技術領域

本發明涉及化工領域，具體而言，涉及利用鋯英砂制備SiO₂粉末的方法。

背景技術

鋯英砂的主要成份為ZrO₂(61%～67%)，SiO₂(31%～33%)，鋯英砂是目前生產金屬鋯和鋯化合物的主要原料。氯化法是以鋯英砂為原料生產鋯化學品的主要工藝路線，并實現了工業化，即鋯英砂與碳粉混合在電弧爐內熔融，過度還原成碳化鋯。鋯英砂中的硅元素以SiO氣體的形式被排除反應體系，SiO遇氧氣生成絮狀SiO₂，形成“三廢”，對環境造成極大的影響。

發明內容

本發明的目的在于提供利用鋯英砂制備SiO₂粉末的方法，以解決上述的問題。

在本發明的實施例中提供了一種利用鋯英砂制備SiO₂粉末的方法，包括：

將鋯英砂和氟化物混合后進行氟化反應，得到氣相四氟化硅；

將所述四氟化硅高溫水解得到納米級二氧化硅；

對所述二氧化硅進行驟冷結晶得到顆粒狀的目標二氧化硅。

在一些實施例中，優選為，在所述鋯英砂和所述氟化物混合后形成的混合物中，所述氟化物的質量百分含量為10～90%。

在一些實施例中，優選為，當所述氟化物為固體時，所述氟化反應為煅燒，煅燒溫度為600～1300℃，煅燒時間為1～12小時；

當所述氟化物為液體時，所述氟化反應的反應溫度為80～200℃，反應時間為1～12小時。

在一些實施例中，優選為，所述四氟化硅高溫水解中所述四氟化硅和水蒸氣的體積比為：1:2～1:100。

在一些實施例中，優選為，所述高溫水解的水解溫度為：810～1500℃。

在一些實施例中，優選為，所述驟冷結晶的冷卻速度為：50～200℃/min；冷卻后溫度處于100～200℃之間。

在一些實施例中，優選為，所述SiO₂的粒徑為10-100納米。

在一些實施例中，優選為，在所述對所述二氧化硅進行驟冷結晶得到顆粒狀的所述二氧化硅之后，所述利用鋯英砂制備SiO₂粉末的方法還包括：

對顆粒狀的所述二氧化硅依次進行聚集、分離、脫酸處理，得到粉末狀二氧化硅。

在一些實施例中，優選為，所述氟化物包括以下任一種：NaF、NH₄F、氫氟酸、NH₄HF₂、CaF₂和AlF₃。

在一些實施例中，優選為，所述鋯英砂的粒徑小于等于7毫米。

在一些實施例中，優選為，當所述氟化物為NH₄F或NH₄HF₂時，在所述將所述四氟化硅高溫水解得到納米級二氧化硅之后，所述方法進一步包括：對所述四氟化硅高溫水解后的產物進行濃硫酸干燥脫水并除NH₃，得到納米級二氧化硅和氟化氫氣體。

本發明實施例提供利用鋯英砂制備SiO₂粉末的方法，利用硅的親氟性，遇氟化物后，鋯英砂中的硅元素優先與氟反應生成氣相四氟化硅，四氟化硅通過高溫水解，發生分子間反應得到納米級二氧化硅，隨后通過驟冷結晶進行團聚形成顆粒狀目標二氧化硅。因為SiO₂粉末是一種多功能添加劑,具有質量輕、比重小和熔點高的特點，以及優異的穩定性、補強性、增稠性和觸變性等性質，廣泛應用于硅橡膠、綠色輪胎、密封膠及膠粘劑、塑料、不飽和聚酯、涂料和造紙等領域。因此，本發明提供的鋯英砂制備SiO₂粉末的方法，有效利用鋯英砂中的硅元素制備多功能添加劑SiO₂粉末。

具體實施方式

下面通過具體的實施例子對本發明做進一步的詳細描述。

本發明實施例提供了一種利用鋯英砂制備SiO₂粉末的方法，包括：

將鋯英砂和氟化物混合后進行氟化反應，得到氣相四氟化硅；

將所述四氟化硅高溫水解得到納米級二氧化硅；

對所述二氧化硅進行驟冷結晶得到顆粒狀的目標二氧化硅。