專利名稱：硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻璃和活性硅膠的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于硫酸無(wú)機(jī)工業(yè)排放的綜合治理和利用的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種硫酸燒渣的處理廢渣制備水玻璃和活性硅膠的方法。
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(gè)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(guó)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?jiān)?。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(lái)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(shí)，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(guò)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。對(duì)于所剩余的酸不溶物二氧化硅和單質(zhì)硫如何利用？這一尚待解決的課題關(guān)系到將三廢里面的各種物質(zhì)及元素吃干炸凈全部利用起來(lái)以便最大可能的減少化工三廢的二次排放的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本明旨在針對(duì)硫酸燒渣的治理廢渣的利用和市場(chǎng)需求，提供硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻璃和活性硅膠的方法。本發(fā)明是針對(duì)硫酸燒渣通過(guò)鹽酸凈化提取了四氧化三鐵、 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，對(duì)所剩余的酸不溶物二氧化硅和單質(zhì)硫所提出的提取方法。該此方法是典型的三廢治理衍生的發(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(lái)，通過(guò)幾個(gè)層次的分解廢渣染源，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，并且變廢為寶，最后變成有價(jià)值的硅系列產(chǎn)品以創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟(jì)效益。為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻璃和活性硅膠的方法的技術(shù)方案為取硫酸燒渣治理的一次排放廢渣，硫酸燒渣治理的一次排放廢渣中主要為二氧化硅和單質(zhì)硫等酸不溶物；其制備步驟是1)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(guò)濾后的濾餅用清水洗滌三次使PH值達(dá)到6-7再濾待用；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(guò)堿性處理合理的排放；2)上述得到的純凈濾餅與液體氫氧化鈉混合于蒸汽加熱的壓力反應(yīng)器里，所述純凈濾餅的二氧化硅與液體氫氧化鈉以純質(zhì)量比1 1.13-1. 53，開(kāi)動(dòng)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(shí)；之后將形成的硅酸鈉溶液過(guò)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；得到的硅酸鈉液體再經(jīng)輕濃縮、冷卻及包裝得到水玻璃的液體產(chǎn)品；3)將上述的水玻璃的液體產(chǎn)品用水稀釋并與稀硫酸混合，在一定的PH值的環(huán)境下于20-30攝氏度進(jìn)行制膠，老化32小時(shí)以上，將老化后的凝膠割成指標(biāo)要求的粒徑，用 50-65°C溫度的水洗滌除去硫酸，再用0. 13-018%的稀氨水于20_30°C浸泡處理6小時(shí)以上，使凝膠中的堿含量達(dá)到0. 03 %為止，進(jìn)行第一次烘干至水分小于或等于10 %，篩選后第二次烘干至水分含量小于或等于2 %，制得粗孔塊狀硅膠；4)將上述得到的粗孔塊狀的硅膠粉碎并篩選0. 2-0. 5毫米的顆粒，用鹽酸浸泡3 小時(shí)，用50-65°C水洗滌5小時(shí)，烘干后在400-500°C活化箱里進(jìn)行活化，從而制得活性硅膠
的產(chǎn)品。本發(fā)明的化學(xué)反應(yīng)方程式如下Si02+2Na0H = = = = Na2Si03+H20Na2Si03+H2S04 = = = = Na2S04+Si02+H20本發(fā)明的有益效果在于其一，本發(fā)明提供了一種硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻璃和活性硅膠的方法，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(lái)吃干炸凈，變廢為寶。其二，生成有價(jià)值的硅系列產(chǎn)品，創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟(jì)效益。其三，制取物的純度高，質(zhì)量有保證。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一取500公斤硫酸燒渣治理的一次排放廢渣，硫酸燒渣治理的一次排放廢渣中主要為二氧化硅和單質(zhì)硫等酸不溶物(其中二氧化硅含量為35. 73% )；其制備步驟是1)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(guò)濾后的濾餅用清水洗滌三次使PH值達(dá)到6-7再濾待用；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(guò)堿性處理合理的排放；2)上述得到的純凈濾餅與液體氫氧化鈉混合于蒸汽加熱的壓力反應(yīng)器里，所述純凈濾餅的二氧化硅與液體氫氧化鈉以純質(zhì)量比1 1.13，開(kāi)動(dòng)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(shí)；之后將形成的硅酸鈉溶液過(guò)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；得到的硅酸鈉液體再經(jīng)輕濃縮、冷卻及包裝得到308公斤水玻璃的液體產(chǎn)品；3)將上述的水玻璃的液體產(chǎn)品用水稀釋并與稀硫酸混合，在一定的PH值的環(huán)境下于20-30攝氏度進(jìn)行制膠，老化32小時(shí)以上，將老化后的凝膠割成指標(biāo)要求的粒徑，用 50-65°C溫度的水洗滌除去硫酸，再用0. 13-018%的稀氨水于20_30°C浸泡處理6小時(shí)以上，使凝膠中的堿含量達(dá)到0. 03%為止，進(jìn)行第一次烘干至水分小于或等于10%，篩選后第二次烘干至水分含量小于或等于2 %，制得粗孔塊狀硅膠；4)將上述得到的粗孔塊狀的硅膠粉碎并篩選0. 2-0. 5毫米的顆粒，用鹽酸浸泡3 小時(shí)，用50-65°C水洗滌5小時(shí)，烘干后在400-500°C活化箱里進(jìn)行活化，從而制得活性硅膠
的產(chǎn)品。實(shí)施例二取500公斤硫酸燒渣治理的一次排放廢渣，硫酸燒渣治理的一次排放廢渣中主要為二氧化硅和單質(zhì)硫等酸不溶物(其中二氧化硅含量為35. 73% )；其制備步驟是1)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(guò)濾后的濾餅用清水洗滌三次使PH值達(dá)到6-7再濾待用；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(guò)堿性處理合理的排放；2)上述得到的純凈濾餅與液體氫氧化鈉混合于蒸汽加熱的壓力反應(yīng)器里，所述純凈濾餅的二氧化硅與液體氫氧化鈉以純質(zhì)量比1 1.33，開(kāi)動(dòng)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(shí)；之后將形成的硅酸鈉溶液過(guò)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；得到的硅酸鈉液體再經(jīng)輕濃縮、冷卻及包裝得到362. 5公斤水玻璃的液體產(chǎn)品；3)將上述的水玻璃的液體產(chǎn)品用水稀釋并與稀硫酸混合，在一定的PH值的環(huán)境下于20-30攝氏度進(jìn)行制膠，老化32小時(shí)以上，將老化后的凝膠割成指標(biāo)要求的粒徑，用 50-65°C溫度的水洗滌除去硫酸，再用0. 13-018%的稀氨水于20_30°C浸泡處理6小時(shí)以上，使凝膠中的堿含量達(dá)到0. 03%為止，進(jìn)行第一次烘干至水分小于或等于10%，篩選后第二次烘干至水分含量小于或等于2 %，制得粗孔塊狀硅膠；4)將上述得到的粗孔塊狀的硅膠粉碎并篩選0. 2-0. 5毫米的顆粒，用鹽酸浸泡3 小時(shí)，用50-65°C水洗滌5小時(shí)，烘干后在400-500°C活化箱里進(jìn)行活化，從而制得活性硅膠
的產(chǎn)品。實(shí)施例三取500公斤硫酸燒渣治理的一次排放廢渣，硫酸燒渣治理的一次排放廢渣中主要為二氧化硅和單質(zhì)硫等酸不溶物(其中二氧化硅含量為35. 73% )；其制備步驟是1)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(guò)濾后的濾餅用清水洗滌三次使PH值達(dá)到6-7再濾待用；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(guò)堿性處理合理的排放；2)上述得到的純凈濾餅與液體氫氧化鈉混合于蒸汽加熱的壓力反應(yīng)器里，所述純凈濾餅的二氧化硅與液體氫氧化鈉以純質(zhì)量比1 1.53，開(kāi)動(dòng)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(shí)；之后將形成的硅酸鈉溶液過(guò)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；得到的硅酸鈉液體再經(jīng)輕濃縮、冷卻及包裝得到417. 06公斤水玻璃的液體產(chǎn)品；3)將上述的水玻璃的液體產(chǎn)品用水稀釋并與稀硫酸混合，在一定的PH值的環(huán)境下于20-30攝氏度進(jìn)行制膠，老化32小時(shí)以上，將老化后的凝膠割成指標(biāo)要求的粒徑，用 50-65°C溫度的水洗滌除去硫酸，再用0. 13-018%的稀氨水于20_30°C浸泡處理6小時(shí)以上，使凝膠中的堿含量達(dá)到0. 03%為止，進(jìn)行第一次烘干至水分小于或等于10%，篩選后第二次烘干至水分含量小于或等于2 %，制得粗孔塊狀硅膠；
4)將上述得到的粗孔塊狀的硅膠粉碎并篩選0. 2-0. 5毫米的顆粒，用鹽酸浸泡3 小時(shí)，用50-65°C水洗滌5小時(shí)，烘干后在400-500°C活化箱里進(jìn)行活化，從而制得活性硅膠
的產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻璃和活性硅膠的方法，取硫酸燒渣治理的一次排放廢渣，硫酸燒渣治理的一次排放廢渣中主要為二氧化硅和單質(zhì)硫的酸不溶物；其特征在于，制備步驟是1)將所述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(guò)濾后的濾餅用清水洗滌三次使PH值達(dá)到6-7再濾待用；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(guò)堿性處理合理的排放；2)上述得到的純凈濾餅與液體氫氧化鈉混合于蒸汽加熱的壓力反應(yīng)器里，所述純凈濾餅中的二氧化硅與液體氫氧化鈉以純質(zhì)量比1 1.13-1. 53，開(kāi)動(dòng)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(shí)；之后將形成的硅酸鈉溶液過(guò)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；得到的硅酸鈉液體再經(jīng)輕濃縮、冷卻及包裝得到水玻璃的液體產(chǎn)品；3)將上述的水玻璃的液體產(chǎn)品用水稀釋并與稀硫酸混合，在一定的PH值的環(huán)境下于20-30攝氏度進(jìn)行制膠，老化32小時(shí)以上，將老化后的凝膠割成指標(biāo)要求的粒徑，用 50-65°C溫度的水洗滌除去硫酸，再用0. 13-018%的稀氨水于20_30°C浸泡處理6小時(shí)以上，使凝膠中的堿含量達(dá)到0. 03%為止，進(jìn)行第一次烘干至水分小于或等于10%，篩選后第二次烘干至水分含量小于或等于2 %，制得粗孔塊狀硅膠；4)將上述得到的粗孔塊狀的硅膠粉碎并篩選0.2-0. 5毫米的顆粒，用鹽酸浸泡3小時(shí)， 用50-65°C水洗滌5小時(shí)，烘干后在400-500°C活化箱里進(jìn)行活化，從而制得活化硅膠的產(chǎn)
全文摘要
硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻璃和活性硅膠的方法，將硫酸燒渣治理的一次排放廢渣用鹽酸溶液反復(fù)洗滌，過(guò)濾后的濾餅用清水洗滌再濾待用；得到的純凈濾餅與液體氫氧化鈉混合于蒸汽加熱的壓力反應(yīng)器里，開(kāi)動(dòng)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；之后將形成的硅酸鈉溶液過(guò)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；得到的硅酸鈉液體再經(jīng)輕濃縮、冷卻及包裝得到水玻璃的液體產(chǎn)品；將上述的水玻璃的液體產(chǎn)品用水稀釋并與稀硫酸混合、制膠，稀氨水浸泡、烘干，制得粗孔塊狀硅膠；再粉碎并篩選、用鹽酸浸泡、水洗滌、烘干及活化，制得活性硅膠。避免了硫酸工業(yè)的二次污染，變廢為寶。
文檔編號(hào)C01B33/32GK102180472SQ20101061620
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2010年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月19日
發(fā)明者何俠 申請(qǐng)人:何俠