專利名稱：硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻璃和硅酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于硫酸無機(jī)工業(yè)排放的綜合治理和利用的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用 硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻璃和硅酸的方法。
背景技術(shù)：
硫酸工業(yè)是以硫鐵礦為原料接觸法生產(chǎn)的硫酸，主要由原料、焙燒、凈化、轉(zhuǎn)化和 吸收五個工序組成。一般習(xí)慣上以凈化工藝流程，經(jīng)硫酸生產(chǎn)分成干法和濕法兩大類。濕 法凈化又有酸洗、熱濃酸洗和水洗之分。目前我國硫鐵礦制酸少數(shù)工廠是酸洗流程，多數(shù)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 礦焙燒提取硫后排出的殘渣。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、提取有色金屬和制造建筑材料的原料。單位硫酸產(chǎn)品的排放量與硫鐵礦的品位及工藝條件有關(guān)。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(dāng)硫鐵礦含硫量為25 35%時，一般生產(chǎn)每 噸約產(chǎn)生0. 7 1噸的燒結(jié)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%，氧化硅 含量為35. 73%，硫的含量為0. 16%。在《用化學(xué)法制備硫酸燒渣為氯化物的方法》等一系列的發(fā)明中，通過鹽酸凈化后 提取了四氧化三鐵、三氧化二鋁、氧化鈣、氧化鎂、氧化硅、單質(zhì)硫元素等，形成各種金屬鹽 后所剩余的酸不溶物為二氧化硅和單質(zhì)硫。本發(fā)明就是利用硫酸燒渣的處理廢渣制備水玻 璃和硅酸的方法。此方法是典型的三廢治理衍生的專利發(fā)明，其目的就是要把三廢里面的 各種物質(zhì)及元素吃干炸凈全部利用起來。通過幾個層次的分解廢渣污染源，以求最大可能 的減少化工三廢的二次或者三次的排放污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，對硫酸燒渣的治理廢渣進(jìn)行處理，綜合利用，制備 水玻璃和硅酸，提供一種用硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻璃和硅酸的方法，該方法有效的 避免了硫酸工業(yè)的二次污染，在一次排放中尋找潛力來吃干炸凈、變廢為寶，最后變成有價 值的硅系列產(chǎn)品，創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟(jì)效益。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻璃和 硅酸的方法，包括如下步驟將硫酸燒渣治理的一次排放廢渣(主要為二氧化硅和單質(zhì)硫等酸不溶物)用 10 15%的鹽酸溶液反復(fù)洗滌20 30分鐘，過濾后的濾餅用清水洗滌三次，使PH值達(dá)到 6 7再濾待用，獲得純凈濾餅；酸性濾液可循環(huán)洗滌使用，以節(jié)省成本且防止污染；酸性清 水洗液可勾兌鹽酸洗滌液，剩余部分通過堿性處理合理地排放；將上述獲得的純凈濾餅(二氧化硅計)與液體氫氧化鈉以純質(zhì)量比1 1. 13 1. 53混合于蒸汽加熱的壓力反應(yīng)器里，開動蒸汽加熱，使反應(yīng)壓力達(dá)到0. 7 0. SMpa后停 止通入直接蒸汽，用夾套蒸汽保溫，并維持此壓力3 8小時；之后將形成的硅酸鈉溶液過 濾，得到濾餅單質(zhì)硫，經(jīng)洗滌、干燥、粉碎、包裝得到單質(zhì)硫產(chǎn)品；將獲得的硅酸鈉液體再經(jīng) 輕濃縮、冷卻，獲得水玻璃液體產(chǎn)品；將上述獲得的水玻璃用水稀釋與稀硫酸混合，在PH值為6 7的環(huán)境條件下于 20 30°C進(jìn)行凝膠成型，用2 2. 3%的硫酸溶液于25 30°C的溫度浸泡3 5小時，用 溫度為陽 65°C的水洗滌至酸含量為4 6X10_5后通過篩子將膠撈出，經(jīng)一次烘干至水 分含量小于或等于10%，篩選，二次烘干至水分含量小于或等于2 %，制得細(xì)孔球狀硅膠；將上述制得的細(xì)孔球狀硅膠用鹽酸浸泡4 6小時后用純水洗滌，烘干72小時以 上，用純水洗滌后，再在70 80°C的溫度下二次烘干，制得硅酸產(chǎn)品。其化學(xué)反應(yīng)方程式如下Si02+2Na0H= = = = Na2Si03+H20Na2Si03+H2S04 = = = = Na2S04+H2Si03本發(fā)明的有益效果是其一，本發(fā)明提供了一種用硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻 璃和硅酸的方法，該方法有效的利用了硫酸燒渣的治理廢渣的物質(zhì)組成，對硫酸燒渣的治 理廢渣進(jìn)行處理，綜合利用，制備出水玻璃和硅酸。其二，水玻璃和硅酸用途廣，是兩種經(jīng)濟(jì) 價值較大的產(chǎn)品，提高了處理硫酸燒渣的治理廢渣的經(jīng)濟(jì)效益，創(chuàng)造了很大的收益回報，可 謂是化工綜合治理和利用的典范。其三，投資少，對處理硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻璃和 硅酸尤為適用，可以說開辟了一條新路。其四，制取物的純度高，質(zhì)量有保證。其五，該方法 有效的避免了硫酸工業(yè)的二次污染，在一次排放中尋找潛力來吃干炸凈、變廢為寶，最后變 成有價值的硅系列產(chǎn)品，創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟(jì)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制備水玻璃和硅酸的方法， 包括如下步驟取氧化硅含量為35. 73%的硫酸燒渣治理的一次排放廢渣500公斤制備水玻璃和 硅酸，將硫酸燒渣治理的一次排放廢渣(主要為二氧化硅和單質(zhì)硫等酸不溶物)用10 15%的鹽酸溶液反復(fù)洗滌20 30分鐘，過濾后的濾餅用清水洗滌三次，使PH值達(dá)到6 7 再濾待用，獲得純凈濾餅；酸性濾液可循環(huán)洗滌使用，以節(jié)省成本且防止污染；酸性清水洗 液可勾兌鹽酸洗滌液，剩余部分通過堿性處理合理地排放；將上述獲得的純凈濾餅(二氧化硅計)與液體氫氧化鈉以純質(zhì)量比1 1. 33混 合于蒸汽加熱的壓力反應(yīng)器里，開動蒸汽加熱，使反應(yīng)壓力達(dá)到0. 7 0. SMpa后停止通入 直接蒸汽，用夾套蒸汽保溫，并維持此壓力3 8小時；之后將形成的硅酸鈉溶液過濾，得到 濾餅單質(zhì)硫，經(jīng)洗滌、干燥、粉碎、包裝得到單質(zhì)硫產(chǎn)品；將獲得的硅酸鈉液體再經(jīng)輕濃縮、 冷卻，獲得362. 3公斤水玻璃液體產(chǎn)品；將上述獲得的水玻璃用水稀釋與稀硫酸混合，在PH值為6 7的環(huán)境條件下于 20 30°C進(jìn)行凝膠成型，用2 2. 3%的硫酸溶液于25 30°C的溫度浸泡3 5小時，用 溫度為陽 65°C的水洗滌至酸含量為4 6X10_5后通過篩子將膠撈出，經(jīng)一次烘干至水 分含量小于或等于10%，篩選，二次烘干至水分含量小于或等于2%，制得178. 2公斤細(xì)孔 球狀硅膠；
將上述制得的細(xì)孔球狀硅膠用鹽酸浸泡4 6小時后用純水洗滌，烘干72小時以 上，用純水洗滌后，再在70 80°C的溫度下二次烘干，制得231. 6公斤硅酸產(chǎn)品。實施例2，本實施例所述的一種用硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻璃和硅酸的方法， 包括如下步驟取氧化硅含量為35. 73%的硫酸燒渣治理的一次排放廢渣500公斤制備水玻璃和 硅酸，將硫酸燒渣治理的一次排放廢渣(主要為二氧化硅和單質(zhì)硫等酸不溶物)用10 15%的鹽酸溶液反復(fù)洗滌20 30分鐘，過濾后的濾餅用清水洗滌三次，使PH值達(dá)到6 7 再濾待用，獲得純凈濾餅；酸性濾液可循環(huán)洗滌使用，以節(jié)省成本且防止污染；酸性清水洗 液可勾兌鹽酸洗滌液，剩余部分通過堿性處理合理地排放；將上述獲得的純凈濾餅(二氧化硅計)與液體氫氧化鈉以純質(zhì)量比1 1. 53混 合于蒸汽加熱的壓力反應(yīng)器里，開動蒸汽加熱，使反應(yīng)壓力達(dá)到0. 7 0. SMpa后停止通入 直接蒸汽，用夾套蒸汽保溫，并維持此壓力3 8小時；之后將形成的硅酸鈉溶液過濾，得到 濾餅單質(zhì)硫，經(jīng)洗滌、干燥、粉碎、包裝得到單質(zhì)硫產(chǎn)品；將獲得的硅酸鈉液體再經(jīng)輕濃縮、 冷卻，獲得416. 8公斤水玻璃液體產(chǎn)品；將上述獲得的水玻璃用水稀釋與稀硫酸混合，在PH值為6 7的環(huán)境條件下于 20 30°C進(jìn)行凝膠成型，用2 2. 3%的硫酸溶液于25 30°C的溫度浸泡3 5小時，用 溫度為陽 65°C的水洗滌至酸含量為4 6X10_5后通過篩子將膠撈出，經(jīng)一次烘干至水 分含量小于或等于10%，篩選，二次烘干至水分含量小于或等于2%，制得205公斤細(xì)孔球 狀硅膠；將上述制得的細(xì)孔球狀硅膠用鹽酸浸泡4 6小時后用純水洗滌，烘干72小時以 上，用純水洗滌后，再在70 80°C的溫度下二次烘干，制得沈6. 5公斤硅酸產(chǎn)品。實施例3，本實施例所述的一種用硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻璃和硅酸的方法， 包括如下步驟取氧化硅含量為35. 73%的硫酸燒渣治理的一次排放廢渣500公斤制備水玻璃和 硅酸，將硫酸燒渣治理的一次排放廢渣(主要為二氧化硅和單質(zhì)硫等酸不溶物)用10 15%的鹽酸溶液反復(fù)洗滌20 30分鐘，過濾后的濾餅用清水洗滌三次，使PH值達(dá)到6 7 再濾待用，獲得純凈濾餅；酸性濾液可循環(huán)洗滌使用，以節(jié)省成本且防止污染；酸性清水洗 液可勾兌鹽酸洗滌液，剩余部分通過堿性處理合理地排放；將上述獲得的純凈濾餅(二氧化硅計)與液體氫氧化鈉以純質(zhì)量比1 1. 13混 合于蒸汽加熱的壓力反應(yīng)器里，開動蒸汽加熱，使反應(yīng)壓力達(dá)到0. 7 0. SMpa后停止通入 直接蒸汽，用夾套蒸汽保溫，并維持此壓力3 8小時；之后將形成的硅酸鈉溶液過濾，得到 濾餅單質(zhì)硫，經(jīng)洗滌、干燥、粉碎、包裝得到單質(zhì)硫產(chǎn)品；將獲得的硅酸鈉液體再經(jīng)輕濃縮、 冷卻，獲得307. 9公斤水玻璃液體產(chǎn)品；將上述獲得的水玻璃用水稀釋與稀硫酸混合，在PH值為6 7的環(huán)境條件下于 20 30°C進(jìn)行凝膠成型，用2 2. 3%的硫酸溶液于25 30°C的溫度浸泡3 5小時，用 溫度為陽 65°C的水洗滌至酸含量為4 6X10_5后通過篩子將膠撈出，經(jīng)一次烘干至水 分含量小于或等于10%，篩選，二次烘干至水分含量小于或等于2%，制得151. 4公斤細(xì)孔 球狀硅膠；將上述制得的細(xì)孔球狀硅膠用鹽酸浸泡4 6小時后用純水洗滌，烘干72小時以
5上，用純水洗滌后，再在70 80°C的溫度下二次烘干，制得196. 9公斤硅酸產(chǎn)品。
以上所述僅是本發(fā)明的三個優(yōu)選實施例，并非用來限制本發(fā)明，凡其類似的實施 例，都應(yīng)涵蓋于本發(fā)明專利的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻璃和硅酸的方法，其特征是包括如下步驟 將硫酸燒渣治理的一次排放廢渣用10 15%的鹽酸溶液反復(fù)洗滌20 30分鐘，過濾 后的濾餅用清水洗滌三次，使PH值達(dá)到6 7再濾待用，獲得純凈濾餅；酸性濾液可循環(huán)洗 滌使用，以節(jié)省成本且防止污染；酸性清水洗液可勾兌鹽酸洗滌液，剩余部分通過堿性處理 合理地排放；將上述獲得的純凈濾餅與液體氫氧化鈉以純質(zhì)量比1 1.13 1.53混合于蒸汽加熱 的壓力反應(yīng)器里，開動蒸汽加熱，使反應(yīng)壓力達(dá)到0. 7 0. SMpa后停止通入直接蒸汽，用夾 套蒸汽保溫，并維持此壓力3 8小時；之后將形成的硅酸鈉溶液過濾，得到濾餅單質(zhì)硫，經(jīng) 洗滌、干燥、粉碎、包裝得到單質(zhì)硫產(chǎn)品；將獲得的硅酸鈉液體再經(jīng)輕濃縮、冷卻，獲得水玻 璃液體產(chǎn)品；將上述獲得的水玻璃用水稀釋與稀硫酸混合，在PH值為6 7的環(huán)境條件下于20 30°C進(jìn)行凝膠成型，用2 2. 3%的硫酸溶液于25 30°C的溫度浸泡3 5小時，用溫度 為55 65°C的水洗滌至酸含量為4 6X 10_5后通過篩子將膠撈出，經(jīng)一次烘干至水分含 量小于或等于10%，篩選，二次烘干至水分含量小于或等于2 %，制得細(xì)孔球狀硅膠；將上述制得的細(xì)孔球狀硅膠用鹽酸浸泡4 6小時后用純水洗滌，烘干72小時以上， 用純水洗滌后，再在70 80°C的溫度下二次烘干，制得硅酸產(chǎn)品。
全文摘要
硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻璃和硅酸的方法，包括如下步驟將硫酸燒渣治理的一次排放廢渣用10～15％的鹽酸溶液反復(fù)洗滌20～30分鐘，過濾后的濾餅用清水洗滌三次，過濾獲得純凈濾餅；將純凈濾餅與液體氫氧化鈉以純質(zhì)量比1∶1.13～1.53混合于蒸汽加熱的壓力反應(yīng)器里進(jìn)行反應(yīng)；之后將形成的硅酸鈉溶液過濾，將獲得的硅酸鈉液體再經(jīng)輕濃縮、冷卻，獲得水玻璃液體產(chǎn)品；將獲得的水玻璃用水稀釋與稀硫酸混合進(jìn)行凝膠成型，用篩子將膠撈出，篩選，烘干，制得細(xì)孔球狀硅膠。將細(xì)孔球狀硅膠用鹽酸浸泡4～6小時后用純水洗滌，烘干制得硅酸產(chǎn)品。本發(fā)明以硫酸燒渣的治理廢渣為原料制備水玻璃和硅酸，變廢為寶，創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號C01B17/027GK102092728SQ20101056907
公開日2011年6月15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)明者何俠 申請人:何俠