响应面法优化蛋白石制备水玻璃工艺的研究

摘要

水玻璃又名硅酸钠(Na2O.nSiO2),被广泛用于制备硅胶、白炭黑、沸石分子筛等硅酸盐类产品.传统工业生产方法需纯碱和硅粉在高温下熔融制得,不仅生产工艺复杂,且对资源和能耗消耗高[1].蛋白石是特殊形态的SiO2同质多像,本次研究所用的蛋白土产自苏皖地区凹凸棒石矿石带,蛋白石中Opal-CT和Opal-A都具有很低的结晶度(晶畴仅几个纳米)和纳米粒级特征[2].蛋白石特殊的结构特征决定其与强碱具有很高的反应活性,可以直接用水热碱溶解制备水玻璃,对蛋白石矿产资源的高效综合利用有着重要意义.本研究首先通过单因素实验确定影响水玻璃模数和SiO2浸出率因素和水平,在此基础上以响应面法中Box-Behnken(BBK)实验设计来优化蛋白石制备水玻璃工艺以获得最优工艺参数并探究不同影响因素之间相互作用关系.