專利名稱：綠豆巖制備納米介孔二氧化硅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從含鉀(K2O8.60％)、鎂(MgO7.60％)、鋁(Al2O315.86％)和硅(SiO256.9％)的層狀硅酸鹽結(jié)構(gòu)礦石-綠豆巖，制備納米介孔SiO2的方法。
值得指出的是申請?zhí)枮?1107119.9的專利發(fā)明，雖然提出了一種常壓酸法分解綠豆巖的方法，并制備出了鉀氮肥、氫氧化鋁和進一步用活性二氧化硅制備出4A分子篩(為一種介孔硅鋁酸鹽材料)，使原礦中近60％的二氧化硅得以應(yīng)用，但就整個工藝而言存在以下缺陷1、缺少技術(shù)實施特征(如除硅后的濾液蒸發(fā)、鉀明礬的制備、鉀氮肥的制備等)，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)員根據(jù)本發(fā)明的工藝路線是難以實現(xiàn)本發(fā)明目的的；2、“加水搗漿除雜”不但增加了工序和配酸的復(fù)雜性，而且意義不明確；
3、該工藝耗酸量大(噸礦/噸酸)，排污處理量大(如大量的含酸洗水)，必然帶來生產(chǎn)成本高的結(jié)果；4、對除去二氧化硅的濾液采常用蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶制取鉀明礬，勢必帶來酸霧的治理和高能耗問題，也會帶來生產(chǎn)成本增高的結(jié)果；5、對分離鉀明礬后的母液，申請?zhí)枮?1107119.9的專利發(fā)明的處理辦法是“補充一定量的硫酸后返回酸解工序，該過程循環(huán)二次，第三次析出鉀明礬后，將該母液繼續(xù)濃縮，分級結(jié)晶，分別析出硫酸鋁和硫酸鎂(粗制品)，該次母液用于制造其他化工產(chǎn)品溶劑”。該單元工藝存在以下幾個問題1)按該工藝提出的“將綠豆巖粉碎加水搗漿除雜質(zhì)，加硫酸調(diào)成固液比為1∶2，酸度為30-40％(體積比硫酸∶水＝30-40％)的料漿”是無法返回母液的；倘若用母液代替水“搗漿”也存在一個問題即因母液過量酸度很大，使“搗漿”工業(yè)化生產(chǎn)難度增大難以實現(xiàn)；2)按該工藝提出的“將第三次析出鉀明礬后的母液繼續(xù)濃縮，分級結(jié)晶，分別析出硫酸鋁和硫酸鎂(粗制品)”，無論是理論還是實際都是不可行的，因為兩產(chǎn)品溶解度十分相近(見《無機物熱力學(xué)數(shù)據(jù)手冊》東北大學(xué)出版社梁英教，車蔭昌主編，1993.8)；3)按該工藝提出的“該(第四次結(jié)晶鉀明礬)母液用于制造其他化工產(chǎn)品溶劑”，盡管母液中還有較多的過量酸，同時也是鎂、鋁的飽和溶液并且還含有鐵等雜質(zhì)，而該專利沒有明確指出如何使“該母液母液用于制造其他化工產(chǎn)品溶劑”，本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)員根據(jù)本發(fā)明的工藝路線是難以實現(xiàn)本發(fā)明目的的；6、申請?zhí)枮?1107119.9的專利發(fā)明，在制備鉀氮肥是采用的平鍋制鹽的方法，該方法有如下弊端1)熬鹽終點控制為經(jīng)驗控制，沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致產(chǎn)量不穩(wěn)定，不宜工業(yè)化生產(chǎn)；2)當(dāng)大量鉀氮肥結(jié)晶析出時，將在鍋底產(chǎn)生結(jié)構(gòu)致密的塊狀鍋垢，導(dǎo)致蒸發(fā)平鍋傳熱效果嚴重下降，人工清除鍋垢工作量相當(dāng)大，不宜工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)，并導(dǎo)致產(chǎn)品鉀氮組分不均一，施用不便；7、該發(fā)明雖然對占原礦近60％的二氧化硅提出了制備4A分子篩的解決辦法，但產(chǎn)品性價比低，無創(chuàng)新性；

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種制備納米介孔二氧化硅的方法，本發(fā)明的另一個目的是提供一種原料的洗水利率高，不污染環(huán)境的制備納米介孔二氧化硅及其副產(chǎn)品的方法。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的本發(fā)明為綠豆巖制備納米介孔二氧化硅的方法，包括如下步驟①，配料綠豆巖礦粉∶工業(yè)硫酸∶母液1＝1∶0.78∶2.2(重量比)，第一批生產(chǎn)可不要母液1，綠豆巖礦粉與工業(yè)硫酸的比例不變，②，酸解將上述配比的綠豆巖礦粉和工業(yè)硫酸加入反應(yīng)釜中，加熱保持溫度在104-116℃，攪拌反應(yīng)6小時，③，過濾將反應(yīng)好的料漿送入壓濾機過濾，得濾液和濾餅，濾餅即為二氧化硅，一部分濾液返回步驟(1)、(2)作為母液1使用，④，洗滌除雜在過濾完酸解料漿后，在同一過濾設(shè)備上采用逆流洗滌法除去二氧化硅中可溶性雜質(zhì)，洗至壓濾機出水為pH＝6-7。
⑤，干燥將二氧化硅干燥得納米介質(zhì)孔二氧化硅的前驅(qū)物，⑥，擴孔處理將納米介孔二氧化硅前驅(qū)物在650-700℃焙燒2小時，⑦、粉碎將擴孔處理后的納米介孔二氧化硅前驅(qū)物，經(jīng)粉碎機粉碎，制得的最終產(chǎn)品納米介孔二氧化硅。
步驟(3)所得的濾液送入結(jié)晶器中冷卻結(jié)晶，離心分離得到鉀明礬和母液1，將一部分母液1返回步驟(1)、(2)使用，一部分母液1進入下工序制備明礬和硫酸鎂。
步驟(4)中二氧化硅的干燥是用水調(diào)液固比二氧化硅∶水＝2∶1(重量百分比)，用噴霧干燥機或閃蒸干燥機干燥料漿得納米介孔二氧化硅的前驅(qū)物。
帶攪拌的耐酸反應(yīng)釜中先定量加入母液1，在攪拌狀態(tài)下定量逐步加入氨水，反應(yīng)二小時，冷卻結(jié)晶至常溫，離心分離即得銨明礬和濾液。
將濾液與輕燒粉在90-100℃加熱攪拌反應(yīng)，反應(yīng)終點pH＝6-7，料漿濃度31-32Be，過濾洗滌，過濾洗滌，濾液蒸發(fā)濃縮至38-39Be，冷卻結(jié)晶，離心分離得硫酸鎂。
本發(fā)明的機理是綠豆巖是一種富鉀火山凝灰?guī)r，礦石比重2.7，顯微鱗片結(jié)構(gòu)，鱗片直徑小于0.003mm，折光率Np1.546-1.556，Ng1.565-1.610。其礦石主要組成為似水云母，含少量石英和長石(5-10％)，礦石化學(xué)組分為表1。
表1、綠豆巖礦化學(xué)成分

通過X光衍射分析、差熱分析、偏光顯微鏡鑒定和化學(xué)分析確定，其礦物結(jié)晶化學(xué)式為[K1.76Na0.05(H3O)+0.2]2.01[Mg1.82Fe0.13Fe0.05Ca0.03Ti0.04]2.07Al3Si[Si8O20](OH)4.13其化學(xué)簡式為K2O·2MgO·2Al2O3·10SiO2·6H2O故該礦石為含鉀層狀硅酸鹽礦物，是一種新型的鉀、硅資源礦石。綠豆巖經(jīng)酸解，浸出鉀、鎂、鋁等后，保持原層狀硅酸鹽的硅氧結(jié)構(gòu)，經(jīng)擴孔技術(shù)處理形成納米介孔二氧化硅。
反應(yīng)機理
鉀氮肥是一固溶體，依據(jù)K2SO4-(NH4)2SO4-H2O二鹽水體系相圖，可生成不同鉀氮比的鉀氮肥。
表2、本發(fā)明制備的納米介孔二氧化硅的化學(xué)組分(％)

表3、本發(fā)明制備的納米介孔二氧化硅的物性特征(％)

表4、本發(fā)明制備的無氯鉀氮肥質(zhì)量分析指標(biāo)(％)

表5、本發(fā)明制備的氫氧化鋁質(zhì)量分析指標(biāo)(％)

表6、本發(fā)明制備的硫酸鎂質(zhì)量分析指標(biāo)(％)

表7、本發(fā)明制備的銨明礬質(zhì)量分析指標(biāo)(％)

本發(fā)明針對申請?zhí)枮?1107119.9的工藝的弊端，改進了申請?zhí)枮?1107119.9的工藝，提出了綠豆巖制備無氯鉀氮肥、銨明礬、硫酸鎂和氫氧化鋁的閉路生產(chǎn)工藝，同時提出了對提取鉀、鎂、鋁后余下的二氧化硅，經(jīng)擴孔技術(shù)處理，制備成高性價比的納米介孔二氧化硅的新型工藝方法。
本發(fā)明提供的方法閉路常壓濕法無氟硫酸酸解工藝提取鉀、鎂、鋁，并將其制備成鉀氮肥、銨明礬、硫酸鎂和氫氧化鋁，對余下的占原礦近60％的二氧化硅經(jīng)擴孔技術(shù)處理，制備成具有高性價比和廣泛用途的納米介孔二氧化硅粉體。全工藝具有基本無污染、工藝簡捷、可控性好、易工業(yè)化生產(chǎn)和制備成本低等優(yōu)點。
本發(fā)明具有如下的優(yōu)點和積極效果1、采用常壓濕法無氟硫酸分解硅酸鹽礦物，突破了一般硅酸巖礦物需焙燒預(yù)處理、加壓酸解或加氟常壓濕法酸解的傳統(tǒng)方法；2、全巖利用率高利用率約為90％；3、在酸解工序母液(％)和洗水一返回酸解工序，充分利用了余酸，降低了酸耗22％；4、提高了酸解系統(tǒng)的鉀、鋁等的濃度，濾液采用直接冷卻結(jié)晶，避免了分鉀時需蒸發(fā)濃縮耗能和酸蒸氣的環(huán)境污染問題，大大降低了生產(chǎn)成本；5、在洗滌工序洗水閉路循環(huán)使用，，無酸水排污治理，大大降低了酸耗、水和工業(yè)廢水的治理成本；6、產(chǎn)品達國家標(biāo)準(zhǔn)(納米介孔SiO2和無氯鉀氮肥無國標(biāo))；7、所有設(shè)備為通用型設(shè)備；
8、產(chǎn)品納米介孔SiO2為非人工合成，成本低，質(zhì)量穩(wěn)定，性價比高。


圖1為綠豆巖制備納米介孔二氧化硅及綜合利用工藝流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供的方法以硫酸、綠豆巖、氨水、輕燒粉(菱苦土焙燒物)為原料，工藝步驟依次如下1、配料綠豆巖礦粉(-80目)∶工業(yè)硫酸∶母液I＝1∶0.78∶2.2(重量比)；2、酸解104-116℃溫度下，在帶攪拌器的2000升夾套加熱塘玻璃反應(yīng)釜中攪拌反應(yīng)6小時；3、過濾將反應(yīng)好的料漿用耐酸泵自動送入50M2聚丙烯廂式板框壓濾機中過濾，濾液制備鉀明礬；4、制備鉀明礬將酸解濾液(39-40Be)用耐酸泵自動送入結(jié)晶器中冷卻結(jié)晶，離心分離得到鉀明礬和母液I；將母液I60％返回下次酸解配料，余下的母液I40％進入下工序制備銨明礬和硫酸鎂；5、洗滌(二氧化硅除雜)在過濾完酸解料漿后，在同一過濾設(shè)備上采用逆流洗滌法除去二氧化硅中可溶性雜質(zhì)。洗水一返回下次酸解配料和補充蒸發(fā)失水；洗水二做下一次過濾的第一次洗滌入水，洗水三做下一次過濾的第二次洗滌入水，用水做第三次洗滌入水，洗至壓濾機出水為pH＝6-7；6、二氧化硅的干燥用水調(diào)液固比二氧化硅∶水＝2∶1(重量百分比)，用噴霧干燥機或閃蒸干燥機干燥該料漿，得到納米介孔二氧化硅的前驅(qū)物；7、擴孔處理將納米介孔二氧化硅的前驅(qū)物在650-700℃焙燒2小時，一方面對綠豆巖因鉀、鎂、鋁、鐵的浸出而產(chǎn)生的硅氧結(jié)構(gòu)的空穴均一化，另一方面脫去其硅氧結(jié)構(gòu)中的層間水和結(jié)構(gòu)水，起到了對硅氧結(jié)構(gòu)的擴孔作用，使制的得納米介孔二氧化硅孔徑分布范圍較窄，孔容較大；8、粉碎將擴孔處理后的納米介孔二氧化硅前驅(qū)物，通過高速粉碎機粉碎，制得-320目的最終產(chǎn)品納米介孔二氧化硅；9、制備銨明礬在帶攪拌的耐酸反應(yīng)釜中先定量加入未返回酸解系統(tǒng)的剩余母液I，在攪拌狀態(tài)下定量的逐步加入氨水，反應(yīng)二小時(這是一個放熱反應(yīng)，不需外加熱)，冷卻結(jié)晶至常溫(約一小時)，離心分離即得到銨明礬，濾液進入下工序制備硫酸鎂；10、制備硫酸鎂將制備銨明礬后的濾液利用其余酸與輕燒粉(MgO＝75％)在90-100℃加熱攪拌反應(yīng)，反應(yīng)終點pH＝6-7，料漿濃度31-32Be，過濾洗滌濾液蒸發(fā)濃縮至38-39Be，冷卻結(jié)晶，離心分離得硫酸鎂；洗水返回本反應(yīng)系統(tǒng)補充蒸發(fā)失水和調(diào)整料漿濃度母液返回本蒸發(fā)系統(tǒng)。
11、制備鉀氮肥將鉀明礬加入到一定濃度的氨水溶液中，升溫70-80℃反應(yīng)二小時，過濾洗滌濾液蒸發(fā)濃縮至45Be冷卻結(jié)晶，離心分離得鉀氮肥，母液返回本蒸發(fā)系統(tǒng)，洗水返回本反應(yīng)系統(tǒng)配料。具體制備方法如下1、酸解在夾套塘玻璃加熱反應(yīng)釜中加入母液1000L，攪拌下逐步加入-80目的綠豆巖礦粉600Kg，然后加入96-98％硫酸254L，蒸汽加熱，在溫度105-116℃下反應(yīng)6小時，在反應(yīng)過程中返洗水一(530-550L)補充蒸發(fā)失水，反應(yīng)終點體積控制在1600 L左右，放料前返洗水一(1150L)稀釋體積至2750 L，溫度70±5℃；然后用耐酸泵送入50M2的廂式板框壓濾機過濾、濾液(1947L)進下工序制備鉀明礬(分鉀)；2、洗滌過濾完畢后采用逆流洗滌方法用洗水二(2500L)做第一次洗滌入水，得到洗水一(2134L)；用洗水三(2700L)做第二次洗滌入水，得到洗水二(2500L)；用水(2800L)做第三次洗滌入水，洗至壓濾機出水為pH＝6-7，洗水一、二、三分別進入儲池備用；3、納米介孔二氧化硅的制備用水將濾餅(SiO2)調(diào)漿(水∶SiO2＝2∶1)用泵送入噴霧干燥機干燥，漿干燥后的納米介孔二氧化硅前驅(qū)物(372.9Kg)，在650-700℃的溫度下焙燒2小時，然后冷卻至常溫，再通過自動加料器送入高速粉碎機粉碎即可得到納米介孔二氧化硅產(chǎn)品(349.25Kg)。
4、鉀明礬的制備將酸解濾液(39-40Be、65℃)1947L用耐酸泵自動送入帶攪拌的結(jié)晶器中攪拌(40轉(zhuǎn)/分)冷卻結(jié)晶至室溫，離心分離得鉀明礬428-430Kg(含水3％)，母液I1704L(比重1.33)，將母液I1000L返回酸解析統(tǒng)配酸，余下704L進入下工序制備氨明礬。
5、銨明礬的制備將母液I704L用耐酸泵自動送入帶攪拌的結(jié)晶器中加入氨水(NH4OH52％)40.5-41L，攪拌(40轉(zhuǎn)/分)反應(yīng)2小時，然后冷卻結(jié)晶至室溫，離心分離得銨明礬194Kg(含水3％)，其濾液668L(29Be)進入下工序制備硫酸鎂。
6、硫酸鎂的制備將制備銨明礬后的濾液668L(29Be)用耐酸泵自動送入帶攪拌的反應(yīng)器中，攪拌狀態(tài)下逐步加入輕燒粉(MgO≥75％)114Kg，加熱(90-100℃)攪拌(60轉(zhuǎn)/分)反應(yīng)，控制終點pH＝6-7，返本系統(tǒng)洗滌水一408L調(diào)節(jié)終點料漿濃度至31Be(體積1122L，90℃)，壓濾洗滌濾液795L蒸發(fā)至38-39Be(體積517L)用泵自動送入帶攪拌的結(jié)晶器中攪拌冷卻結(jié)晶，離心分離得硫酸鎂273.3Kg，母液全部返回下次本蒸發(fā)系統(tǒng)；洗滌采用三次逆流洗滌法用洗水二(420L)做第一次洗滌入水，得到洗水一(410L)；用洗水三(430L)做第二次洗滌入水，得到洗水二(420L)；用水(430L)做第三次洗滌入水，洗水一、二、三分別進入儲池備用；7、無氯鉀氮肥和氫氧化鋁的制備返本系統(tǒng)洗水645L，加入氨水(NH4OH52％)229L，在攪拌狀態(tài)下，將430Kg鉀明礬逐步加入到反應(yīng)器中，加熱到70-80℃反應(yīng)2小時，然后壓濾，濾液1140L蒸發(fā)濃縮至45Be，將其送到帶攪拌的冷卻結(jié)晶器中冷卻結(jié)晶，離心分離得鉀氮肥247.5Kg，母液全部返回下次本蒸發(fā)系統(tǒng)；濾餅采用四次漂洗，220L/次，前三次洗水返回本系統(tǒng)氨浸，第四次洗水做下一次的第一次漂洗水；將濾餅烘干、粉碎、得氫氧化鋁71.38Kg；本發(fā)明的方法所得兩種新產(chǎn)品——納米介孔二氧化硅和無氯鉀氮肥的應(yīng)用試驗結(jié)果1、納米介孔二氧化硅的應(yīng)用試驗結(jié)果1)固體乙炔凈化劑試驗一九九四年經(jīng)四川省空分廠理化室試驗，用本納米介孔二氧化硅代替優(yōu)質(zhì)硅藻土作乙炔氣體凈化劑載體，乙炔氣體的凈化效果提高了七倍以上，并將其成果應(yīng)用于實際生產(chǎn)。
2)納米介孔二氧化硅用于皮革染色試驗二00二年由四川大學(xué)材料學(xué)院用本納米介孔二氧化硅研制出了多功能無機染色助劑，并將其用于皮革染色，其試驗結(jié)果為染色助劑加入量(％) 革坯色度 油脂吸收 廢液色度0 4.5 表面油膩 7000.054.6好 1600.104.8好 1300.155.0好 1100.204.6好 1000.254.5好 1202、無氯鉀氮肥的應(yīng)用試驗結(jié)果1)由宜賓地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所承擔(dān)的《烤煙鉀氮肥肥效試驗》研究項目，通過三年(1992-1994)的大區(qū)田間實驗結(jié)論鉀氮肥肥效約優(yōu)于等含量的硫酸鉀鉀尿素，增產(chǎn)幅度0.03-15％，增值1.9-11.3％，經(jīng)統(tǒng)計分析無顯著差異，屬同等效果范圍。說明鉀氮肥適宜烤煙施用，可彌補硫酸鉀的不足。鉀氮肥不傷苗、肥效持久、穩(wěn)定，是烤煙生產(chǎn)的一種較好的新型肥料。
3)由四川省江安縣柑桔研究所承擔(dān)的柑桔田間肥效試驗不同肥料對錦橙產(chǎn)量的影響(Kg/10株)調(diào)查 重復(fù) III III 平均增產(chǎn)時間指標(biāo)處理產(chǎn)量增產(chǎn)％ 產(chǎn)量 增產(chǎn)％ 產(chǎn)量 增產(chǎn)％％復(fù)合肥 117.2 99.384.192年本鉀氮肥133.0 13.48 103.13.83 124.147.5621.62復(fù)合肥(德) 140.3 19.70 118.519.40 100.819.9019.66復(fù)合肥 120.5100.1107.493年本鉀氮肥141.29 17.25 116.5416.42 134.62 25.3419.67復(fù)合肥(德) 143.77 19.31 119.6719.55 120.8920.0119.62復(fù)合肥 1148.794年本鉀氮肥1368.2 19.11復(fù)合肥(德) 1366.9 19.00果實品質(zhì)與對照相比，糖量平均增加0.063，于德國進口氮磷鉀復(fù)合肥相當(dāng)，可溶性固性物平均增加0.8，糖酸比平均增加1.23，果實品質(zhì)明顯提高。
一九九四年十二月十五日以上兩項鉀氮肥田間試驗成果通過了宜賓地區(qū)科學(xué)技術(shù)委員會鑒定。
實施例1、鉀明礬的制備配比和各單元數(shù)據(jù)返提鉀母液1000 L綠豆巖礦粉(-80目) 600 Kg硫酸(98％)254 L反應(yīng)溫度105-116 ℃反應(yīng)時間6 h返洗水一(補充蒸發(fā)失水) 530-550 L反應(yīng)終點體積1600 L放料體積(返洗水一1150L) 2750 L壓濾壓濾時間18-20分鐘，過濾面積41.25M2，過濾強度28.18Kg(干基)/m2.h，濾餅(SiO2)725.5Kg(含水48.6％)
濾液 1947L，39-40Be逆流洗滌用洗水二(2500L)做第一次洗滌入水，得到洗水一(2134L)；用洗水三(2700L)做第二次洗滌入水，得到洗水二(2500L)；用水(2800L)做第三次洗滌入水，洗至Ph＝6-7，洗水一、二、三分別進入儲池備用；濾餅用水調(diào)漿噴霧干燥 調(diào)漿 液∶固＝2∶1；納米介孔二氧化硅前驅(qū)物(吸附水≤1.5％)372.9Kg鉀明礬(吸附水≤4％) 425-426Kg母液I 1704L，比重1.33實施例2、納米介孔二氧化硅的制備將納米介孔二氧化硅前驅(qū)物372.9Kg，在650-700℃的溫度下焙燒2小時，然后冷卻至常溫，再通過自動加料器送入高速粉碎機粉碎即可得到納米介孔二氧化硅產(chǎn)品349.25Kg。
實施例3、銨明礬的制備配比和各單元數(shù)據(jù)返提鉀母液 2000L氨水(NH4OH52％) 116L反應(yīng)時間2h冷卻結(jié)晶1h終點溫度22℃離心分離 過濾強度1536Kg/h銨明礬 550.7Kg濾液(銨明礬母液)1.92M3實施例4、硫酸鎂的制備配比和各單元數(shù)據(jù)1)返銨明礬母液 1000L輕燒粉(MgO≥75％) 170.6Kg返洗水一610L反應(yīng)終點 pH＝6-7，V＝1680L(31Be，90℃)壓濾過濾強度 184L/M2.h濾液(硫酸鎂稀溶液) 1190L30-31Be洗滌用洗水二(616L)做第一次洗滌入水，得到洗水一(610L)；用洗水三(620L)做第二次洗滌入水，得到洗水二(616L)；用水(626L)做第三次洗滌入水，得到洗水三(620L)，洗水一、二、三分別進入儲池備用；濾餅544.4Kg(含水65-70％)
2)濾液蒸發(fā)濃縮硫酸鎂稀溶液(30Be) 1600L蒸發(fā)終點體積濃度 1040L，38-39Be冷卻結(jié)晶終點溫度22℃過濾過濾強度554.4LM2/h硫酸鎂(含水≤4％) 550Kg濾液(硫酸鎂母液) 580L(30Be)實施例5、無氯鉀氮肥和氫氧化鋁的制備配比和各單元數(shù)據(jù)1)返洗水一 900L氨水(NH4OH52％) 316L鉀明礬 600Kg反應(yīng)溫度 70-80℃反應(yīng)時間 2 h反應(yīng)終點體積 1576 L壓濾 過濾強度99.6Kg干基/M2.h濾液(液體鉀氮肥)1104L(16-17Be)氫氧化鋁漂洗 4×300L/次)漂洗溫度 70-80℃壓濾過濾強度100.6Kg干基/M2.h氫氧化鋁410-415(含水76％)氫氧化鋁干基98.4-99.6Kg2)液體鉀氮肥制備液體鉀氮肥1976L返母液 250L蒸發(fā)溫度 106-108℃蒸發(fā)終點濃度 45Be離心分離 596.2LM2/h結(jié)晶鉀氮肥 305.8Kg(含水≤4％)濾液(鉀氮肥母液) 250L八、產(chǎn)率(Kg)

九、全工藝系統(tǒng)原料、蒸汽和動力電消耗(Kg)

權(quán)利要求
1.綠豆巖制備納米介孔二氧化硅的方法，包括如下步驟①，配料綠豆巖礦粉∶工業(yè)硫酸∶母液1＝1∶0.78∶2.2(重量比)，第一批生產(chǎn)可不要母液1，綠豆巖礦粉與工業(yè)硫酸的比例不變，②，酸解將上述配比的綠豆巖礦粉和工業(yè)硫酸加入反應(yīng)釜中，加熱保持溫度在104-116℃，攪拌反應(yīng)6小時，③，過濾將反應(yīng)好的料漿送入壓濾機過濾，得濾液和濾餅，濾餅即為二氧化硅，一部分濾液返回步驟(1)、(2)作為母液1使用，④，洗滌除雜在過濾完酸解料漿后，在同一過濾設(shè)備上采用逆流洗滌法除去二氧化硅中可溶性雜質(zhì)，洗至壓濾機出水為pH＝6-7。⑤，干燥將二氧化硅干燥得納米介質(zhì)孔二氧化硅的前驅(qū)物，⑥，擴孔處理將納米介孔二氧化硅前驅(qū)物在650-700℃焙燒2小時，⑦、粉碎將擴孔處理后的納米介孔二氧化硅前驅(qū)物，經(jīng)粉碎機粉碎，制得的最終產(chǎn)品納米介孔二氧化硅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(3)所得的濾液送入結(jié)晶器中冷卻結(jié)晶，離心分離得到鉀明礬和母液1，將一部分母液1返回步驟(1)、(2)使用，一部分母液1進入下工序制備明礬和硫酸鎂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(5)中二氧化硅的干燥是用水調(diào)液固比二氧化硅∶水＝2∶1(重量百分比)，用噴霧干燥機或閃蒸干燥機干燥料漿得納米介孔二氧化硅的前驅(qū)物。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于帶攪拌的耐酸反應(yīng)釜中先定量加入母液1，在攪拌狀態(tài)下定量逐步加入氨水，反應(yīng)二小時，冷卻結(jié)晶至常溫，離心分離即得銨明礬和濾液。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于將濾液與輕燒粉在90-100℃加熱攪拌反應(yīng)，反應(yīng)終點pH＝6-7，料漿濃度31-32Be，過濾洗滌，過濾洗滌，濾液蒸發(fā)濃縮至38-39Be，冷卻結(jié)晶，離心分離得硫酸鎂。
全文摘要
本發(fā)明為綠豆巖制備納米介孔二氧化硅的方法，包括如下步驟1、配料綠豆巖礦粉∶工業(yè)硫酸∶母液1＝1∶0.78∶2.2(重量比)，第一批生產(chǎn)可不要母液1，綠豆巖礦粉與工業(yè)硫酸的比例不變，2、酸解將上述配比的綠豆巖礦粉和工業(yè)硫酸加入反應(yīng)釜中，加熱保持溫度在104－116℃，攪拌反應(yīng)6小時，3、過濾將反應(yīng)好的料漿送入壓濾機過濾，得母液和濾餅，濾餅即為二氧化硅。母液返回步驟(1)、(2)作為母液1使用，4、在過濾完酸解料漿后，在同一過濾設(shè)備上采用逆流洗滌法除去二氧化硅中可溶性雜質(zhì)，洗至壓濾機出水為pH＝6－7，5、干燥將二氧化硅干燥得納米介質(zhì)孔二氧化硅的前區(qū)物，6、擴孔處理將納米介孔二氧化硅前驅(qū)物在650－700℃焙燒2小時，7、粉碎將擴孔處理后的納米介孔二氧化硅前驅(qū)物，經(jīng)粉碎機粉碎，制得的最終產(chǎn)品納米介孔二氧化硅。
文檔編號C01F7/00GK1451606SQ0311792
公開日2003年10月29日 申請日期2003年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月26日
發(fā)明者商容生, 駱耀南, 涂銘旌 申請人:四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局成都綜合巖礦測試中心