Sali della silice e composti silicati comuni nelle soluzioni acquose: tecnologie di rimozione e purificazione
La silice è importante nelle acque naturali e industriali, ma il termine «sali della silice» richiede cautela: il silicio disciolto è comunemente presente sotto forma di acido silicico, mentre sali silicati come il silicato di sodio sono utilizzati in alcune applicazioni industriali e di trattamento delle acque. I depositi minerali, come la silice amorfa, sono solidi, non sali disciolti.
Distinzione fondamentale: Le analisi delle acque riportano generalmente la silice disciolta o totale in mg/L di SiO2 o in mg/L di Si. Si tratta di basi di espressione dei risultati, non della prova della presenza di un particolare sale. Prima di scegliere il trattamento, identificare le forme disciolte, colloidali e particolate.
Forme comuni di silice e silicati nei flussi acquosi
| Forma o composto | Formula / descrizione | Applicazione / settore / impiego tipico | Flussi acquosi tipici in cui si riscontra |
|---|---|---|---|
| Silice disciolta (acido ortosilicico) | Si(OH)4; spesso espressa come SiO2 o Si | Forma disciolta naturale rilasciata dall'alterazione delle rocce e dei minerali silicati; non è un sale. | Acque sotterranee, fiumi, acqua di reintegro dei circuiti di raffreddamento, acqua di alimentazione delle caldaie e acqua di alimentazione dell'osmosi inversa; le concentrazioni dipendono dalla geologia e dal trattamento. |
| Silicato di sodio («vetro solubile») | Na2O·nSiO2; i prodotti commerciali variano. Il metasilicato di sodio è Na2SiO3. | Controllo della corrosione, coadiuvante della coagulazione, stabilizzazione di ferro e manganese, detergenti, pulizia e produzione chimica. | Soluzioni di dosaggio per il trattamento delle acque, acque di lavaggio delle apparecchiature, acque reflue da detergenti e processi chimici e flussi derivanti dalla produzione o dall'uso di silicati. |
| Silicato di potassio | K2O·nSiO2; la formulazione varia | Rivestimenti speciali, prodotti agricoli e produzione chimica. | Acque di formulazione e di lavaggio nei processi che utilizzano silicato di potassio; la sua presenza è legata al processo, anziché a un sale comune nelle acque naturali. |
| Silice amorfa e silice colloidale | SiO2·nH2O oppure particelle disperse di SiO2 | Possono formarsi quando la silice disciolta diventa sovrasatura; la silice colloidale può anche provenire da flussi minerari o di processo. Sono forme di silice, non sali. | Concentrati di osmosi inversa ad alto recupero, sistemi a caldaia e di raffreddamento, acque geotermiche o minerarie e flussi contenenti sol di silice o particelle minerali fini. |
| Fasi di silicato di calcio | CaSiO3 e fasi minerali idrate o miste | Solidi e depositi dei processi di lavorazione dei minerali; generalmente poco solubili e di composizione variabile. | Incrostazioni, fanghi e solidi provenienti dalla lavorazione dei minerali o dal trattamento delle acque ad alto pH; nelle acque ordinarie non si tratta normalmente di un «sale di silicato di calcio» liberamente disciolto. |
| Fasi di silicato di magnesio | Silicati di magnesio idrati; la composizione minerale varia | Solidi minerali e residui di processo; il termine comprende diverse fasi, non un unico sale acquoso universale. | Fanghi, effluenti della lavorazione dei minerali e depositi nelle apparecchiature di processo; determinare separatamente le frazioni solida e disciolta. |
| Minerali silicati in sospensione | Argille alluminosilicatiche e altre particelle di silicati | Geologia naturale, erosione e movimentazione dei minerali; non sono sali disciolti. | Acque superficiali, acque di drenaggio minerario e acque della lavorazione dei minerali, generalmente misurate in termini di materiale sospeso o colloidale. |
Opzioni di rimozione e trattamento della silice
Il metodo appropriato dipende dalla forma disciolta, colloidale o particolata della silice, dalla concentrazione e dal pH, dalla temperatura, dalla durezza e dagli altri ioni, nonché dalla qualità dell'acqua richiesta. Nessun metodo è applicabile a tutti i flussi contenenti silice.
| Problematica del trattamento delle acque | Possibile approccio | Considerazioni progettuali importanti |
|---|---|---|
| Silice reattiva disciolta in acqua demineralizzata o ad alta purezza | Scambio anionico con resine a base forte in una linea di demineralizzazione idonea, talvolta con affinamento finale. | La capacità dipende dal carico di silice, dal pH, dagli ioni concorrenti, dal tipo di resina e dalle modalità di rigenerazione. Monitorare la comparsa di silice nell'effluente e gestire i reflui di rigenerazione. |
| Silice disciolta nell'acqua di alimentazione salina o salmastra | Osmosi inversa o nanofiltrazione, con recupero e pretrattamento scelti in funzione dell'acqua di alimentazione. | La silice si concentra nel flusso di scarto. Valutare saturazione, temperatura, pH, durezza, colloidi e limiti di pulizia; un recupero più elevato può aumentare il rischio di incrostazioni. |
| Silice colloidale o in sospensione | Coagulazione/flocculazione seguita, secondo necessità, da chiarificazione, filtrazione o ultrafiltrazione. | Le dimensioni delle particelle e la chimica superficiale influiscono sulla rimozione. Possono essere necessarie prove di jar test o su impianto pilota e occorre gestire i fanghi residui. |
| Salamoia industriale ad alto contenuto di silice o acqua di processo ad alto contenuto di silice | Si possono valutare la precipitazione selettiva o l'adsorbimento insieme alla concentrazione mediante membrane o processi termici. | Il fabbisogno di reagenti, la coprecipitazione, la separazione dei solidi e lo smaltimento dei residui devono essere verificati su un campione d'acqua rappresentativo; la precipitazione non è sempre selettiva. |
Utilizzare il calcolatore della solubilità della silice e del rischio di incrostazioni per una verifica indicativa della saturazione e consultare chimica dell'acqua e prevenzione delle incrostazioni nell'osmosi inversa per le considerazioni sulle membrane relative alla silice. Questi strumenti non sostituiscono un'analisi completa dell'acqua né un modello progettuale validato.
Discutere di un flusso d'acqua o di processo contenente silice
Condividete le analisi dell'acqua, la portata, le condizioni operative e l'obiettivo del trattamento. Lenntech può valutare le opzioni di separazione e concentrazione per il flusso specifico.
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Ultima revisione: 7 novembre 2026 a cura di Lenntech.
Fonti e approfondimenti
- Linee guida australiane per l'acqua potabile: silicio e silice.
- U.S. Geological Survey: la silice nelle acque naturali.
- U.S. EPA: profilo della filiera di approvvigionamento del silicato di sodio e suoi impieghi nel trattamento dell'acqua.
- National Research Council: silicato di sodio e silice attivata nel trattamento dell'acqua.
- Sarabian et al. (2024): silice colloidale nell'osmosi inversa per il trattamento delle acque da giacimenti di gas di carbone.
Pagine correlate: Silicio e silice nell'acqua, comparsa della silice nell'effluente dei demineralizzatori, osmosi inversa e scambio ionico.