用于从金伯利岩尾矿制备硅酸钠的方法

发明领域

全世界每年生产约四百万吨可溶性硅酸盐，它们在洗涤剂、颜料、催化剂以及二氧化硅凝胶生产工业中获得主要应用。这些硅酸盐还用于粘合剂、水泥和建筑材料以及纸浆和造纸工业。可溶性硅酸盐还用于在酿造、制酪业、食品加工和金属加工工业中通用的清洗，如水清洗、设备清洗。在铸造工业中，硅酸盐用作从中可以生产铸件的砂芯和模具的生产用的粘合剂。这些硅酸盐还获得了下列应用：粘合绝缘材料，例如蛭石、珍珠岩和许多矿物及矿石；密封多孔表面，例如石棉和纤维状材料。

碱金属硅酸盐(Alkali silicates)是一类具有许多物理和化学性质的化学品。这些碱金属硅酸盐主要是通过用高于1000℃的砂熔化碳酸钠或碳酸钾，或在压力下用氢氧化钠或氢氧化钾溶液煮解砂来制备的。碱金属硅酸盐的特性允许它们用于多种应用，例如：焊条、肥皂、洗涤剂、硬表面清洁剂、涂层材料、以及电子学。

特别是，硅酸钠用于制造特种无机材料，即：沉淀二氧化硅、硅溶胶/胶体二氧化硅及硅胶、硅酸钙和硅酸铝、硅酸锌和硅酸钛、三硅酸镁、沸石等。硅酸钠还用于矿石浮选、渠道衬砌以及泥土固结。

金伯利岩尾矿是在钻石开采中以巨大的固体废物形式产生的。在诸如印度的国家，从它的Panna钻石矿，典型地，每开采10克拉钻石，产生约100吨的金伯利岩。在印度，在早先的钻石开采中已经积聚了约3-4百万吨的金伯利岩。在估计Panna矿的寿命为20年的情况下，在该国可能获得大量的金伯利岩废物。在全球范围考虑此问题，由于诸如南非和加拿大的国家同样涉及钻石开采，产生的金伯利岩的量具有严重的影响。因此，适宜的是，寻找有利益地利用在钻石开采中所积聚的金伯利岩的技术解决方案。金伯利岩的典型化学组成如下：

SiO₂ 30-32％，Al₂O₃ 2-5％，TiO₂ 5-8％，CaO 8-10％，MgO 20-24％，Fe₂O₃5-11％，LOI 13-15％

金伯利岩富含氧化镁和二氧化硅，因此存在从此材料开发基于二氧化硅和镁的产物的机会。因此，在二氧化硅含量的富集以后，随后通过化学处理努力制备增值的产物例如硅酸钠。金伯利岩的增值将不仅会使钻石开采更有经济效益，而且还会使它成为环境友好过程。

发明背景

转让给Beecher和Mich的美国专利2,219,646(1940)已经公开了一种通过二氧化硅与温度低于氢氧化钠的熔点或熔化温度的氢氧化钠的干熔融制备硅酸钠的方法，并且向反应混合物中加入约2至4％的苏打灰。二氧化硅的来源可以是石英砂、石英、火山灰石、石英粉等。该方法的缺点是二氧化硅与氢氧化钠的高温熔融，因而该方法是能量密集并且不经济的。

转让给Habernickel的美国专利2,829,030(1958)，其中报道了在蒸汽作用下由砂和碱金属氯化物以及约2至4％的其它碱金属盐的混合物制备具有2.74至3.16的SiO₂/Na₂O摩尔比的碱金属硅酸盐的方法，所述其它碱金属盐是例如碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾和碳酸氢钾或它们的混合物。该方法包括在1150℃至1250℃的蒸汽处理之前的烧结步骤，其中将二氧化硅和碱金属氯化物的混合物研磨，然后在780℃至840℃烧结，然后冷却。此方法用更便宜的碱金属氯化物取代了常规使用的碱金属的碳酸盐和硫酸盐。然而，由于在1150-1250℃的高反应温度下进行2-6小时，该方法是高度能量密集的，并且涉及反应混合物的烧结的预处理。

转让给McDaniel的美国专利2,988,423(1961)已经描述了一种通过下列步骤制备SiO₂/Na₂O摩尔比在1.0至2.8的范围内的硅酸钠的方法：在65至300磅/平方英寸的压力下，将石英砂与碳酸钠的水溶液在155℃至217℃反应约20小时或更久。该发明的缺点是制备的硅酸钠的摩尔比较低，高的反应压力和温度，以及非常长的反应时间使得方法不经济。

转让给Haase等的美国专利3,984,526(1976)公开了一种用于制备SiO₂：碱金属氧化物摩尔比为2.5-5.5∶1，并且二氧化硅含量为16-23重量％的碱金属聚硅酸盐溶液的方法，所述方法包括：在室温和反应混合物的沸点之间的温度下，使式Si(OR)₄的四烷氧基硅烷与碱金属氢氧化物水溶液接触，其中每一个R独立为1至3个碳原子的直链或支链烷基；以及在高达100℃的温度下，蒸馏出通过硅烷与碱金属氢氧化物的反应形成的醇。该方法的缺点是二氧化硅的来源是四烷氧基硅烷，这使得方法不经济。

转让给Melkonian的美国专利4,029,736(1977)公开了一种用于制备水玻璃的方法，所述方法使用珍珠岩作为二氧化硅的来源，通过使用浓度为40-140g/l、以使液相与固相的比率为(0.7-1.5)∶1的量取得的碱性溶液处理所述珍珠岩，然后通过过滤将在热处理过程中得到的水玻璃与形成的残渣分离。该方法的缺点是珍珠岩与碱金属氢氧化物在130℃至150℃、在自生压力下反应。

转让给Deabriges Jean的美国专利4,336,235(1982)包括一种由含二氧化硅材料以连续方式制备硅酸钠溶液的方法。此方法包括：向温度为225-245℃并且压力为27-32巴的反应区中连续加入所述含二氧化硅材料和氢氧化钠-碳酸钠溶液的流，并且时间足以形成硅酸钠溶液，并且从该反应区回收所述硅酸钠溶液。在此方法中，在镀镍热交换器中，在250-280℃的温度预热NaOH-Na₂CO₃的流。这需要高成本设备，并且操作条件表明，所需的使用成本较高，这增加了生产成本。

转让给Metzger等的美国专利4,520,001(1985)公开了一种用于制备SiO₂/碱金属氧化物的重量比为2.5以下的碱金属硅酸盐的澄清溶液的方法，所述方法包括：在没有机械搅拌的情况下，使碱金属氢氧化物的水溶液通过在垂直管状反应器的底部形成的结晶二氧化硅的床，所述二氧化硅具有在约0.1mm和2mm之间的平均粒径，所述二氧化硅和碱金属氢氧化物从反应器的顶部进料，并且从反应器的底部回收得到的碱金属硅酸盐的澄清溶液。反应温度被保持在150℃和240℃之间。该方法的缺点是SiO₂/碱金属氧化物的重量比为2.5以下。不能得到高的SiO₂/碱比率的硅酸盐，并且需要最低150℃的反应温度。

转让给Jeromin等的美国专利4,676,953(1987)公开了一种通过下列步骤连续生产摩尔比SiO₂/Na₂O为1-2.8∶1的硅酸钠的方法：使砂在150-300℃和5-40巴的压力下熔化于氢氧化钠水溶液中。此方法的缺点是在高压下的高反应温度，这使得方法不经济。

转让给Christophliemk等的美国专利4,770,866(1988)公开了通过下列步骤生产硅酸钠的方法：在合适的炉中，将石英砂和苏打在1,400℃至1,500℃一起熔融，同时放出CO₂。然后，在高温、压力下进行的另一个工艺步骤中，将熔体溶解在水中，所述熔体在冷却时以玻璃块的形式凝固。根据质量要求，任选过滤这样得到的溶液。然而，由于非常高的工艺温度，此方法消耗非常高的量的能量。

转让给Novotny等的美国专利5,000,933(1991)公开了一种通过以下步骤制备具有高的SiO₂/Na₂O摩尔比的硅酸钠的方法：将二氧化硅源与氢氧化钠水溶液、或与使用含有足够的方英石相分数的二氧化硅源的硅酸钠水溶液反应；或在水热处理之前，在1100℃以上但是低于二氧化硅的熔点的温度加热来调节二氧化硅的其它晶形。该反应在处于150℃至300℃的温度以及在对应这些温度的饱和蒸汽压下的密闭压力反应器中进行。此方法的缺点是在二氧化硅源中需要足量的SiO₂的方英石相，否则，在与氢氧化钠溶液的水热反应之前，需要在非常高的温度下处理该二氧化硅源。此方法的另一个缺点是水热反应在150℃至300℃的范围内、在自生压力下进行。

根据以上现有技术，硅酸钠是通过使用石英砂、方英石、珍珠岩等以及碳酸钠或氢氧化钠制备的。在用于制备硅酸钠的现有技术中已知的方法要么是能量密集的，要么操作条件是使用成本非常高的操作条件。在出版文献或专利文献中，没有其中金伯利岩尾矿已经用作制备硅酸钠和其它增值二氧化硅基产品的二氧化硅源的报道。

发明内容

本发明的主要目的是使用金伯利岩尾矿作为用于制备硅酸钠的二氧化硅源。

本发明的另一个目的是使用消除如上详述的缺点的能量有效方法制备硅酸钠。

本发明的再一个目的是提供一种用于能够从在钻石开采中产生的金伯利岩尾矿最大限度回收二氧化硅的方法。

本发明的再一个目的是提供一种用于制备适于各种商业应用的具有不同SiO₂/Na₂O摩尔比的硅酸钠的方法。

本发明的再一个目的是提供一种这样的方法，其中对于作为二氧化硅源的应用，金伯利岩尾矿是大量富集二氧化硅含量的。

发明概述

将已知重量的金伯利岩尾矿加入玻璃圆底烧瓶中预先量取的18重量％/体积的盐酸中，保持固液比为1∶4，同时在回流条件下、在沸腾温度连续搅拌。回流3至5小时以后，过滤浆液并且用自来水清洗湿滤饼，直至无酸为止。为了制备硅酸钠，用8至10重量％的NaOH溶液煮解这样得到的酸处理金伯利岩尾矿，保持固液比为1∶4。将需要量的氢氧化钠溶解在不锈钢夹套反应器中预先量取的必需体积的水中。在搅拌下，向此碱溶液中缓慢加入需要重量的酸处理金伯利岩，以制备均匀的浆液。通过使蒸汽穿过反应器的夹套来达到反应温度。达到该温度以后，在恒速搅拌下继续煮解达特定的时间。在反应完成以后，过滤浆液并且用自来水清洗残渣，以回收二氧化硅和碱。分析滤液和清洗水的SiO₂和Na₂O含量。

发明描述

因此，一种用于从金伯利岩尾矿最大限度回收二氧化硅的方法，所述方法包括：

(1)用1至5N的无机酸的酸在95-100℃的范围内的温度下处理金伯利岩尾矿，时间在3-5h的范围内，以固体形式得到二氧化硅富集的材料；

(2)在处于95-190℃的封闭系统中，或在处于沸腾温度的敞开系统中，用浓度在8-10％的范围内的碱溶液煮解二氧化硅富集的固体，时间在3-4h的范围内，以得到所需性质的硅酸钠。

因此，本发明提供了一种用于从金伯利岩尾矿最大限度回收二氧化硅的方法，其中首先在95-100℃下，用1至5N的无机酸例如盐酸处理金伯利岩尾矿，时间为3至5h，以滤液形式除去酸溶性杂质，并且以固体形式得到二氧化硅富集的材料，随后，在处于95-190℃的密闭系统中，或在处于沸腾温度的敞开系统中，用8至10％的碱溶液，即氢氧化钠煮解二氧化硅富集的固体，历时3至4小时，以制备所需的适用于商业应用的性质的硅酸钠。

未加工的金伯利岩典型地含有约32-35％的二氧化硅。为了回收二氧化硅并且将此二氧化硅转化为增值产品，必要的是通过升级来增加金伯利岩尾矿的二氧化硅含量。金伯利岩中二氧化硅的富集对于其有效用作生产硅酸钠的二氧化硅源是必需的。将金伯利岩尾矿在回流条件下的沸腾温度用盐酸处理，并且连续搅拌以除去酸溶性杂质。酸处理的金伯利岩尾矿中的二氧化硅含量增加至72-78％。二氧化硅富集的金伯利岩尾矿用于贮存稳定的硅酸钠的制备。

在本发明的一个实施方案中，金伯利岩尾矿是使用销棒粉碎机研磨的，并且通过60目的筛子。

在本发明的另一个实施方案中，在回流条件下的沸腾温度并且在连续搅拌的情况下，用无机酸例如盐酸处理金伯利岩尾矿的60目部分，以将存在于金伯利岩尾矿中的酸溶性杂质以滤液的形式除去。

在本发明的再一个实施方案中，在搅拌下，用碱例如氢氧化钠溶液在105℃煮解二氧化硅含量富集的酸处理金伯利岩尾矿，固定时间为3至5h。

在本发明的再一个实施方案中，使用真空过滤系统过滤碱煮解的金伯利岩尾矿。

在再一个实施方案中，在金伯利岩尾矿的酸处理中，观察到以在滤液中的可溶性金属盐的形式损失了25％的固体，所述可溶性金属盐可以进一步用于得到增值产物例如Mg(OH)₂、MgO和Fe₂O₃。

在再一个实施方案中，在沸腾温度下从酸处理的金伯利岩尾矿得到75-85％的二氧化硅回收率。

在再一个实施方案中，发现总的固体减少量为82-87％，这可以显著地降低在钻石开采期间产生的固体废物量。而且，金伯利岩尾矿-钻石开采期间产生的固体废物-被转化为用于生产硅酸钠的二氧化硅富集的原料。

在相对中等的温度和大气压下用氢氧化钠溶液煮解酸处理的二氧化硅富集的金伯利岩主要得到硅酸钠，因为存在于金伯利岩中的二氧化硅是活性二氧化硅，而不是处于在热力学上高度稳定的形式例如石英。得到的硅酸钠是按照下列方法分析的。

硅酸钠的分析

1.硅酸钠样品的制备：

将预先称量的样品瓶中的硅酸钠(～10.0g)精确称量，将样品定量转移到250ml的容量瓶中，用蒸馏水充分清洗样品瓶，并且将其转移到容量瓶中，重复清洗所述瓶并且将清洗水定量转移到容量瓶中。充分摇动该溶液并且用蒸馏水将体积补足至标记，通过摇动烧瓶将它充分混合，并且将其标记为储备溶液。

2.硅酸钠中的SiO₂的分析：

通过使用50ml的移液管从储备溶液移出50ml硅酸钠溶液，并且将该溶液转移到含有50.0ml 1∶1HCl溶液的清洁烧杯中，用玻璃棒将溶液充分混合。在水浴上将烧杯的内含物蒸发至完全干燥，用玻璃棒压碎所有的块。加入50.0ml 1∶1HCl，借助于玻璃棒混合固体块和酸，再次将酸溶液蒸发至干燥。将该过程重复三次。在完全蒸发以后，当粉末看来是干的时候，将该烧杯在处于100-100℃的空气烘箱中放置1h，以使二氧化硅脱水。用5ml的1∶1HCl润湿剩余物，并且借助于搅拌棒使酸与固体接触。加入75ml的蒸馏水，向下漂洗烧杯的侧面，并且在水浴上加热10-20分钟。在Whatman-42滤纸上过滤掉分离的二氧化硅，首先将沉淀物用温的稀释HCl清洗，然后用热的蒸馏水清洗，直至无氯化物为止，将滤液和洗涤物倒入最初的烧杯中，在水浴上蒸发至干燥，并且在100-110℃的空气烘箱中加热1小时。用5ml的1∶1HCl润湿剩余物，加入75ml蒸馏水，加热以提取可溶盐，并且通过新鲜但更小的滤纸过滤，用温的稀释HCl清洗，并且最后用稍热的蒸馏水清洗。[母液+洗涤物将用于其它元素的分析。]将润湿的滤纸折叠并且将它们放置到预先称量的铂坩锅中，干燥纸，使纸焦化，并且在弱的火焰上烧掉碳，当心不要将细粉吹走。在碳完全燃烧以后，盖上坩锅并且在整个温度(1000±25℃)下加热1小时。允许在干燥器中冷却，并且称量。重复燃烧直至恒重，记录重量(W₂)。用1.0ml的蒸馏水润湿剩余物；加入2至3滴浓H₂SO₄(AR级)和约5ml可得到最高纯度的(AR级)HF。将坩锅放置在水浴上，并且在通风柜中用小火或在加热板上将HF蒸发，直至酸完全排出为止，不应当使液体沸腾。然后增强加热以使H₂SO₄挥发，并且最终在1000℃的马弗炉中历时1小时。允许在干燥器中将坩锅冷却，并且称重。再加热至恒量(W₃)。重量损失表示纯二氧化硅(SiO₂)的重量。使用下列等式得到纯二氧化硅(SiO₂)的百分数。

％SiO₂＝[(W₂-W₃)/W₁]×1000

其中，W₁＝制备储备溶液所取的硅酸钠的重量。

3.硅酸钠样品中的Na₂O的分析：

用25ml移液管从储备溶液移出25ml溶液，并且用蒸馏水将它在250ml的锥形瓶中稀释至～100ml，加入2-3滴甲基橙指示剂，用标准HCl(0.1N)将它滴定直至颜色从黄色变为橙色，记录滴定管读数并且使用下列等式得到Na₂O的百分数。

％Na₂O＝N×BR×31/W₁

其中，N＝酸的当量浓度；BR＝滴定管读数；W₁＝制备储备溶液所取的硅酸钠的重量。

下列实施例是通过说明而给出的，因而不应被解释为对本发明的范围的限制。

实施例1

将15g金伯利岩尾矿与5g氢氧化钠装入特氟隆容器中。将20g水加入其中。然后，将此容器密闭并且在150℃空气烘箱中保持5h。在反应完全以后，将浆液离心，并且分析滤液的SiO₂和Na₂O。发现硅酸钠中的SiO₂/Na₂O摩尔比为1.81。发现制备的硅酸钠的稳定性差。对于上述产物，在10-15天内将产物在室温下贮存期间，由于硅酸钠中的杂质的存在，观察到硅酸钠水解为二氧化硅粒子。

实施例2

将100g碱溶解到2升的自来水中，并且装入玻璃圆底烧瓶中。在连续搅拌下，将500g金伯利岩尾矿加入其中，以制备均匀的浆液，并且在95-100℃加热5h。在反应完全以后，用真空过滤系统过滤浆液，并且分析滤液的SiO₂和Na₂O。硅酸钠中的SiO₂/Na₂O摩尔比为2.72。对于此产物，在10-15天内将产物在室温下贮存期间，由于硅酸钠中的一些杂质的存在，观察到硅酸钠水解为二氧化硅粒子。

实施例3

在连续搅拌下，用15％的盐酸将70g金伯利岩尾矿在95-100℃处理5h，保持固液比为1∶10。然后过滤浆液并且用自来水清洗，直至湿滤饼变得没有酸为止。在清洗完全以后，将它在110℃的炉中干燥，并且将干燥的固体用于硅酸钠制备。为了制备硅酸钠，将16g碱溶解到200ml水中，并且装入不锈钢高压釜中。在连续搅拌下，将50g的酸处理金伯利岩加入其中。然后将反应器封闭并且在150℃加热5h。在反应完全以后，在真空下过滤浆液并且分析滤液的SiO₂和Na₂O。发现硅酸钠中的SiO₂/Na₂O摩尔比为2.99。硅酸钠中的二氧化硅的回收率为78％。发现由酸处理的金伯利岩制备的硅酸钠是稳定的，并且在长期贮存时没有观察到二氧化硅的水解。发现此硅酸钠的重量百分比组成如下：

SiO₂＝13.40％和Na₂O＝4.25％。

实施例4

在连续搅拌下，用15％的盐酸将140g金伯利岩在95-100℃处理5h，保持固液比为1∶10，然后过滤浆液并且用自来水清洗，直至湿的固体滤饼变得没有酸为止。在清洗完全以后，将它在110℃的炉中干燥，并且将干燥的固体用于硅酸钠的制备。将32g的碱溶解到300ml水中，并且装入不锈钢高压釜中。在连续搅拌下，将100g的酸处理的金伯利岩加入其中。将反应器封闭并且在150℃加热5h。在反应完全以后，在真空下使用布氏漏斗过滤反应浆液并且分析滤液的SiO₂和Na₂O。发现硅酸钠中的SiO₂/Na₂O摩尔比为3.36。发现硅酸钠中的二氧化硅的回收率为90％。硅酸钠的重量百分数组成为SiO₂＝21.42％和Na₂O＝7.18％。

实施例5

在连续搅拌下，用15％的盐酸将200g金伯利岩在95-100℃处理3.5h，保持固液比为1∶4，然后过滤浆液并且用自来水清洗，直至湿的固体滤饼变得没有铁为止。然后，将浆液在110℃的炉中在干燥，并且将干燥的固体用于硅酸钠的制备。将40g溶解到280ml水中的碱装入不锈钢高压釜中。在连续搅拌下，将150g酸处理的金伯利岩尾矿加入其中，以制备均匀的浆液。然后将反应器封闭并且在170℃加热5h。在反应完全以后，用真空过滤器过滤浆液并且分析滤液的SiO₂和Na₂O。发现硅酸钠中的SiO₂/Na₂O摩尔比为3.28。发现硅酸钠中的二氧化硅的回收率为30％。二氧化硅回收率的减少可能是由于更低的固液比以及反应混合物的粘度的增加。以下给出硅酸钠的重量百分数组成：

组分                重量％

SiO₂                16.55

Na₂O                5.22

R₂O₃                0.082

CaO+MgO             0.044

实施例6

在连续搅拌下，用浓度为15重量％的盐酸将135g金伯利岩尾矿在95-100℃处理3.5h，保持固液比为1∶4，，然后过滤浆液并且用自来水清洗，直至湿的固体滤饼变得没有酸为止。然后，将它在110℃的炉中干燥，并且将干燥的固体用于硅酸钠的制备。为了制备硅酸钠，将31.2g溶解到400ml水中的碱装入不锈钢高压釜中。在连续搅拌下，将100g酸处理的金伯利岩加入其中，以制备均匀的浆液。然后将反应器在沸腾温度加热2h。在反应完全以后，用真空过滤器过滤浆液并且分析滤液的SiO₂和Na₂O。发现硅酸钠中的SiO₂/Na₂O摩尔比为3.30。发现硅酸钠中的二氧化硅的回收率为81％。以下给出对该产物的分析。

组分                重量％

SiO₂                15.18

Na₂O                4.20

R₂O₃                0.087

CaO+MgO             0.017

实施例7

在连续搅拌下，用15％的盐酸将2.7kg金伯利岩尾矿在95-100℃处理3h，保持固液比为1∶4，，然后过滤浆液并且用自来水清洗，直至湿的固体滤饼变得没有酸为止。将该滤饼在110℃的炉中干燥，并且用于硅酸钠的制备。为了制备硅酸钠，将0.64kg碱溶解到8升水中，并且装入不锈钢高压釜中。在连续搅拌下，将2kg酸处理的金伯利岩加入其中，以制备均匀的浆液。然后将反应器在沸腾温度加热3.5h。在反应完全以后，用真空过滤器过滤浆液并且分析滤液的SiO₂和Na₂O。SiO₂/Na₂O摩尔比为3.25。发现硅酸钠形式的二氧化硅的回收率为75％。以下给出对得到的硅酸钠的分析。

组分                重量％

SiO₂                13.73

Na₂O                4.36

R₂O₃                0.47

CaO+MgO             0.017

实施例8

在连续搅拌下，用15％的盐酸将23kg金伯利岩尾矿在95-100℃处理3h，保持固液比为1∶4，然后过滤浆液并且用自来水清洗，直至湿的固体滤饼变得没有酸为止。然后将它在110℃的炉中干燥，并且将干燥的固体用于硅酸钠的制备。将5.44kg溶解在68升水中的碱装入到不锈钢反应器中。在连续搅拌下，将17kg酸处理的金伯利岩加入其中，以制备均匀的浆液。然后将反应器在沸腾温度加热3.5h。在反应完全以后，用真空过滤器过滤浆液并且分析滤液的SiO₂和Na₂O。发现硅酸钠中的SiO₂/Na₂O摩尔比为3.16。发现硅酸钠中的二氧化硅的回收率为73％。

以下给出对得到的硅酸钠的分析。

组分                重量％

SiO₂                14.63

Na₂O             4.77

R₂O₃             0.052

CaO+MgO          0.088

实施例9

按照如实施例-8中所述的程序制备硅酸钠，所述硅酸钠可能由于一些有机化合物的存在而具有黑棕色。这种硅酸钠同样可以用于制备沉淀二氧化硅和沸石-A。然而，为了改善硅酸钠的质量和颜色，使用活性炭作为脱色剂进行了硅酸钠的脱色。将1kg硅酸钠装入到不锈钢反应器中，并且在加入3-4重量％的商购活性炭以后，在连续搅拌下，将其加热到75-80℃，历时2h，并且过滤。在碳处理以后，得到的硅酸钠是无色的。

本发明中的制备硅酸钠的方法在下述意义上是新颖的：它利用被认为是固体废物并且迄今为止未被报道用于所述方法的原料。从技术观点来看，该方法是新颖的，因为它涉及制备硅酸钠的较低温度(95-105℃)以及大气压条件。在用于生产硅酸钠的常规方法中使用的石英或石英砂需要与碳酸钠的高温(～1100℃)反应，因为石英是结晶材料并且是SiO₂的热力学稳定体。然而，金伯利岩具有在酸处理以后转化为无定形二氧化硅的蛇纹岩矿物，并且是相对活性的，并且是用于生产硅酸钠的更好原料。所开发的方法可用于钻石开采期间产生的废料的增值。这将使得钻石开采在经济上有吸引力，以及对生态环境友好。此外，这将减少对用于生产硅酸钠的天然形成的优质砂的需求，因而有助于保持生态平衡。