硫酸燒渣的治理廢渣製備水玻璃和沉澱二氧化矽的方法
2023-05-21 15:56:06
專利名稱：硫酸燒渣的治理廢渣製備水玻璃和沉澱二氧化矽的方法
技術領域：
本發明屬於硫酸無機工業排放的綜合治理和利用的技術領域，特別是涉及一種用 硫酸燒渣的治理廢渣製備水玻璃和沉澱二氧化矽的方法。
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、淨化、轉化和 吸收五個工序組成。一般習慣上以淨化工藝流程，經硫酸生產分成幹法和溼法兩大類。溼 法淨化又有酸洗、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 礦焙燒提取硫後排出的殘渣。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、提取有色金屬和製造建築材料的原料。單位硫酸產品的排放量與硫鐵礦的品位及工藝條件有關。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%，氧化矽 含量為35. 73%，硫的含量為0. 16%。在《用化學法製備硫酸燒渣為氯化物的方法》等一系列的發明中，通過鹽酸淨化後 提取了四氧化三鐵、三氧化二鋁、氧化鈣、氧化鎂、氧化矽、單質硫元素等，形成各種金屬鹽 後所剩餘的酸不溶物為二氧化矽和單質硫。本發明就是利用硫酸燒渣的處理廢渣製備水玻 璃和沉澱二氧化矽的方法。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 廢裡面的各種物質及元素吃幹炸淨全部利用起來。通過幾個層次的分解廢渣汙染源，以求 最大可能的減少化工三廢的二次或者三次的排放汙染。
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，製備 水玻璃和沉澱二氧化矽，提供一種用硫酸燒渣的治理廢渣製備水玻璃和沉澱二氧化矽的方 法，該方法有效的避免了硫酸工業的二次汙染，在一次排放中尋找潛力來吃幹炸淨、變廢為 寶，最後變成有價值的矽系列產品，創造出可觀的經濟效益。本發明解決其技術問題所採用的技術方案是硫酸燒渣的治理廢渣製備水玻璃和 沉澱二氧化矽的方法，包括如下步驟將硫酸燒渣治理的一次排放廢渣(主要為二氧化矽和單質硫等酸不溶物)用 10 15%的鹽酸溶液反覆洗滌20 30分鐘，過濾後的濾餅用清水洗滌三次，使PH值達到 6 7再濾待用，獲得純淨濾餅；酸性濾液可循環洗滌使用，以節省成本且防止汙染；酸性清 水洗液可勾兌鹽酸洗滌液，剩餘部分通過鹼性處理合理地排放；將上述獲得的純淨濾餅(二氧化矽計)與液體氫氧化鈉以純質量比1 1. 13
31. 53混合於蒸汽加熱的壓力反應器裡，開動蒸汽加熱，使反應壓力達到0. 7 0. SMpa後停 止通入直接蒸汽，用夾套蒸汽保溫，並維持此壓力3 8小時；之後將形成的矽酸鈉溶液過 濾，得到濾餅單質硫，經洗滌、乾燥、粉碎、包裝得到單質硫產品；將獲得的矽酸鈉液體再經 輕濃縮、冷卻，獲得水玻璃液體產品；將上述獲得的水玻璃調製13波美度溶液和8波美度的氯化鈉水溶液進行鹽析，再 用31%的鹽酸以純質量比1 0.4 0.8分解反應，沉澱出微粒矽膠；再經洗滌、脫水、幹 燥、粉碎、過篩、包裝得到沉澱二氧化矽產品。其化學反應方程式如下SiA+2Na0H= = = = Na2Si03+H20Na2Si03+2HCl = = = = 2NaCl+Si02+H20本發明的行益效果是其一，本發明提供了一種用硫酸燒渣的治理廢渣製備水玻 璃和沉澱二氧化矽的方法，該方法有效的利用了硫酸燒渣的治理廢渣的物質組成，對硫酸 燒渣的治理廢渣進行處理，綜合利用，製備出水玻璃和沉澱二氧化矽。其二，水玻璃和沉澱 二氧化矽用途廣，是兩種經濟價值較大的產品，提高了處理硫酸燒渣的治理廢渣的經濟效 益，創造了很大的收益回報，可謂是化工綜合治理和利用的典範。其三，投資少，對處理硫酸 燒渣的治理廢渣製備水玻璃和沉澱二氧化矽尤為適用，可以說開闢了一條新路。其四，製取 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汙染，在一次排放中 尋找潛力來吃幹炸淨、變廢為寶，最後變成有價值的矽系列產品，創造出可觀的經濟效益。
具體實施例方式實施例1，本實施例所述的一種用硫酸燒渣的治理廢渣製備水玻璃和沉澱二氧化 矽的方法，包括如下步驟取氧化矽含量為35. 73%的硫酸燒渣治理的一次排放廢渣500公斤製備水玻璃和 沉澱二氧化矽，將硫酸燒渣治理的一次排放廢渣(主要為二氧化矽和單質硫等酸不溶物) 用10 15%的鹽酸溶液反覆洗滌20 30分鐘，過濾後的濾餅用清水洗滌三次，使PH值達 到6 7再濾待用，獲得純淨濾餅；酸性濾液可循環洗滌使用，以節省成本且防止汙染；酸 性清水洗液可勾兌鹽酸洗滌液，剩餘部分通過鹼性處理合理地排放；將上述獲得的純淨濾餅(二氧化矽計)與液體氫氧化鈉以純質量比1 1. 33混 合於蒸汽加熱的壓力反應器裡，開動蒸汽加熱，使反應壓力達到0. 7 0. SMpa後停止通入 直接蒸汽，用夾套蒸汽保溫，並維持此壓力3 8小時；之後將形成的矽酸鈉溶液過濾，得到 濾餅單質硫，經洗滌、乾燥、粉碎、包裝得到單質硫產品；將獲得的矽酸鈉液體再經輕濃縮、 冷卻，獲得362. 3公斤水玻璃液體產品；將上述獲得的水玻璃調製13波美度溶液和8波美度的氯化鈉水溶液進行鹽析， 再用31%的鹽酸以純質量比1 0.6分解反應，沉澱出微粒矽膠；再經洗滌、脫水、乾燥、粉 碎、過篩、包裝得到178. 7公斤沉澱二氧化矽產品。實施例2，本實施例所述的一種用硫酸燒渣的治理廢渣製備水玻璃和沉澱二氧化 矽的方法，包括如下步驟取氧化矽含量為35. 73%的硫酸燒渣治理的一次排放廢渣500公斤製備水玻璃和 沉澱二氧化矽，將硫酸燒渣治理的一次排放廢渣(主要為二氧化矽和單質硫等酸不溶物) 用10 15%的鹽酸溶液反覆洗滌20 30分鐘，過濾後的濾餅用清水洗滌三次，使PH值達到6 7再濾待用，獲得純淨濾餅；酸性濾液可循環洗滌使用，以節省成本且防止汙染；酸 性清水洗液可勾兌鹽酸洗滌液，剩餘部分通過鹼性處理合理地排放；將上述獲得的純淨濾餅(二氧化矽計)與液體氫氧化鈉以純質量比1 1. 53混 合於蒸汽加熱的壓力反應器裡，開動蒸汽加熱，使反應壓力達到0. 7 0. SMpa後停止通入 直接蒸汽，用夾套蒸汽保溫，並維持此壓力3 8小時；之後將形成的矽酸鈉溶液過濾，得到 濾餅單質硫，經洗滌、乾燥、粉碎、包裝得到單質硫產品；將獲得的矽酸鈉液體再經輕濃縮、 冷卻，獲得416. 8公斤水玻璃液體產品；將上述獲得的水玻璃調製13波美度溶液和8波美度的氯化鈉水溶液進行鹽析， 再用31%的鹽酸以純質量比1 0.8分解反應，沉澱出微粒矽膠；再經洗滌、脫水、乾燥、粉 碎、過篩、包裝得到274公斤沉澱二氧化矽產品。實施例3，本實施例所述的一種用硫酸燒渣的治理廢渣製備水玻璃和沉澱二氧化 矽的方法，包括如下步驟取氧化矽含量為35. 73%的硫酸燒渣治理的一次排放廢渣500公斤製備水玻璃和 沉澱二氧化矽，將硫酸燒渣治理的一次排放廢渣(主要為二氧化矽和單質硫等酸不溶物) 用10 15%的鹽酸溶液反覆洗滌20 30分鐘，過濾後的濾餅用清水洗滌三次，使PH值達 到6 7再濾待用，獲得純淨濾餅；酸性濾液可循環洗滌使用，以節省成本且防止汙染；酸 性清水洗液可勾兌鹽酸洗滌液，剩餘部分通過鹼性處理合理地排放；將上述獲得的純淨濾餅(二氧化矽計)與液體氫氧化鈉以純質量比1 1. 13混 合於蒸汽加熱的壓力反應器裡，開動蒸汽加熱，使反應壓力達到0. 7 0. SMpa後停止通入 直接蒸汽，用夾套蒸汽保溫，並維持此壓力3 8小時；之後將形成的矽酸鈉溶液過濾，得到 濾餅單質硫，經洗滌、乾燥、粉碎、包裝得到單質硫產品；將獲得的矽酸鈉液體再經輕濃縮、 冷卻，獲得307. 9公斤水玻璃液體產品；將上述獲得的水玻璃調製13波美度溶液和8波美度的氯化鈉水溶液進行鹽析， 再用31%的鹽酸以純質量比1 0.4分解反應，沉澱出微粒矽膠；再經洗滌、脫水、乾燥、粉 碎、過篩、包裝得到101. 3公斤沉澱二氧化矽產品。以上所述僅是本發明的三個優選實施例，並非用來限制本發明，凡其類似的實施 例，例如硫酸燒渣的治理廢渣製備水玻璃和沉澱二氧化矽的方法，包括如下步驟將硫酸燒渣治理的一次排放廢渣(主要為二氧化矽和單質硫等酸不溶物)用 10 15%的鹽酸溶液反覆洗滌20 30分鐘，過濾後的濾餅用清水洗滌三次，使PH值達到 6 7再濾待用，獲得純淨濾餅；酸性濾液可循環洗滌使用，以節省成本且防止汙染；酸性清 水洗液可勾兌鹽酸洗滌液，剩餘部分通過鹼性處理合理地排放；將上述獲得的純淨濾餅(二氧化矽計)與液體氫氧化鈉以純質量比1 1. 13 1. 53混合於蒸汽加熱的壓力反應器裡，開動蒸汽加熱，使反應壓力達到0. 7 0. SMpa後停 止通入直接蒸汽，用夾套蒸汽保溫，並維持此壓力3 8小時；之後將形成的矽酸鈉溶液過 濾，得到濾餅單質硫，經洗滌、乾燥、粉碎、包裝得到單質硫產品；將獲得的矽酸鈉液體再經 輕濃縮、冷卻，獲得水玻璃液體產品；將上述獲得的水玻璃調製13波美度溶液和8波美度的氯化鈉水溶液進行鹽析，再 用31%的鹽酸以純質量比1 0.4 0.8分解反應，沉澱出微粒矽膠；再經洗滌、脫水、幹 燥、粉碎、過篩、包裝得到沉澱二氧化矽產品，這些特徵都應涵蓋於本發明專利的保護範圍。
權利要求
1.硫酸燒渣的治理廢渣製備水玻璃和沉澱二氧化矽的方法，其特徵是包括如下步驟將硫酸燒渣治理的一次排放廢渣用10 15%的鹽酸溶液反覆洗滌20 30分鐘，過濾 後的濾餅用清水洗滌三次，使PH值達到6 7再濾待用，獲得純淨濾餅；酸性濾液可循環洗 滌使用，以節省成本且防止汙染；酸性清水洗液可勾兌鹽酸洗滌液，剩餘部分通過鹼性處理 合理地排放；將上述獲得的純淨濾餅與液體氫氧化鈉以純質量比1 1.13 1.53混合於蒸汽加熱 的壓力反應器裡，開動蒸汽加熱，使反應壓力達到0. 7 0. SMpa後停止通入直接蒸汽，用夾 套蒸汽保溫，並維持此壓力3 8小時；之後將形成的矽酸鈉溶液過濾，得到濾餅單質硫，經 洗滌、乾燥、粉碎、包裝得到單質硫產品；將獲得的矽酸鈉液體再經輕濃縮、冷卻，獲得水玻 璃液體產品；將上述獲得的水玻璃調製13波美度溶液和8波美度的氯化鈉水溶液進行鹽析，再用 31%的鹽酸以純質量比1 0.4 0.8分解反應，沉澱出微粒矽膠；再經洗滌、脫水、乾燥、 粉碎、過篩、包裝得到沉澱二氧化矽產品。
全文摘要
硫酸燒渣的治理廢渣製備水玻璃和沉澱二氧化矽的方法，包括如下步驟將硫酸燒渣治理的一次排放廢渣用10～15％的鹽酸溶液反覆洗滌20～30分鐘，過濾後的濾餅用清水洗滌三次，過濾獲得純淨濾餅；將純淨濾餅與液體氫氧化鈉以純質量比1∶1.13～1.53混合於蒸汽加熱的壓力反應器裡進行反應；之後將形成的矽酸鈉溶液過濾，將獲得的矽酸鈉液體再經輕濃縮、冷卻，獲得水玻璃液體產品；將獲得的水玻璃調製13波美度溶液和8波美度的氯化鈉水溶液進行鹽析，再用31％的鹽酸以純質量比1∶0.4～0.8分解反應，經洗滌、脫水、乾燥、粉碎、過篩、包裝得到沉澱二氧化矽產品。本發明以硫酸燒渣的治理廢渣為原料製備水玻璃和沉澱二氧化矽。
文檔編號C01B17/027GK102092732SQ20101056910
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月1日 優先權日2010年12月1日
發明者何俠 申請人:何俠