[發明專利]一種利用硫酸燒渣生產九水偏硅和單質硫的方法

在審

• 申請號: 201410538356.0
• 申請日: 2014-09-24
• 公開（公告）號: CN105439159A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 徐聯菊
• 申請（專利權）人: 常德湘大環保科技有限公司
• 主分類號: C01B33/32
• 分類號: C01B33/32;C01B17/027;B09B3/00
• 代理公司: 暫無信息
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技術領域

本發明涉及對硫酸生產企業排放的廢棄燒渣進行綜合治理和利用的技術領域，特別是涉及一種利用硫酸燒渣生產九水偏硅和單質硫的方法。

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、轉化和吸收等幾個工序組成。一般習慣上以凈化工藝流程，將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晶位及工藝條件有關。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％，還有微量不容物。

目前，硫酸燒渣的綜合利用并不理想，除了少部分用作煉鐵和建筑材料外，大部分采用堆填處理，造成了資源的浪費和環境的污染。

對硫酸燒渣的利用應不斷提高產出物的價值，產出一些市場緊缺的、附加值大的產品，以提高硫酸燒渣利用的經濟效益。

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無水偏硅和單質硫的方法。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，以便最大可能的減少化工三廢的二次排放。

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，制備九水偏硅和單質硫，提供一種利用一種利用硫酸燒渣生產九水偏硅和單質硫的方法，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：一種利用硫酸燒渣生產九水偏硅和單質硫的方法，包括如下步驟：

將硫酸燒渣治理的一次排放廢渣用9～16％的鹽酸溶液反復洗滌21～33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；

將上述得到的純凈濾餅中的二氧化硅與液體氫氧化鈉的純質量比1∶1.12～1.56混合于蒸汽加熱的反應器里，開動蒸汽加熱，使反應生成模數為2.1～3.5的堿性硅酸鈉溶液，經過濾得到單質硫濾餅和澄清的濾液，單質硫濾餅經過洗滌干燥、檢進得到單質硫產品；澄清的濾液經沉降，將得到的澄清濾液泵入模數調整桶，加入液體燒堿使模數達到1∶1，進行蒸發濃縮，使固體含量為39％，濃縮液即為偏硅酸鈉；

將上述獲得的澄清濾液泵入混合器，同時加入晶種，該過程是連續進行的，不能間斷，在混合器內不斷進行著攪拌，制成的顆粒不斷的流到冷卻器中冷卻結晶，冷卻結晶后的粒狀產品經篩分、包裝成為九水偏硅酸鈉晶體產品。

本發明的主要化學反應方程式為：

SiO₂+2NaOH+8H₂O＝Na₂SiO₃·9H₂O

本發明的有益效果在于：其一，本發明提供了一種利用硫酸燒渣的處理廢渣制備九水偏硅和單質硫的方法，該方法有效的利用了硫酸燒渣的處理廢渣的物質組成，對硫酸燒渣的處理廢渣進行處理，綜合利用，制備出九水偏硅和單質硫。其二，九水偏硅和單質硫是經濟價值較大的產品，從而提高了處理硫酸燒渣的處理廢渣的經濟效益，創造出可觀的經濟效益，可謂是化工綜合治理和利用的典范。其三，投資少，對處理利用硫酸燒渣的處理廢渣制備九水偏硅和單質硫尤為適用，可以說開辟了一條新路。其四，制取物的純度高，質量有保證。其五，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。

具體實施方式