[發明專利]硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻璃和硅酸的方法

無效

• 申請號: 201010569072.X
• 申請日: 2010-12-01
• 公開（公告）號: CN102092728A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: 何俠
• 申請（專利權）人: 何俠
• 主分類號: C01B33/32
• 分類號: C01B33/32;C01B33/113;C01B17/027;B09B3/00
• 代理公司: 東莞市冠誠知識產權代理有限公司 44272
• 代理人: 楊正坤

技術領域

本發明屬于硫酸無機工業排放的綜合治理和利用的技術領域，特別是涉及一種用硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻璃和硅酸的方法。

背景技術

硫酸工業是以硫鐵礦為原料接觸法生產的硫酸，主要由原料、焙燒、凈化、轉化和吸收五個工序組成。一般習慣上以凈化工藝流程，經硫酸生產分成干法和濕法兩大類。濕法凈化又有酸洗、熱濃酸洗和水洗之分。目前我國硫鐵礦制酸少數工廠是酸洗流程，多數仍為水洗流程。

硫鐵礦主要由硫和鐵組成，伴有少量的有色金屬和稀有金屬。硫鐵礦燒渣為硫鐵礦焙燒提取硫后排出的殘渣。硫鐵礦中除了硫被利用外，鐵及其他元素仍留在燒渣中。燒渣是用來煉鐵、提取有色金屬和制造建筑材料的原料。

單位硫酸產品的排放量與硫鐵礦的品位及工藝條件有關。在相同的工藝條件下硫鐵礦的品位越高則排渣量就越少，反之則高。當硫鐵礦含硫量為25～35％時，一般生產每噸約產生0.7～1噸的燒結渣。下面硫酸燒渣的各種成分的百分含量為四氧化三鐵含量為43.31％，三氧化二鋁含量為8.13％，氧化鈣含量為1.63％，氧化鎂含量為0.46％，氧化硅含量為35.73％，硫的含量為0.16％。

在《用化學法制備硫酸燒渣為氯化物的方法》等一系列的發明中，通過鹽酸凈化后提取了四氧化三鐵、三氧化二鋁、氧化鈣、氧化鎂、氧化硅、單質硫元素等，形成各種金屬鹽后所剩余的酸不溶物為二氧化硅和單質硫。本發明就是利用硫酸燒渣的處理廢渣制備水玻璃和硅酸的方法。此方法是典型的三廢治理衍生的專利發明，其目的就是要把三廢里面的各種物質及元素吃干炸凈全部利用起來。通過幾個層次的分解廢渣污染源，以求最大可能的減少化工三廢的二次或者三次的排放污染。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，對硫酸燒渣的治理廢渣進行處理，綜合利用，制備水玻璃和硅酸，提供一種用硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻璃和硅酸的方法，該方法有效的避免了硫酸工業的二次污染，在一次排放中尋找潛力來吃干炸凈、變廢為寶，最后變成有價值的硅系列產品，創造出可觀的經濟效益。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻璃和硅酸的方法，包括如下步驟：

將硫酸燒渣治理的一次排放廢渣(主要為二氧化硅和單質硫等酸不溶物)用10～15％的鹽酸溶液反復洗滌20～30分鐘，過濾后的濾餅用清水洗滌三次，使PH值達到6～7再濾待用，獲得純凈濾餅；酸性濾液可循環洗滌使用，以節省成本且防止污染；酸性清水洗液可勾兌鹽酸洗滌液，剩余部分通過堿性處理合理地排放；

將上述獲得的純凈濾餅(二氧化硅計)與液體氫氧化鈉以純質量比1∶1.13～1.53混合于蒸汽加熱的壓力反應器里，開動蒸汽加熱，使反應壓力達到0.7～0.8Mpa后停止通入直接蒸汽，用夾套蒸汽保溫，并維持此壓力3～8小時；之后將形成的硅酸鈉溶液過濾，得到濾餅單質硫，經洗滌、干燥、粉碎、包裝得到單質硫產品；將獲得的硅酸鈉液體再經輕濃縮、冷卻，獲得水玻璃液體產品；

將上述獲得的水玻璃用水稀釋與稀硫酸混合，在PH值為6～7的環境條件下于20～30℃進行凝膠成型，用2～2.3％的硫酸溶液于25～30℃的溫度浸泡3～5小時，用溫度為55～65℃的水洗滌至酸含量為4～6×10^-5后通過篩子將膠撈出，經一次烘干至水分含量小于或等于10％，篩選，二次烘干至水分含量小于或等于2％，制得細孔球狀硅膠；

將上述制得的細孔球狀硅膠用鹽酸浸泡4～6小時后用純水洗滌，烘干72小時以上，用純水洗滌后，再在70～80℃的溫度下二次烘干，制得硅酸產品。

其化學反應方程式如下：SiO₂+2NaOH＝＝＝＝Na₂SiO₃+H₂O

Na₂SiO₃+H₂SO₄＝＝＝＝Na₂SO₄+H₂SiO₃