一種利用硫酸燒渣生產(chǎn)水玻璃和粗孔球狀硅膠的方法
【專利摘要】一種利用硫酸燒渣生產(chǎn)水玻璃和粗孔球狀硅膠的方法，包括如下步驟：將硫酸燒渣治理的一次排放廢渣用9～16％的鹽酸溶液反復(fù)洗滌21～32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∶1.08～1.58混合于蒸汽加熱的壓力反應(yīng)器里進(jìn)行反應(yīng)；將形成的硅酸鈉溶液過濾，將硅酸鈉液體經(jīng)輕濃縮、冷卻，獲得水玻璃液體產(chǎn)品；將水玻璃液體用水稀釋與稀硫酸混合，進(jìn)行膠凝球，老化6小時，用52～68℃的溫水洗滌，再用0.13～0.21％的氨水浸泡處理6小時，烘干，制得粗孔球狀硅膠。本發(fā)明以硫酸燒渣的治理廢渣為原料制備水玻璃和粗孔球狀硅膠，變廢為寶，創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說明】
一種利用硫酸燒渣生產(chǎn)水玻璃和粗孔球狀硅膠的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及硫酸無機(jī)工業(yè)排放的綜合治理和利用的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種利用硫酸燒渣生產(chǎn)水玻璃和粗孔球狀硅膠的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]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)化和吸收等幾個工序組成。一般習(xí)慣上以凈化工藝流程，將硫酸生產(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。
[0003]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。
[0004]單位硫酸產(chǎn)品的燒渣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?I噸的燒結(jié)渣。其中，硫酸燒渣的各種成分及百分含量為: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%。
[0005]目前，硫酸燒渣的綜合利用并不理想，除了少部分用作煉鐵和建筑材料外，大部分采用堆填處理，造成了資源的浪費和環(huán)境的污染。
[0006]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粗孔球狀硅膠的方法。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】

[0007]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，制備水玻璃和粗孔球狀硅膠，提供一種利用硫酸燒渣生產(chǎn)水玻璃和粗孔球狀硅膠的方法，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，保護(hù)了環(huán)境。
[0008]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種利用硫酸燒渣生產(chǎn)水玻璃和粗孔球狀硅膠的方法，包括如下步驟:
[0009]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9?16%的鹽酸溶液反復(fù)洗滌21?32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；
[0010]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: 1.08?1.58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?0.8Mpa后停止通入直接蒸汽，用夾套蒸汽保溫，并維持此壓力4?9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；
[0011 ] 將上述獲得的水玻璃液體用水稀釋與稀硫酸混合，在PH值為5?8的環(huán)境下于溫度為21?33°C時進(jìn)行膠凝球，老化6小時，用52?68°C的溫水洗滌，再用0.13?0.21 %的氨水浸泡處理6小時，以擴(kuò)大膠球孔徑，浸泡后經(jīng)第一次烘干至水分含量小于或等于10%，篩選后第二次烘干至水分含量小于或等于2%，制得粗孔球狀硅膠。
[0012]本發(fā)明的化學(xué)反應(yīng)方程式如下:
[0013]Si02+2Na0H = Na2Si03+H20
[0014]Na2Si03+H2S04 = Na2S04+Si02+H20
[0015]本發(fā)明的有益效果是:其一，本發(fā)明提供了一種用一種利用硫酸燒渣生產(chǎn)水玻璃和粗孔球狀硅膠的方法，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，制備出水玻璃和粗孔球狀硅膠。其二，水玻璃和粗孔球狀硅膠用途廣，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粗孔球狀硅膠尤為適用，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。
【具體實施方式】
[0016]實施例一，本實施例所述的一種利用硫酸燒渣生產(chǎn)水玻璃和粗孔球狀硅膠的方法，包括如下步驟:
[0017]取氧化硅含量為35.73%的硫酸燒渣治理的一次排放廢渣500公斤制備水玻璃和粗孔球狀硅膠，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9?16%的鹽酸溶液反復(fù)洗滌21?32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；
[0018]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: L 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4?9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；
[0019]將上述獲得的水玻璃液體用水稀釋與稀硫酸混合，在PH值為5?8的環(huán)境下于溫度為21?33°C時進(jìn)行膠凝球，老化6小時，用52?68°C的溫水洗滌，再用0.13?0.21 %的氨水浸泡處理6小時，以擴(kuò)大膠球孔徑，浸泡后經(jīng)第一次烘干至水分含量小于或等于10%，篩選后第二次烘干至水分含量小于或等于2%，制得231.6公斤粗孔球狀硅膠。
[0020]實施例二，本實施例所述的一種利用硫酸燒渣生產(chǎn)水玻璃和粗孔球狀硅膠的方法，包括如下步驟:
[0021 ] 取氧化硅含量為35.73%的硫酸燒渣治理的一次排放廢渣500公斤制備水玻璃和粗孔球狀硅膠，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9?16%的鹽酸溶液反復(fù)洗滌21?32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；
[0022]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4?9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；
[0023]將上述獲得的水玻璃液體用水稀釋與稀硫酸混合，在PH值為5?8的環(huán)境下于溫度為21?33°C時進(jìn)行膠凝球，老化6小時，用52?68°C的溫水洗滌，再用0.13?0.21 %的氨水浸泡處理6小時，以擴(kuò)大膠球孔徑，浸泡后經(jīng)第一次烘干至水分含量小于或等于10%，篩選后第二次烘干至水分含量小于或等于2%，制得266.5公斤粗孔球狀硅膠。
[0024]實施例三，本實施例所述的一種利用硫酸燒渣生產(chǎn)水玻璃和粗孔球狀硅膠的方法，包括如下步驟:
[0025]取氧化硅含量為35.73%的硫酸燒渣治理的一次排放廢渣500公斤制備水玻璃和粗孔球狀硅膠，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9?16%的鹽酸溶液反復(fù)洗滌21?32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；
[0026]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: L 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4?9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；
[0027]將上述獲得的水玻璃液體用水稀釋與稀硫酸混合，在PH值為5?8的環(huán)境下于溫度為21?33°C時進(jìn)行膠凝球，老化6小時，用52?68°C的溫水洗滌，再用0.13?0.21 %的氨水浸泡處理6小時，以擴(kuò)大膠球孔徑，浸泡后經(jīng)第一次烘干至水分含量小于或等于10%，篩選后第二次烘干至水分含量小于或等于2%，制得196.9公斤粗孔球狀硅膠。
[0028]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。
【主權(quán)項】
1.一種利用硫酸燒渣生產(chǎn)水玻璃和粗孔球狀硅膠的方法，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9?16%的鹽酸溶液反復(fù)洗滌21?32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: 1.08?1.58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4?9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液體用水稀釋與稀硫酸混合，在PH值為5?8的環(huán)境下于溫度為21?33°C時進(jìn)行膠凝球，老化6小時，用52?68°C的溫水洗滌，再用0.13?.0.21%的氨水浸泡處理6小時，以擴(kuò)大膠球孔徑，浸泡后經(jīng)第一次烘干至水分含量小于或等于10%，篩選后第二次烘干至水分含量小于或等于2%，制得粗孔球狀硅膠。
【文檔編號】C01B33/16GK105883833SQ201410499683
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年9月18日
【發(fā)明人】鄧家國
【申請人】常德云港生物科技有限公司