專利名稱：一種提高硅的提取效率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及硅，特別設(shè)計一種提高硅的提取效率的方法。背景技術(shù)：
晶體硅為灰黑色，屬于原子晶體，硬而有金屬光澤，有半導體性 質(zhì)。硅的化學性質(zhì)比較活潑，在高溫下能與氧等多種元素化合，不溶于水、硝酸和鹽酸，溶于 氫氟酸和堿液，用于制造合金如硅鐵、硅鋼等，單晶硅是一種重要的半導體材料，用于制造 大功率晶體管、整流器、太陽能電池等。硅酸鹽礦渣、尾礦、等難溶礦物或玻璃是當前我國一類非常典型的固體廢物，目前 一般用作生產(chǎn)水泥。由于硅酸鹽所特有的玻璃網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)具有良好的化學穩(wěn)定性，很難利用 傳統(tǒng)冶金的方法和原理直接從中硅酸鹽礦渣、尾礦、等難溶礦物或玻璃中提取硅。目前從中 硅酸鹽礦渣、尾礦、等難溶礦物或玻璃中提取硅時，一般先將其與固體氫氧化鈉混合，然后 加熱到一定溫度如600°C熟化一段時間，再以水作為溶劑進行浸提。與氫氧化鈉溶液直接浸 提法相比，盡管此法能在一定程度上提高取效率，但其提取效率仍然較低，溫度高，能耗大， 且需要一至兩天的時間。這些方法都不能很好地解決硅酸鹽礦渣、尾礦、等難溶礦物或玻璃 中硅的提取問題。近來研究表明亞臨界或超臨界水能將飛灰中的玻璃顆粒打碎，即亞臨界或超臨界 水對玻璃顆粒具有破碎作用；另外，在亞臨界或超臨界條件下，水分子很容易地擴散到玻璃 中與其堿金屬氧化物(Si-O-Na+)發(fā)生反應形成OH-離子(Si-0H+Na++0H-)，OH-會使玻璃 網(wǎng)絡(luò)的Ξ Si-O-Si ε鍵發(fā)生斷裂生成(Si-OH+Na+O-Si)。因此，亞臨界或超臨界水能有效地 破壞玻璃的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
1、發(fā)明目的；本發(fā)明的目的旨在克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種從硅酸鹽 礦渣、尾礦、等難溶礦物或玻璃中快速提取硅的方法。2、技術(shù)方案本發(fā)明的技術(shù)方案是一種提高硅的提取效率的方法，依次包括如 下步驟將原料破碎至粒徑1 2mm ；再將其與NaOH混合均勻，放入高壓反應釜中，加入水， 控制高壓反應釜反應溫度為250-420°C，反應壓強0. 2MPa，釜內(nèi)攪拌速度為500r/min，反應 1- ；開啟釜體冷卻系統(tǒng)，冷卻至室溫，過濾分離得到硅液。3、有益效果與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有下列特點和有益效果①本發(fā)明以硅 酸鹽礦渣、尾礦、等難溶礦物或玻璃為原料，采用亞/超臨界水-NaOH提取工藝，克服了 常規(guī)提取硅過程中效率低，能耗大，耗時長等缺陷，制備得到硅；結(jié)果表明硅的提取率為 86. 54% ；②工藝操作簡便、易于控制、生產(chǎn)成本低，且工藝過程對環(huán)境無污染；③工藝對制 備硅的硅酸鹽礦渣、尾礦、等難溶礦物或玻璃原料成分無嚴格要求，適用范圍廣；所制備的 產(chǎn)品可廣泛應用于航空航天、電子電氣、建筑、運輸、化工、紡織、食品、輕工、醫(yī)療等行業(yè)，具 有廣闊的應用前景。

說明書附圖是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實施方式
下面是本發(fā)明的幾個具體實施實例。本發(fā)明不限于這些實施 例。
實施例1 :以電子垃圾彩色陰極射線顯示器屏玻璃為原料，先用機械破碎法將其 破碎至約1 3cm，再進一步用行星式球磨機破碎至粒徑小于0. 5mm。取5g玻璃粉，加入 5gNa0H混合均勻，放入200mL的高壓反應釜中，加入120mL水。控制高壓反應釜反應溫度為 420°C，反應壓強0. 2MPa，釜內(nèi)攪拌速度為500r/min，反應Ih ；開啟釜體冷卻系統(tǒng)，冷卻至室 溫，過濾分離，用電感耦合等離子體光譜儀(OPTIMA 2000)分析溶液和反應前樣品及反應 后殘渣(固體采用HN03/Ha04/HF法消解)中硅的分布。結(jié)果表明硅的提取率為86. 54%, 其濃度為9. 65g/L。實施例2 取等離子體顯示器玻璃為原料，粗破碎至約1 3cm，再用行星式球磨機 破碎至粒徑1 2mm。取5g玻璃粉，加入IOg NaOH混合均勻，放入200mL的高壓反應釜中， 加入120mL水，控制高壓反應釜反應溫度為300°C，反應壓強0. 2MPa，釜內(nèi)攪拌速度為500r/ min，反應池；開啟釜體冷卻系統(tǒng)，冷卻至室溫，過濾分離，得到硅液。實施例3 以硅酸鹽礦渣為原料，先用機械破碎法將其破碎至約1 3cm，再進一步 用行星式球磨機破碎至粒徑0. 5 1mm。取5g礦渣，加入20g NaOH混合均勻，放入200mL 的高壓反應釜中，加入120mL水。控制高壓反應釜反應溫度為250°C，反應壓強0. 2MPa，釜 內(nèi)攪拌速度為500r/min，反應證；開啟釜體冷卻系統(tǒng)，冷卻至室溫，過濾分離，得到硅液。
權(quán)利要求
1. 一種提高硅的提取效率的方法，依次包括如下步驟將原料破碎至粒徑1 2mm;再將其與NaOH混合均勻，放入高壓反應釜中，加入水，控制高壓反應釜反應溫度為 250-420°C，反應壓強0. 2MPa，釜內(nèi)攪拌速度為500r/min，反應1- ；開啟釜體冷卻系統(tǒng)，冷 卻至室溫，過濾分離得到硅液。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高硅的提取效率的方法，它是將原料破碎至粒徑1～2mm；再將其與NaOH混合均勻，放入高壓反應釜中，加入水，控制高壓反應釜反應溫度為250-420℃，反應壓強0.2MPa，釜內(nèi)攪拌速度為500r/min，反應1-5h；開啟釜體冷卻系統(tǒng)，冷卻至室溫，過濾分離得到硅液。本發(fā)明效率高，能耗低，耗時短，工藝簡便，易于控制，對環(huán)境無污染；產(chǎn)品可廣泛應用于航空航天、電子電氣、建筑、運輸、化工、紡織、食品、輕工、醫(yī)療等行業(yè)。
文檔編號C01B33/021GK102079522SQ20101056664
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者嚴翠平, 姜鵬飛, 諶書, 陳夢君, 陳海焱 申請人:西南科技大學