專利名稱：一種利用黃磷爐渣制備氯化鈣聯(lián)產(chǎn)水玻璃的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉無(wú)機(jī)化工三廢治理和利用的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用黃磷爐渣制備氯化鈣聯(lián)產(chǎn)水玻璃的方法。
背景技術(shù)：
黃磷爐渣是黃磷廠排放的工業(yè)廢渣每生產(chǎn)一噸黃磷要排放8 10噸的黃磷爐 渣，目前我國(guó)黃磷爐渣的排放量達(dá)200多萬(wàn)噸，長(zhǎng)期以來(lái)未得到有效利用，作為工業(yè)廢渣堆 積如山。由于黃磷渣中含有少量的磷酸根離子和氟離子，在雨水中會(huì)逐漸溶解而滲入在下， 嚴(yán)重污染環(huán)境。黃磷爐渣是利用磷礦石生產(chǎn)黃磷后的工業(yè)副產(chǎn)品，在冶煉過(guò)程中，處于熔融狀態(tài) 下的磷渣經(jīng)水淬而冷卻，經(jīng)分析其中的主要成分是硅酸鹽玻璃體，SiO2和CaO總含量近 90%，具有潛在的水化活性。氯化鈣是一種被廣泛應(yīng)用的產(chǎn)品，無(wú)水氯化鈣不僅僅是工業(yè)和實(shí)驗(yàn)室常用干燥 齊U，如用于氮?dú)?、氧氣、氫氣、氯化氫、二氧化硫等氣體的干燥，但不能用來(lái)干燥乙醇和氨。生 產(chǎn)醇、酯、醚和丙烯酸樹(shù)脂時(shí)用作脫水劑；而且還是無(wú)機(jī)工業(yè)用作制造金屬鈣、氯化鋇、各種 鈣鹽(如磷酸鈣等)的原料；是建筑工業(yè)用作防凍劑，以加速混凝土硬化和增加建筑砂漿的 耐寒能力；是微生物工業(yè)用作單倍體育種的培養(yǎng)基；是分析化學(xué)中用于測(cè)定鋼鐵含碳量、 全血葡萄溶、血清無(wú)機(jī)磷和血清堿性磷酸酶的活力等；是用作鋁鎂冶金的保護(hù)劑、精煉劑； 此外，還用作織物的防火劑、海港的消霧劑、路面的集塵劑和食品的防腐劑等等。而水玻璃，由于具有很強(qiáng)的吸濕性，易結(jié)塊狀，是生廠電子管、電視機(jī)顯像管、電腦 顯示器玻璃殼的原料；不僅用于油墨、電纜、照像、藥品、聚脂、炸藥、制革、陶瓷、建材、水晶 及醫(yī)藥的生產(chǎn)；而且還廣泛的被用于包裝材料的膠粘劑、清潔劑的原料、耐火材料及鑄造業(yè) 的原料、制造化工產(chǎn)品的原料、混凝土的速凝劑，酸腐蝕工程等等。為了充分利用廢棄的黃磷爐渣，人們對(duì)此進(jìn)行大量研究，如申請(qǐng)?zhí)枮?0104711. 2 就公開(kāi)了一種利用黃磷爐渣制取炭黑的方法，又如申請(qǐng)?zhí)枮?00810007832公開(kāi)了一種用 磷渣生產(chǎn)壓延式微晶玻璃裝飾板材的方法，等等。但是還沒(méi)有利用黃磷爐渣生產(chǎn)氯化鈣的 同時(shí)聯(lián)產(chǎn)水玻璃的相關(guān)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供了一種利用黃磷爐渣制備氯化 鈣聯(lián)產(chǎn)水玻璃的方法，該方法不但工藝簡(jiǎn)單易行，而且變廢為寶，創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值的 同時(shí)還消除了化工廢渣，治理了環(huán)境污染。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種利用黃磷爐渣制備氯化鈣聯(lián)產(chǎn)水玻璃的方法，包括黃磷爐渣的凈化過(guò)程和合 成水玻璃過(guò)程為；所述的黃磷爐渣的凈化過(guò)程為先將折算好的黃磷爐渣中的純氧化鈣與鹽酸溶液按照純物質(zhì)的質(zhì)量比1 1.1 1.5置于凈化器中反應(yīng)；再將反應(yīng)后的物質(zhì)經(jīng)過(guò)抽濾器抽 濾，得到澄清的氯化鈣溶液和二氧化硅濾餅；
其中，澄清液進(jìn)入減壓蒸餾器進(jìn)行深蒸溜；待全部結(jié)晶析出時(shí)候，排出固體經(jīng)冷卻 器冷卻得到無(wú)水氯化鈣產(chǎn)品。所述的合成水玻璃過(guò)程為將剩下二氧化硅濾餅，其中二氧化硅濾餅的重量為氧 化鈣重量的83%，再與氫氧化鈉按照純物質(zhì)的質(zhì)量比1 1.1 5.1投入到臥式反應(yīng)桶里， 在徐徐的轉(zhuǎn)動(dòng)下進(jìn)行攪拌，使二氧化硅完全溶解，待二氧化硅完全溶解后放出反應(yīng)桶進(jìn)行 冷卻，待達(dá)到常溫的時(shí)候裝桶包裝成為水玻璃產(chǎn)品。所述的黃磷爐渣的凈化過(guò)程中，其中，澄清液進(jìn)入減壓蒸餾器進(jìn)行深蒸溜；當(dāng)有固 體析出時(shí)候，將固體排出來(lái)冷卻得到兩水氯化鈣產(chǎn)品。在合成水玻璃過(guò)程中，將剩下二氧化硅濾餅與氫氧化鈉在徐徐的轉(zhuǎn)動(dòng)下進(jìn)行攪 拌，按照所需要的膜數(shù)進(jìn)行調(diào)配得到中膜數(shù)的水玻璃產(chǎn)品。其化學(xué)反應(yīng)原理為黃磷爐渣的凈化過(guò)程的學(xué)反應(yīng)原理為Ca0+2HCl = = = CaCl2+H20黃磷爐渣里除去氧化鈣還剩下氧化硅主要成分；合成水玻璃過(guò)程的學(xué)反應(yīng)原理為Si02+2Na0H = = = Na2Si03+H20本發(fā)明利用黃磷爐渣制備氯化鈣聯(lián)產(chǎn)水玻璃，主要包括黃磷爐渣的凈化過(guò)程和合 成水玻璃兩個(gè)過(guò)程為；本發(fā)明是從市場(chǎng)的實(shí)際需求出發(fā)，采用化學(xué)方法對(duì)黃磷爐渣進(jìn)行處 理，工藝及生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單，生產(chǎn)力強(qiáng)，不但能變廢為寶，將黃磷爐渣變?yōu)槁然}，同時(shí)還聯(lián)產(chǎn) 水玻璃；另外，本發(fā)明在制備氯化鈣聯(lián)產(chǎn)水玻璃的過(guò)程中，通過(guò)控制工藝條件，還可以同時(shí) 生產(chǎn)部分中間產(chǎn)品，例如兩水氯化鈣產(chǎn)品和按照所需要的膜數(shù)進(jìn)行調(diào)配得到中膜數(shù)的水玻 璃產(chǎn)品。本發(fā)明是一種比較實(shí)際的處理和利用的方法，該方法利用廢棄的黃磷爐且工藝簡(jiǎn) 單，生產(chǎn)成本低廉，其產(chǎn)品氯化鈣和水玻璃的市場(chǎng)需求量大，不但消除了化工廢渣，治理了 環(huán)境污染，而且還能創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。


圖1是黃磷爐渣產(chǎn)生氯化鈣和水玻璃的工藝流程示意圖，其中1-凈化器，2-抽濾器，3-減壓蒸餾器，4-冷卻器，5-氯化鈣產(chǎn)品，6-反應(yīng)桶，7-水玻璃產(chǎn)品。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1一種利用黃磷爐渣制備氯化鈣聯(lián)產(chǎn)水玻璃的方法；包括黃磷爐渣的凈化過(guò)程和合 成水玻璃過(guò)程為；所述的黃磷爐渣的凈化過(guò)程為先將折算好的黃磷爐渣中的純氧化鈣200kg與鹽 酸溶液按照純物質(zhì)的質(zhì)量比1 1.1置于凈化器1中反應(yīng)；再將反應(yīng)后的物質(zhì)經(jīng)過(guò)抽濾器 2抽濾，得到澄清的氯化鈣溶液和二氧化硅濾餅；其中，澄清液進(jìn)入減壓蒸餾器3進(jìn)行深蒸溜；待全部結(jié)晶析出時(shí)候，排出固體經(jīng)冷卻器4冷卻得到334. 52kg無(wú)水氯化鈣產(chǎn)品5。所述的合成水玻璃過(guò)程為剩下二氧化硅濾餅數(shù)量為氧化鈣數(shù)量的83%重量是 277. 65kg，再與氫氧化鈉按照純物質(zhì)的質(zhì)量比1 1.1投入到臥式反應(yīng)桶6里，在徐徐的轉(zhuǎn) 動(dòng)下進(jìn)行攪拌，使二氧化硅完全溶解，待二氧化硅完全溶解后放出反應(yīng)桶進(jìn)行冷卻，待達(dá)到 常溫的時(shí)候裝桶包裝成為465. 75kg水玻璃產(chǎn)品7。實(shí)施例2一種利用黃磷爐渣制備氯化鈣聯(lián)產(chǎn)水玻璃的方法；包括黃磷爐渣的凈化過(guò)程和合 成水玻璃過(guò)程為；所述的黃磷爐渣的凈化過(guò)程為先將折算好的黃磷爐渣中的純氧化鈣200kg與鹽 酸溶液按照純物質(zhì)的質(zhì)量比1 1.3置于凈化器1中反應(yīng)；再將反應(yīng)后的物質(zhì)經(jīng)過(guò)抽濾器 2抽濾，得到澄清的氯化鈣溶液和二氧化硅濾餅；其中，澄清液進(jìn)入減壓蒸餾器3進(jìn)行深蒸溜；待全部結(jié)晶析出時(shí)候，排出固體經(jīng)冷 卻器4冷卻得到395. 34kg無(wú)水氯化鈣產(chǎn)品5。所述的合成水玻璃過(guò)程為剩下二氧化硅濾餅數(shù)量為氧化鈣數(shù)量的83%重量是 328. 13kg，再與氫氧化鈉按照純物質(zhì)的質(zhì)量比1 2.1投入到臥式反應(yīng)桶6里，在徐徐的轉(zhuǎn) 動(dòng)下進(jìn)行攪拌，使二氧化硅完全溶解，待二氧化硅完全溶解后放出反應(yīng)桶進(jìn)行冷卻，待達(dá)到 常溫的時(shí)候裝桶包裝成為667. 20kg水玻璃產(chǎn)品7。實(shí)施例3一種利用黃磷爐渣制備氯化鈣聯(lián)產(chǎn)水玻璃的方法；包括黃磷爐渣的凈化過(guò)程和合 成水玻璃過(guò)程為；所述的黃磷爐渣的凈化過(guò)程為先將折算好的黃磷爐渣中的純氧化鈣200kg與鹽 酸溶液按照純物質(zhì)的質(zhì)量比1 1.5置于凈化器1中反應(yīng)；再將反應(yīng)后的物質(zhì)經(jīng)過(guò)抽濾器 2抽濾，得到澄清的氯化鈣溶液和二氧化硅濾餅；其中，澄清液進(jìn)入減壓蒸餾器3進(jìn)行深蒸溜；待全部結(jié)晶析出時(shí)候，排出固體經(jīng)冷 卻器4冷卻得到456. 16kg無(wú)水氯化鈣產(chǎn)品5。所述的合成水玻璃過(guò)程為剩下二氧化硅濾餅數(shù)量為氧化鈣數(shù)量的83%重量是 378. 61kg，再與氫氧化鈉按照純物質(zhì)的質(zhì)量比1 5.1投入到臥式反應(yīng)桶6里，在徐徐的轉(zhuǎn) 動(dòng)下進(jìn)行攪拌，使二氧化硅完全溶解，待二氧化硅完全溶解后放出反應(yīng)桶進(jìn)行冷卻，待達(dá)到 常溫的時(shí)候裝桶包裝成為769. 84kg水玻璃產(chǎn)品7。 上述實(shí)施例，只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用來(lái)限制本發(fā)明實(shí)施范圍，故凡以本 發(fā)明權(quán)利要求所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均應(yīng)包括在本發(fā)明權(quán)利要 求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種利用黃磷爐渣制備氯化鈣聯(lián)產(chǎn)水玻璃的方法；其特征在于包括黃磷爐渣的凈化過(guò)程和合成水玻璃過(guò)程為；所述的黃磷爐渣的凈化過(guò)程為先將折算好的黃磷爐渣中的純氧化鈣與鹽酸溶液按照純物質(zhì)的質(zhì)量比1∶1.1～1.5置于凈化器(1)中反應(yīng)；再將反應(yīng)后的物質(zhì)經(jīng)過(guò)抽濾器(2)抽濾，得到澄清的氯化鈣溶液和二氧化硅濾餅；其中，澄清的氯化鈣溶液進(jìn)入減壓蒸餾器(3)進(jìn)行深蒸溜；待全部結(jié)晶析出時(shí)候，排出固體經(jīng)冷卻器(4)冷卻得到無(wú)水氯化鈣產(chǎn)品(5)。所述的合成水玻璃過(guò)程為將剩下的重量為氧化鈣重量83％的二氧化硅濾餅，再與氫氧化鈉按照純物質(zhì)的質(zhì)量比1∶1.1～5.1投入到反應(yīng)桶(6)里，在徐徐的轉(zhuǎn)動(dòng)下進(jìn)行攪拌，使二氧化硅完全溶解，待二氧化硅完全溶解后放出反應(yīng)桶進(jìn)行冷卻，待達(dá)到常溫的時(shí)候裝桶包裝成為水玻璃產(chǎn)品(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用黃磷爐渣制備氯化鈣聯(lián)產(chǎn)水玻璃的方法；其特征在于 所述的黃磷爐渣的凈化過(guò)程中，其中，澄清液進(jìn)入減壓蒸餾器(3)進(jìn)行深蒸溜；當(dāng)有固體析 出時(shí)候，將固體排出來(lái)冷卻(4)得到兩水氯化鈣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用黃磷爐渣制備氯化鈣聯(lián)產(chǎn)水玻璃的方法；其特征在于 在合成水玻璃過(guò)程中，將剩下二氧化硅濾餅與氫氧化鈉在徐徐的轉(zhuǎn)動(dòng)下進(jìn)行攪拌，按照所 需要的膜數(shù)進(jìn)行調(diào)配得到中膜數(shù)的水玻璃產(chǎn)品。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用黃磷爐渣制備氯化鈣聯(lián)產(chǎn)水玻璃的方法；其特征在于 合成水玻璃過(guò)程中，所述的反應(yīng)桶(6)為臥式。
全文摘要
本發(fā)明涉無(wú)機(jī)化工三廢治理和利用的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用黃磷爐渣制備氯化鈣聯(lián)產(chǎn)水玻璃的方法；其技術(shù)特征在于黃磷爐渣里的氧化鈣與鹽酸反應(yīng)生成氯鈣，氯化鈣經(jīng)減壓蒸餾、冷卻得到無(wú)水氯化鈣產(chǎn)品，黃磷爐渣里面剩下的二氧化硅與氫氧化鈉在臥式轉(zhuǎn)桶里反應(yīng)得到硅酸鈉水溶液既是水玻璃；本發(fā)明的不僅生產(chǎn)的成本低廉、利潤(rùn)高，其產(chǎn)品氯化鈣和水玻璃的市場(chǎng)需求量大，而其工藝及生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單；是一種比較實(shí)際的三廢治理和利用的方法，該方法不但消除了化工廢渣，治理了環(huán)境污染，而且還能創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
文檔編號(hào)C01F11/28GK101863505SQ201019050050
公開(kāi)日2010年10月20日 申請(qǐng)日期2010年2月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月11日
發(fā)明者王嘉興 申請(qǐng)人:汪晉強(qiáng)