单、生产成本低，因此具有很大的工业 应用价值。权利要求1、一种用硫酸钠法生产轻质二氧化硅和亚硫酸钠的工艺，其特征在于-将石英砂、硫酸钠和炭按118.3～147.9∶100∶4～12的重量比混合后加入窑炉内，加热至1200～1500℃反应，生成固体硅酸钠和二氧化硫；-所述固体硅酸钠和二氧化硫通过下列步骤生成轻质二氧化硅和亚硫酸钠(1)将所述固体硅酸钠按100∶180～488的重量比溶于水，然后过滤制得硅酸钠溶液；将浓度为1～40％的亚硫酸氢钠溶液按亚硫酸氢钠∶硅酸钠为2∶1的摩尔比加入到所述硅酸钠溶液中，混合物于70～95℃下反应1～4h，制得沉淀轻质二氧化硅和亚硫酸钠溶液，将生成的混合物过滤；(2)将步骤(1)结束时产生的滤液的一部分与硅酸钠生产中生成的二氧化硫接触，在20～50℃下反应，生成亚硫酸氢钠，生成的亚硫酸氢钠被重新用于步骤(1)的反应；(3)将步骤(1)结束时得到的滤饼的pH值调节到3.5～6.0，再经过过滤、洗涤和干燥，制得轻质二氧化硅；以及(4)将步骤(1)结束时产生的滤液的另一部分浓缩并干燥制得亚硫酸钠。2、 根据权利要求1所述的生产轻质二氧化硅和亚硫酸钠的工艺， 其特征在于所述的窑炉为绝热马蹄焰窑炉。全文摘要本专利技术提供了一种用硫酸钠法生产轻质二氧化硅和亚硫酸钠的工艺，其中，石英砂、硫酸钠和炭的混合物反应生成固体硅酸钠和二氧化硫，生成的固体硅酸钠和二氧化硫通过下列步骤生产轻质二氧化硅和亚硫酸钠(1)将所述固体硅酸钠溶于水，然后过滤，得到硅酸钠溶液，在所述硅酸钠溶液中加入亚硫酸氢钠生成沉淀轻质二氧化硅以及亚硫酸钠溶液，将生成的混合物过滤；(2)将步骤(1)结束时产生的滤液的一部分与所述二氧化硫接触反应，且生成的亚硫酸氢钠产品循环到步骤(1)中重复利用；(3)将步骤(1)结束时得到的滤饼进行酸化、过滤、洗涤和干燥，得到轻质二氧化硅；以及(4)将步骤(1)结束时产生的滤液的另一部分滤液浓缩并干燥，获得固体亚硫酸钠。本专利技术的工艺由于步骤简单、利用副产物以及生产成本低，从而具有很大的工业应用价值。文档编号C01B33/193GK101184694SQ200680019149 公开日2008年5月21日 申请日期2006年6月6日 优先权日2005年6月8日专利技术者卢元健 申请人:德固赛嘉联白炭黑(南平)有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用硫酸钠法生产轻质二氧化硅和亚硫酸钠的工艺，其特征在于－将石英砂、硫酸钠和炭按１１８．３～１４７．９∶１００∶４～１２的重量比混合后加入窑炉内，加热至１２００～１５００℃反应，生成固体硅酸钠和二氧化硫；－所述固体硅酸钠和二氧化硫通过下列步骤生成轻质二氧化硅和亚硫酸钠；（１）将所述固体硅酸钠按１００∶１８０～４８８的重量比溶于水，然后过滤制得硅酸钠溶液；将浓度为１～４０％的亚硫酸氢钠溶液按亚硫酸氢钠∶硅酸钠为２∶１的摩尔比加入到所述硅酸钠溶液中，混合物于７０～９５℃下反应１～４ｈ，制得沉淀轻质二氧化硅和亚硫酸钠溶液，将生成的混合物过滤；（２）将步骤（１）结束时产生的滤液的一部分与硅酸钠生产中生成的二氧化硫接触，在２０～５０℃下反应，生成亚硫酸氢钠，生成的亚硫酸氢钠被重新用于步骤（１）的反应；（３）将步骤（１）结束时得到的滤饼的ｐＨ值调节到３．５～６．０，再经过过滤、洗涤和干燥，制得轻质二氧化硅；以及（４）将步骤（１）结束时产生的滤液的另一部分浓缩并干燥制得亚硫酸钠。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢元健，
申请(专利权)人：德固赛嘉联白炭黑南平有限公司，
类型：发明
国别省市：35[中国|福建]
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