[發明專利]一種酸浸渣制取水玻璃的方法

在審

• 申請號: 201811395956.0
• 申請日: 2018-11-22
• 公開（公告）號: CN109592693A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 王永旺;劉延紅;張云峰;郭昭華;陳東;趙宇航;李超;郭志峰;趙飛燕
• 申請（專利權）人: 中國神華能源股份有限公司;神華準能資源綜合開發有限公司
• 主分類號: C01B33/32
• 分類號: C01B33/32;B09B3/00
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司 11012
• 代理人: 熊保

本發明屬于粉煤灰資源化利用的技術領域，尤其涉及一種酸浸渣制取水玻璃的方法，包括如下步驟：以酸性濕法冶金工藝中產生的酸浸渣為原料，采用濕法工藝制備水玻璃；所述濕法工藝為：將所述白泥與燒堿溶液接觸進行水熱反應，過濾后即可得到所述水玻璃。本發明采用濕法工藝不僅能實現酸浸渣廢物利用，還可生產出各種模數的水玻璃，降低生產成本。

技術領域

本發明屬于粉煤灰資源化利用的技術領域，尤其涉及一種酸浸渣制 取水玻璃的方法。

背景技術

水玻璃是由堿金屬氧化物和二氧化硅組合而成的能溶于水的一種金 屬硅酸鹽物質，分子式可表示為Na₂O·mSiO₂(m稱為模數，是水玻璃 重要參數之一)，用途非常廣泛。在化工領域用來制造硅膠、白炭黑、分 子篩、偏硅酸鈉、硅溶膠、層硅及速溶粉狀泡花堿、硅酸鉀鈉等各種硅 酸鹽類產品，是硅化合物的基本原料。在輕工業中，它是洗衣粉、肥皂 等洗滌劑中不可缺少的原料，也是水質軟化劑、助沉劑。在紡織工業中 它可用于助染、漂白和漿紗。在機械行業其廣泛用于鑄造、砂輪制造和 金屬防腐劑等。在建筑行業其用于制造快干水泥、耐酸水泥防水油、土 壤固化劑、耐火材料等。在農業方面其可制造硅素肥料。另外，水玻璃 還可用作有催化裂化的硅鋁催化劑、瓦楞紙的粘結劑以及礦山選礦、防 水、堵漏、地鐵注漿、木材防火、食品防腐等方面。

水玻璃的生產工藝分干法和濕法兩種。干法以石英砂和純堿為原料， 在高溫下(1400～1600℃)熔融反應(4～6h)，可生產高模數(m≥2.6， 最高可達3.7)水玻璃；此法使用廣泛，市場占有量達90％以上；但該方 法的能耗較高，產品質量較差。濕法以石英砂和燒堿(～30％)為原料， 在加溫(150～170℃)加壓(0.5～0.8MPa)下反應(4～6h)，生產低模數(m<2.6)的水玻璃；此法較易控制產品質量，生產成本較低；但該方法 效率低。

因粉煤灰或煤矸石及其酸浸渣等硅資源中雜質含量較多，通常采用 濕法工藝制取水玻璃。例如，公開號為CN101259965A的專利文件公開 了一種煤矸石制取水玻璃的方法，公開了煤矸石粒度為60-80目，焙燒后 對其進行酸浸，焙燒溫度為750±50℃，鹽酸濃度為25～36％，液固比為 (200～300)/(70～130)；酸浸渣與5～6％燒堿在液固比(80～120)/100， 80～105℃下反應0.5～1h，得水玻璃。公開號為CN102583417A的專利文 件公開了一種煤矸石制取水玻璃的方法，將煤矸石焙燒后進行酸浸，鹽 酸濃度為20％，液固比(ml/g)為6/1；燒堿濃度為1.8mol/L(～6.5％)， 與酸浸渣的液固比(ml/g)為10/1，70℃反應2h，得模數m＝2.32的水 玻璃，滿足國標要求。公開號為CN102344148A的專利文件公開了一種 煤矸石酸浸渣制取高模數水玻璃的方法，取Al₂O₃≤8％、SiO₂≥75％的酸浸 渣為原料，先制取低模數(m＝2)水玻璃，再在低模數水玻璃中加入煤矸 石酸浸渣進行提膜反應，最終制得高模數(m可達4.6)水玻璃。公開號 為CN105540602A的專利文件公開了一種粉煤灰制取水玻璃的方法，粉 煤灰經低溫焙燒后與90～98％濃硫酸在260～320℃下反應4～8h，得酸浸渣；18～20％燒堿與酸浸渣接觸，液固比2:1～1:1，160～180℃下反應4～6h， 得m＝2.2的液-5型水玻璃。公開號為CN101993087A的專利文件公開了 一種粉煤灰制取水玻璃的方法，粉煤灰粒度≤100目，鹽酸濃度20～38％， 液固比(150～200)/100，70～95℃下反應2～6h；燒堿濃度8～20％，液固 比(100～120)/100，130～200℃、0.25～1.6MPa下反應0.4～4h，稀釋過 濾后得水玻璃。

上述研究以煤矸石或煤粉爐粉煤灰為原料，需要先經活化、酸浸的 處理步驟得到酸浸渣，然后再以酸浸渣為原料制取低模數水玻璃。目前 以石英砂為原料，采用濕法工藝生產水玻璃，制得的水玻璃模數不高； 若要采用濕法工藝提高模數，則需要增加對石英砂的活化工序，會大大 增加生產成本以及產生較多廢渣。