一种工业硅酸钠胶黏剂制备方法

技术领域

本发明涉及硅酸钠生产技术领域，具体涉及一种工业硅酸钠胶黏剂制备方法。

背景技术

硅酸钠，即水玻璃或泡花碱，是一种在工业领域应用广泛的无机盐。目前，工业上生产硅酸钠的方法主要有干法和湿法两种，其中，干法生产工艺为：将石英砂和碳酸钠按一定比例混合后在反射炉中加热到1300-1400℃左右，生成熔融状硅酸钠，水淬或者干法成型后得到硅酸钠固体；而湿法工艺为：以石英岩粉和氢氧化钠为原料，在高压釜内加热反应生产水玻璃。但是采用干法和湿法工艺生产硅酸钠对温度的要求均较高，在生产过程中不可避免的会造成大量的热能浪费，因此能源消耗量较大，生产成本比较高。而后续开发的采用硫酸钠代替碳酸钠制备硅酸钠工艺，由于工艺流程中需要加入还原剂，反应过程中会产生二氧化硫气体，给后续的污染处理造成不便。基于此，申请人提出一种能耗低且生产成本低的硅酸钠胶黏剂制备方法。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种工业硅酸钠胶黏剂制备方法，本发明提供的诸多技术方案中优选的技术方案具有：可通过降低反应温度，降低硅酸钠生产的能耗，从而降低生产成本的技术效果，详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种工业硅酸钠胶黏剂制备方法，包括以下加工步骤：

S110、原料混合，取硝酸钠原料与含硅原料，分别碾磨成粉后混合，得到反应混合料，混合比例为：硝酸钠与含硅原料中的二氧化硅摩尔比为1:0.6-5；

S120、加热反应，将反应混合料置于电熔炉内，加热至600℃-1000℃，并保温反应45min-150min，得到硅酸钠粗品和气体反应物；

S130、硅酸钠粗品处理，步骤S120中得到的硅酸钠粗品冷却后，得到硅酸钠固体，而后将硅酸钠固体进行水淬和淋洗过滤，得到硅酸钠水溶液；

S140、硅酸钠精制，将步骤S130中得到的硅酸钠水溶液浓缩、干燥后，即得精制的硅酸钠晶体；

S150、气体处理，将步骤S120中得到的气体反应物通入水、碱性溶液和过氧化物溶液中的一种中反应，得到硝酸根副产物。

作为优选，所述步骤S110中，含硅原料为石英砂、硅矿渣、尾矿砂和废硅粉中的一种、两种或两种以上的混合。

作为优选，所述步骤S120中，加热反应过程中，向电熔炉内部通入氧气。

作为优选，所述步骤S120中，加热温度为700℃-850℃，保温反应时间为70min-100min。

作为优选，所述步骤S130中，硅酸钠粗品的冷却温度不高于50℃，且水淬和淋洗前，温度不低于40℃。。

作为优选，所述步骤S150中，碱性溶液为氢氧化钠和碳酸钠溶液中的一种或两种混合。

作为优选，所述步骤S150中，过氧化物溶液为过氧化氢溶液，且过氧化氢溶液的浓度为5-12wt％。

作为优选，所述步骤S150中，气体反应物与水、碱性溶液混合前，进行氧化处理。

作为优选，所述氧化处理为氧气氧化、臭氧氧化和催化氧化中的一种。

综上，本发明的有益效果在于：1、采用硝酸钠与含硅原料混合，较传统的碳酸钠反应，可降低反应温度，减少反应过程中的热量散失，降低能耗，从而降低生产成本；

2、通过调整硝酸钠与含硅原料的比例，可调节硅酸钠成品的模数比例，方便对目标模数的硝酸钠产品进行适配；

3、反应副产物为硝酸钠，可精制后作为反应原料重复使用，进一步降低硅酸钠的生产成本。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

本发明提供了一种工业硅酸钠胶黏剂制备方法，具体实施例如下：

实施例1：

包括以下加工步骤：

S110、原料混合，取硝酸钠原料与石英砂、硅矿渣、尾矿砂和废硅粉中的一种、两种或两种以上的混合原料，分别碾磨成粉后混合，得到反应混合料，混合比例为：硝酸钠与含硅原料中的二氧化硅摩尔比为1:1；

S120、加热反应，将反应混合料置于电熔炉内，电熔炉内部通入氧气后，加热至800℃，并保温反应120min，得到硅酸钠粗品和气体反应物；

S130、硅酸钠粗品处理，步骤S120中得到的硅酸钠粗品冷却至50℃以下，得到硅酸钠固体，而后将硅酸钠固体进行水淬和淋洗过滤，水淬和淋洗时，硅酸钠固体温度不低于40℃，得到硅酸钠水溶液；

S140、硅酸钠精制，将步骤S130中得到的硅酸钠水溶液浓缩、干燥后，即得精制的硅酸钠晶体；

S150、气体处理，将步骤S120中得到的气体反应物通入水、碱性溶液和过氧化物溶液中的一种中反应，得到硝酸根副产物；其中，碱性溶液为氢氧化钠和碳酸钠溶液中的一种或两种混合；过氧化物溶液为过氧化氢溶液，且过氧化氢溶液的浓度为5-12wt％；气体反应物与水、碱性溶液混合前，进行氧化处理，处理方式为氧气氧化、臭氧氧化和催化氧化中的一种；气体处理结束后，得到硝酸钠副产品。

实施例2：

包括以下加工步骤：

S110、原料混合，取硝酸钠原料与石英砂、硅矿渣、尾矿砂和废硅粉中的一种、两种或两种以上的混合原料，分别碾磨成粉后混合，得到反应混合料，混合比例为：硝酸钠与含硅原料中的二氧化硅摩尔比为1:2.5；

S120、加热反应，将反应混合料置于电熔炉内，电熔炉内部通入氧气后，加热至800℃，并保温反应120min，得到硅酸钠粗品和气体反应物；

S130、硅酸钠粗品处理，步骤S120中得到的硅酸钠粗品冷却至50℃以下，得到硅酸钠固体，而后将硅酸钠固体进行水淬和淋洗过滤，水淬和淋洗时，硅酸钠固体温度不低于40℃，得到硅酸钠水溶液；

S140、硅酸钠精制，将步骤S130中得到的硅酸钠水溶液浓缩、干燥后，即得精制的硅酸钠晶体；

S150、气体处理，将步骤S120中得到的气体反应物通入水、碱性溶液和过氧化物溶液中的一种中反应，得到硝酸根副产物；其中，碱性溶液为氢氧化钠和碳酸钠溶液中的一种或两种混合；过氧化物溶液为过氧化氢溶液，且过氧化氢溶液的浓度为5-12wt％；气体反应物与水、碱性溶液混合前，进行氧化处理，处理方式为氧气氧化、臭氧氧化和催化氧化中的一种；气体处理结束后，得到硝酸钠副产品。

实施例3：

包括以下加工步骤：

S110、原料混合，取硝酸钠原料与石英砂、硅矿渣、尾矿砂和废硅粉中的一种、两种或两种以上的混合原料，分别碾磨成粉后混合，得到反应混合料，混合比例为：硝酸钠与含硅原料中的二氧化硅摩尔比为1:2；

S120、加热反应，将反应混合料置于电熔炉内，电熔炉内部通入氧气后，加热至1000℃，并保温反应150min，得到硅酸钠粗品和气体反应物；

S130、硅酸钠粗品处理，步骤S120中得到的硅酸钠粗品冷却至50℃以下，得到硅酸钠固体，而后将硅酸钠固体进行水淬和淋洗过滤，水淬和淋洗时，硅酸钠固体温度不低于40℃，得到硅酸钠水溶液；

S140、硅酸钠精制，将步骤S130中得到的硅酸钠水溶液浓缩、干燥后，即得精制的硅酸钠晶体；

S150、气体处理，将步骤S120中得到的气体反应物通入水、碱性溶液和过氧化物溶液中的一种中反应，得到硝酸根副产物；其中，碱性溶液为氢氧化钠和碳酸钠溶液中的一种或两种混合；过氧化物溶液为过氧化氢溶液，且过氧化氢溶液的浓度为5-12wt％；气体反应物与水、碱性溶液混合前，进行氧化处理，处理方式为氧气氧化、臭氧氧化和催化氧化中的一种；反应结束后得到硝酸钠副产品。

实施例4：

包括以下加工步骤：

S110、原料混合，取硝酸钠原料与石英砂、硅矿渣、尾矿砂和废硅粉中的一种、两种或两种以上的混合原料，分别碾磨成粉后混合，得到反应混合料，混合比例为：硝酸钠与含硅原料中的二氧化硅摩尔比为1:4；

S120、加热反应，将反应混合料置于电熔炉内，电熔炉内部通入氧气后，加热至1000℃，并保温反应150min，得到硅酸钠粗品和气体反应物；

S130、硅酸钠粗品处理，步骤S120中得到的硅酸钠粗品冷却至50℃以下，得到硅酸钠固体，而后将硅酸钠固体进行水淬和淋洗过滤，水淬和淋洗时，硅酸钠固体温度不低于40℃，得到硅酸钠水溶液；

S140、硅酸钠精制，将步骤S130中得到的硅酸钠水溶液浓缩、干燥后，即得精制的硅酸钠晶体；

S150、气体处理，将步骤S120中得到的气体反应物通入水、碱性溶液和过氧化物溶液中的一种中反应，得到硝酸根副产物；其中，碱性溶液为氢氧化钠和碳酸钠溶液中的一种或两种混合；过氧化物溶液为过氧化氢溶液，且过氧化氢溶液的浓度为5-12wt％；气体反应物与水、碱性溶液混合前，进行氧化处理，处理方式为氧气氧化、臭氧氧化和催化氧化中的一种；反应结束后得到硝酸钠副产品。

实施例5：

包括以下加工步骤：

S110、原料混合，取硝酸钠原料与石英砂、硅矿渣、尾矿砂和废硅粉中的一种、两种或两种以上的混合原料，分别碾磨成粉后混合，得到反应混合料，混合比例为：硝酸钠与含硅原料中的二氧化硅摩尔比为1:2；

S120、加热反应，将反应混合料置于电熔炉内，电熔炉内部通入氧气后，加热至600℃，并保温反应60min，得到硅酸钠粗品和气体反应物；

S130、硅酸钠粗品处理，步骤S120中得到的硅酸钠粗品冷却至50℃以下，得到硅酸钠固体，而后将硅酸钠固体进行水淬和淋洗过滤，水淬和淋洗时，硅酸钠固体温度不低于40℃，得到硅酸钠水溶液；

S140、硅酸钠精制，将步骤S130中得到的硅酸钠水溶液浓缩、干燥后，即得精制的硅酸钠晶体；

S150、气体处理，将步骤S120中得到的气体反应物通入水、碱性溶液和过氧化物溶液中的一种中反应，得到硝酸根副产物；其中，碱性溶液为氢氧化钠和碳酸钠溶液中的一种或两种混合；过氧化物溶液为过氧化氢溶液，且过氧化氢溶液的浓度为5-12wt％；气体反应物与水、碱性溶液混合前，进行氧化处理，处理方式为氧气氧化、臭氧氧化和催化氧化中的一种，反应结束后得到硝酸钠副产品。

实施例6：

包括以下加工步骤：

S110、原料混合，取硝酸钠原料与石英砂、硅矿渣、尾矿砂和废硅粉中的一种、两种或两种以上的混合原料，分别碾磨成粉后混合，得到反应混合料，混合比例为：硝酸钠与含硅原料中的二氧化硅摩尔比为1:5；

S120、加热反应，将反应混合料置于电熔炉内，电熔炉内部通入氧气后，加热至600℃，并保温反应60min，得到硅酸钠粗品和气体反应物；

S130、硅酸钠粗品处理，步骤S120中得到的硅酸钠粗品冷却至50℃以下，得到硅酸钠固体，而后将硅酸钠固体进行水淬和淋洗过滤，水淬和淋洗时，硅酸钠固体温度不低于40℃，得到硅酸钠水溶液；

S140、硅酸钠精制，将步骤S130中得到的硅酸钠水溶液浓缩、干燥后，即得精制的硅酸钠晶体；

S150、气体处理，将步骤S120中得到的气体反应物通入水、碱性溶液和过氧化物溶液中的一种中反应，得到硝酸根副产物；其中，碱性溶液为氢氧化钠和碳酸钠溶液中的一种或两种混合；过氧化物溶液为过氧化氢溶液，且过氧化氢溶液的浓度为5-12wt％；气体反应物与水、碱性溶液混合前，进行氧化处理，处理方式为氧气氧化、臭氧氧化和催化氧化中的一种，反应结束后得到硝酸钠副产品。

实施例7：

包括以下加工步骤：

S110、原料混合，取硝酸钠原料与石英砂、硅矿渣、尾矿砂和废硅粉中的一种、两种或两种以上的混合原料，分别碾磨成粉后混合，得到反应混合料，混合比例为：硝酸钠与含硅原料中的二氧化硅摩尔比为1:0.8；

S120、加热反应，将反应混合料置于电熔炉内，电熔炉内部通入氧气后，加热至800℃，并保温反应100min，得到硅酸钠粗品和气体反应物；

S130、硅酸钠粗品处理，步骤S120中得到的硅酸钠粗品冷却至50℃以下，得到硅酸钠固体，而后将硅酸钠固体进行水淬和淋洗过滤，水淬和淋洗时，硅酸钠固体温度不低于40℃，得到硅酸钠水溶液；

S140、硅酸钠精制，将步骤S130中得到的硅酸钠水溶液浓缩、干燥后，即得精制的硅酸钠晶体；

S150、气体处理，将步骤S120中得到的气体反应物通入水、碱性溶液和过氧化物溶液中的一种中反应，得到硝酸根副产物；其中，碱性溶液为氢氧化钠和碳酸钠溶液中的一种或两种混合；过氧化物溶液为过氧化氢溶液，且过氧化氢溶液的浓度为5-12wt％；气体反应物与水、碱性溶液混合前，进行氧化处理，处理方式为氧气氧化、臭氧氧化和催化氧化中的一种，反应结束后得到硝酸钠副产品。

实施例8：

包括以下加工步骤：

S110、原料混合，取硝酸钠原料与石英砂、硅矿渣、尾矿砂和废硅粉中的一种、两种或两种以上的混合原料，分别碾磨成粉后混合，得到反应混合料，混合比例为：硝酸钠与含硅原料中的二氧化硅摩尔比为1:3；

S120、加热反应，将反应混合料置于电熔炉内，电熔炉内部通入氧气后，加热至800℃，并保温反应100min，得到硅酸钠粗品和气体反应物；

S130、硅酸钠粗品处理，步骤S120中得到的硅酸钠粗品冷却至50℃以下，得到硅酸钠固体，而后将硅酸钠固体进行水淬和淋洗过滤，水淬和淋洗时，硅酸钠固体温度不低于40℃，得到硅酸钠水溶液；

S140、硅酸钠精制，将步骤S130中得到的硅酸钠水溶液浓缩、干燥后，即得精制的硅酸钠晶体；

S150、气体处理，将步骤S120中得到的气体反应物通入水、碱性溶液和过氧化物溶液中的一种中反应，得到硝酸根副产物；其中，碱性溶液为氢氧化钠和碳酸钠溶液中的一种或两种混合；过氧化物溶液为过氧化氢溶液，且过氧化氢溶液的浓度为5-12wt％；气体反应物与水、碱性溶液混合前，进行氧化处理，处理方式为氧气氧化、臭氧氧化和催化氧化中的一种，反应结束后得到硝酸钠副产品。

采用上述结构，采用硝酸钠与含硅原料混合，较传统的碳酸钠反应，可降低反应温度，减少反应过程中的热量散失，降低能耗，从而降低生产成本；通过调整硝酸钠与含硅原料的比例，可调节硅酸钠成品的模数比例，方便对目标模数的硝酸钠产品进行适配；反应副产物为硝酸钠，可精制后作为反应原料重复使用，进一步降低硅酸钠的生产成本。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。