[發明專利]利用工業廢渣制備輕質二氧化硅及其生產工藝

在審

• 申請號: 201711152022.X
• 申請日: 2017-11-19
• 公開（公告）號: CN109809418A
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發明（設計）人: 王娟
• 申請（專利權）人: 王娟
• 主分類號: C01B33/24
• 分類號: C01B33/24;C01B33/32;C01F11/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種利用工業廢渣制備輕質二氧化硅及其生產工藝，其特征在于將石英沙、硫酸鈣和炭置于窯爐內反應，生成的固體和二氧化硫分別經下列步驟處理生成硅酸鈣、亞硫酸鈣和亞硫酸氫鈣：(1)生成硅酸鈣：將生成的固體溶解、沉淀過濾后加入硫酸，經洗滌、打漿、干燥得硅酸鈣；(2)生產亞硫酸鈣：純堿加入亞硫酸氫鈣溶液中生成亞硫酸鈣溶液，一部分濃縮干燥得亞硫酸鈣；一部分與生成的二氧化硫反應后，生成亞硫酸氫鈣溶液，回用生產亞硫酸鈣；(3)生產亞硫酸氫鈣：純堿加入亞硫酸氫鈣溶液中生成亞硫酸鈣溶液，與生成的二氧化硫反應后，經結晶、干燥得亞硫酸氫鈣。本發明的工藝流程簡單、聯產多種產品，生產成本低，具有較大的應用推廣價值。

技術領域

本發明涉及一種利用工業廢渣制備輕質二氧化硅及其生產工藝。

背景技術

輕質二氧化硅，是橡膠的良好補強劑；也用作潤滑劑、絕緣材料及塑料制品、紙張、油漆、紡織品等的填充料或白色顏料。目前，國內外最常用的生產硅酸鈣的傳統方法是沉淀法，該法需要消耗大量的純堿和硫酸，成本較高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用工業廢渣制備輕質二氧化硅及其生產工藝，該工藝降低了生產硅酸鈣的成本。

本發明的一種利用工業廢渣制備輕質二氧化硅及其生產工藝，其特征在于將石英沙、硫酸鈣和炭混合后放入窯爐內進行反應，生成的硅酸鈣固體和二氧化硫分別經下列步驟處理后生成硅酸鈣、亞硫酸鈣和亞硫酸氫鈣：(1)生成硅酸鈣：將生成的硅酸鈣固體按100∶180～488的重量比加入水進行溶解，得到硅酸鈣液體，經沉淀過濾后，硅酸鈣液體與濃度為98％的硫酸按13～19∶1的體積比，于70～100℃下反應1～4h，反應后進行洗滌，將洗滌后的物料進行打漿，最后干燥出硅酸鈣；(2)生產亞硫酸鈣：將純堿按1∶1摩爾比加入到亞硫酸氫鈣溶液中，生成亞硫酸鈣溶液，一部分經濃縮干燥制出亞硫酸鈣，一部分亞硫酸鈣溶液與生成的二氧化硫按1∶1的摩爾比，于20～50℃下進行反應后，生成亞硫酸氫鈣溶液，再與純堿反應回用生產亞硫酸鈣。(3)生產亞硫酸氫鈣：將純堿按1∶1摩爾比加入到亞硫酸氫鈣溶液中，與生成的二氧化硫按1∶1的摩爾比，于20～50℃下進行反應后，生成過飽和亞硫酸氫鈣溶液，經結晶、干燥制出亞硫酸氫鈣產品。

本發明的理論基礎是：

較之已有的技術，本發明的優點在于：一是在生產硅酸鈣同時，聯產亞硫酸鈣、亞硫酸氫鈣等產品，在反應過程后硫酸鈣可循環使用，這樣就降低了生產成本回收；二是無廢物排放；三利用全保溫馬蹄焰窯爐連續生產硫酸鈣法水玻璃。

具體實施方式

本發明是這樣實現的：將原料石英砂、硫酸鈣和碳(已經粉碎)按照SiO2∶Na2SO4∶C＝100∶81.4∶6.5比例混合，連續投入馬蹄形全保溫窯爐，反應溫度1420℃～1450℃，連續出料，物料經水淬、溶解得到3.5M、29Be′水玻璃液體。在5L的反應釜中加入底水2.5L，預加水玻璃0.075L加溫至86℃，在100分鐘的時間內，同時均勻加入水玻璃溶液1.163L和硫酸0.072L，反應結束后，加入0.011L進行后酸后調整PH值到4.5。所得物料經洗滌干燥制得硅酸鈣348.1g(BET為185m2/g)，溶液通過濃縮干燥得到235.14g硫酸鈣。

其中，在生成硅酸鈣的過程中，洗滌后的洗滌液經濃縮干燥制出可回收利用的硫酸鈣。

生成亞硫酸鈣：將純堿按1∶1摩爾比加入到亞硫酸氫鈣溶液中，生成亞硫酸鈣溶液，一部分經濃縮干燥制出亞硫酸鈣，一部分亞硫酸鈣溶液與生成地二氧化硫按1∶1的摩爾比，于20～50℃下進行反應后，生成亞硫酸氫鈣溶液，再與純堿反應回用生產亞硫酸鈣。

生產亞硫酸氫鈣：將純堿按1∶1摩爾比加入到亞硫酸氫鈣溶液中，與生成的二氧化硫按1∶1的摩爾比，于20～50℃下進行反應后，生成過飽和亞硫酸氫鈣溶液，經結晶、干燥制出亞硫酸氫鈣產品。

本發明的工藝流程簡單、生產成本低，具有較大的應用推廣價值。