[發(fā)明專(zhuān)利]一種利用普通循環(huán)流化床粉煤灰制備水玻璃的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610065421.1
• 申請(qǐng)日: 2016-01-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105753002A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊卓舒;張磊;鄺清林
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 卓達(dá)新材料科技集團(tuán)有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): C01B33/32
• 分類(lèi)號(hào): C01B33/32
• 代理公司: 北京安博達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國(guó)文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水玻璃的制備方法，具體講涉及一種利用普通循環(huán)流化床粉煤灰制備水玻璃的方法。

背景技術(shù)

燃煤發(fā)電是世界各國(guó)普遍采用的電力生產(chǎn)方式之一，燃煤產(chǎn)生的大量粉煤灰的有效利用已成為世界性課題。目前，我國(guó)超過(guò)70％的電力是由燃煤發(fā)電產(chǎn)生的，全國(guó)煤炭的產(chǎn)量大約30％用于發(fā)電，由此產(chǎn)生的粉煤灰如果利用量不足，不僅占據(jù)大量土地，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，也是一種資源的浪費(fèi)。

流化床粉煤灰由于其低溫循環(huán)燒結(jié)的特點(diǎn)，循環(huán)流化床灰無(wú)法形成玻璃相而導(dǎo)致活性相對(duì)較低，加之流化床灰在燒結(jié)過(guò)程中，添加有過(guò)量的石灰，對(duì)其本身的凝膠時(shí)間和強(qiáng)度產(chǎn)生較大的影響，使流化床粉煤灰活性較低，水化后無(wú)法凝固成具有一定強(qiáng)度，不能像常規(guī)鍋爐灰一樣用于鋪路、建筑、固井等領(lǐng)域。所以流化床粉煤灰只能使用掩埋的方式處理，埋下環(huán)境不利影響的禍根。故如何有效處理循環(huán)流化床粉煤灰成為迫在眉睫的問(wèn)題。

從另一角度講，粉煤灰中富含多種氧化物，如Al₂O₃，SiO₂，F(xiàn)e₂O₃，F(xiàn)eO，CaO，MgO，SO₃，Na₂O，K₂O等，此外還含有少量的稀土元素。將這些氧化物從粉煤灰中分離提取出來(lái)并制備得到相應(yīng)的高附加值的產(chǎn)品，不僅能夠產(chǎn)生較高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)利用價(jià)值，也可緩解粉煤灰對(duì)環(huán)境的危害。

硅酸鈉的水溶液通稱(chēng)水玻璃，水玻璃是一種用途比較廣泛的無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品。水玻璃的生產(chǎn)方法分干法(固相法)和濕法(液相法)兩種。干法生產(chǎn)是將石英砂和純堿按一定比例混合后在反射爐中加熱到1400℃左右，生成熔融狀硅酸鈉，其特點(diǎn)是可根據(jù)不同的模數(shù)要求來(lái)制備水玻璃，但是耗能較大；濕法生產(chǎn)是將燒堿水溶液和石英粉在高壓釜內(nèi)共熱直接生成水玻璃，經(jīng)過(guò)濾濃縮得成品水玻璃，其耗能雖低于干法，但是石英粉中的晶體狀態(tài)的SiO₂溶解率低、堿耗高。

為充分利用資源、降低生產(chǎn)成本，許多研究正在開(kāi)發(fā)不同的硅源來(lái)制備水玻璃的新技術(shù)。此外，粉煤灰中二氧化硅的含量較高，其在粉煤灰中含量在34％～65％之間，提取粉煤灰中的二氧化硅制備水玻璃，有效的提高了粉煤灰的綜合利用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種在低溫條件下焙燒并能高效利用普通循環(huán)流化床粉煤灰中的SiO₂制備水玻璃的方法。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案包括利用硫酸與粉煤灰低溫焙燒條件下反應(yīng)，使粉煤灰中大部分的Al₂O₃、Fe₂O₃、FeO溶出，再利用苛性堿溶液高溫水熱提取酸浸渣中的SiO₂來(lái)制備水玻璃，本發(fā)明提供的技術(shù)方案制作工藝簡(jiǎn)單、降低生產(chǎn)成本、充分利用了粉煤灰的資源，適合大規(guī)模生產(chǎn)。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的技術(shù)方案如下：

一種利用普通循環(huán)流化床粉煤灰制備水玻璃的方法，制備方法包括如下步驟：

1)磁選分離：此過(guò)程為了磁選分離粉煤灰中的磁珠；

2)機(jī)械粉磨：粉磨粉煤灰，提高其細(xì)度和比表面積；

3)酸浸分離：將經(jīng)磁選、粉磨后的粉煤灰與濃度為80％～98％的硫酸混合，控制粉煤灰與硫酸的固液比為2：1～1：1，加熱反應(yīng)4～6h，反應(yīng)溫度為150℃～220℃；

4)固液分離：酸浸分離反應(yīng)結(jié)束冷卻至室溫后，按照粉煤灰與水的固液比為1：2～1：6配制，加熱75～95℃，攪拌1～3h，并抽濾得到濾餅，再用粉煤灰與水的固液比為2：1～1：2的水洗滌，得到硫酸鐵與硫酸鋁的溶液和高硅酸浸渣；

5)酸浸渣制備水玻璃：按照酸浸渣與溶液的固液比為1：1～1：2加入濃度為11％～15％的苛性鈉溶液，在高壓反應(yīng)釜內(nèi)加熱6～8h，反應(yīng)溫度160～200℃，冷卻至室溫后，過(guò)濾并用少量的水洗滌固體渣。