[發(fā)明專(zhuān)利]硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻璃和活性二氧化硅的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010569103.1
• 申請(qǐng)日: 2010-12-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102092731A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何俠
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 何俠
• 主分類(lèi)號(hào): C01B33/32
• 分類(lèi)號(hào): C01B33/32;C01B33/12;C01B17/027;B09B3/00
• 代理公司: 東莞市冠誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44272
• 代理人: 楊正坤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于硫酸無(wú)機(jī)工業(yè)排放的綜合治理和利用的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻璃和活性二氧化硅的方法。

背景技術(shù)

硫酸工業(yè)是以硫鐵礦為原料接觸法生產(chǎn)的硫酸，主要由原料、焙燒、凈化、轉(zhuǎn)化和吸收五個(gè)工序組成。一般習(xí)慣上以?xún)艋に嚵鞒蹋?jīng)硫酸生產(chǎn)分成干法和濕法兩大類(lèi)。濕法凈化又有酸洗、熱濃酸洗和水洗之分。目前我國(guó)硫鐵礦制酸少數(shù)工廠是酸洗流程，多數(shù)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?jiān)Ａ蜩F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(lái)煉鐵、提取有色金屬和制造建筑材料的原料。

單位硫酸產(chǎn)品的排放量與硫鐵礦的品位及工藝條件有關(guān)。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(dāng)硫鐵礦含硫量為25～35％時(shí)，一般生產(chǎn)每噸約產(chǎn)生0.7～1噸的燒結(jié)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(xué)法制備硫酸燒渣為氯化物的方法》等一系列的發(fā)明中，通過(guò)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(zhì)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(zhì)硫。本發(fā)明就是利用硫酸燒渣的處理廢渣制備水玻璃和活性二氧化硅的方法。此方法是典型的三廢治理衍生的專(zhuān)利發(fā)明，其目的就是要把三廢里面的各種物質(zhì)及元素吃干炸凈全部利用起來(lái)。通過(guò)幾個(gè)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(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，對(duì)硫酸燒渣的治理廢渣進(jìn)行處理，綜合利用，制備水玻璃和活性二氧化硅，提供一種用硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻璃和活性二氧化硅的方法，該方法有效的避免了硫酸工業(yè)的二次污染，在一次排放中尋找潛力來(lái)吃干炸凈、變廢為寶，最后變成有價(jià)值的硅系列產(chǎn)品，創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻璃和活性二氧化硅的方法，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(zhì)硫等酸不溶物)用10～15％的鹽酸溶液反復(fù)洗滌20～30分鐘，過(guò)濾后的濾餅用清水洗滌三次，使PH值達(dá)到6～7再濾待用，獲得純凈濾餅；酸性濾液可循環(huán)洗滌使用，以節(jié)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(guò)堿性處理合理地排放；

將上述獲得的純凈濾餅(二氧化硅計(jì))與液體氫氧化鈉以純質(zhì)量比1∶1.13～1.53混合于蒸汽加熱的壓力反應(yīng)器里，開(kāi)動(dòng)蒸汽加熱，使反應(yīng)壓力達(dá)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(shí)；之后將形成的硅酸鈉溶液過(guò)濾，得到濾餅單質(zhì)硫，經(jīng)洗滌、干燥、粉碎、包裝得到單質(zhì)硫產(chǎn)品；將獲得的硅酸鈉液體再經(jīng)輕濃縮、冷卻，獲得水玻璃液體產(chǎn)品；

將上述獲得的水玻璃加入到中和槽里，在攪拌下以純質(zhì)量比1∶0.4～0.8加入鹽酸，并同時(shí)加入晶種進(jìn)行中和反應(yīng)，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、噴霧、干燥得到活性二氧化硅。

其化學(xué)反應(yīng)方程式如下：SiO₂+2NaOH＝＝＝＝Na₂SiO₃+H₂O

Na₂SiO₃+2HCl＝＝＝＝2NaCl+SiO₂+H₂O

本發(fā)明的有益效果是：其一，本發(fā)明提供了一種用硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻璃和活性二氧化硅的方法，該方法有效的利用了硫酸燒渣的治理廢渣的物質(zhì)組成，對(duì)硫酸燒渣的治理廢渣進(jìn)行處理，綜合利用，制備出水玻璃和活性二氧化硅。其二，水玻璃和活性二氧化硅用途廣，是兩種經(jīng)濟(jì)價(jià)值較大的產(chǎn)品，提高了處理硫酸燒渣的治理廢渣的經(jīng)濟(jì)效益，創(chuàng)造了很大的收益回報(bào)，可謂是化工綜合治理和利用的典范。其三，投資少，對(duì)處理硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻璃和活性二氧化硅尤為適用，可以說(shuō)開(kāi)辟了一條新路。其四，制取物的純度高，質(zhì)量有保證。其五，該方法有效的避免了硫酸工業(yè)的二次污染，在一次排放中尋找潛力來(lái)吃干炸凈、變廢為寶，最后變成有價(jià)值的硅系列產(chǎn)品，創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1，本實(shí)施例所述的一種用硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻璃和活性二氧化硅的方法，包括如下步驟：