专利名称：一种利用锆硅渣生产保温材料托贝莫来石的方法
技术领域：
本发明属于一种化工生产固体废物再利用技术领域，具体涉及一种碱熔法生产氧氯化锆的废弃物锆硅渣回收利用加工保温材料托贝莫来石的方法。
背景技术：
据公开资料报道，2010-2011年我国氧氯化锆年产量都在25万吨左右，由此产生的锆硅渣约在20万吨左右。锆硅渣是碱熔法生产氧氯化锆絮凝除硅阶段产生的，主要成分为SiO2 ·ηΗ20，含水和氧化硅占其总质量的95-98%，其中含氧化硅15_30%，剩下的为没有反应的锆英砂和盐酸其他杂质。通常的处理方法是生产廉价、低档的白炭黑和固体偏硅酸钠，还有部分锆硅渣用来生产水玻璃，作为陶瓷造纸等化工企业的减水剂和增白剂。由于技术和成本的原因，这部分锆硅渣的处理量不足总量的20%，大部分企业产生的锆硅渣通过直接填埋的方式进行处理。填埋锆硅硅渣不仅极大地浪费了资源，同时也对环境造成了严重污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用锆硅渣生产保温材料托贝莫来石的方法，将碱熔法生产氧氯化锆中大量难以处理的锆硅渣，转化为具有节能环保的托贝莫来石型钙质保温耐火材料，解决环境污染问题的同时，为碱熔法生产氧氯化锆产生的锆硅渣提供一种经济、简单的回收处理方法。本发明的目的是通过以下技术方案予以实现的
一种利用锆硅渣生产保温材料托贝莫来石的方法，其特征是，包括以下步骤
(1)将所述锆硅渣进行水洗处理，水洗除去锆硅渣中的Cr离子，处理后的锆硅渣PH值为 6-7 ；
(2)向水洗处理后的锆硅渣中加入钙质原料和水，进行混合均化；
(3)将混合均化后的原料加入到反应釜中进行反应；
(4)向反应完成的釜料中加入增强纤维搅拌混合，然后浇模成型；
(5)成型后经过干燥处理，得到保温材料托贝莫来石。本发明进一步技术方案还具有以下特征
所述步骤(I)中水洗方式为，搅拌水洗后压滤或离心过滤，再重新搅拌水洗，循环次数为3-5次。所述步骤(2)中中所加入的钙质原料为生石灰，生石灰的加入量为锆硅渣质量的12-18%，水的加入量为锆硅渣质量的28-35倍。所述步骤(3)中反应温度为140_190°C，反应时间为4_8小时。所述步骤(4)中加入增强纤维为耐碱玻璃纤维、麻纤维或者两者的混合物。所述步骤(5)干燥处理的温度为105-110°C，干燥处理时间10_12小时。所用生石灰通过85 °C水消化处理，混合均化采用机械搅拌，搅拌速度为40_80rpm,揽拌时间为6-8小时。所述步骤(3)反应釜升温速率为I. 5-20C /min，其中反应搅拌速度在65_80rpm。所述步骤(4)中增强纤维的用量占固体质量的4-6%，搅拌速度为90-120rpm，搅拌时间为1-1. 5小时。所述保温材料托贝莫来石的分子式为5Ca0 · 6Si02 · 6H20。本发明的优点是本发明较好地解决了碱熔法生产氧氯化锆过程中所产生的大量锆硅渣的回收利用问题，有效地降低了生产成本，同时解决了对环境的污染问题。本发明使用碱熔法生产氧氯化锆中的锆硅渣作为原料，通过洗涤除去其中可溶的HC1，然后向其中加入消化石灰乳液，混合搅拌均化预反应，通过在反应釜搅拌反应，反应好的釜料中加入耐碱玻璃增强纤维浇注成型，干燥后制得主要成分为托贝莫来石型硅酸钙的钙质耐火保温材料，广泛应用于陶瓷、化工、冶金、建筑领域，同时托贝莫来石还是良好的耐火建筑材料。本发明无需任何特殊设备、工艺简单，易于实施推广，经济效益和社会效益明显，为锆硅渣的回收利用开辟了一条新途径。
具体实施例方式实施例I :
将2kg锆硅渣加水IOkg搅拌洗涤，洗涤后离心过滤，反复洗涤4次后得到去氯锆硅渣；将生石灰O. 24kg加入水lKg、85°C水进行消化处理，将上述洗涤好的去氯硅锆渣和消化处理的生石灰加入均化混合爸中，同时加入水56kg进行搅拌,搅拌转速为40rpm,搅拌时间为6小时，将混合好的混合料加入到反应釜中，以I. 5°C /min升温速度升温到140°C，保温时间4小时，反应过程中采用搅拌器的转速为65rpm进行不间断搅拌；将搅拌反应好的釜料加入O. 09kg耐碱玻璃纤维，以90rpm转速搅拌I小时后，浇注到模型中，在105°C温度下保温干燥处理10小时，成品进行检验包装出厂。实施例2:
将2kg锆硅渣加水IOkg搅拌洗涤，洗涤后离心过滤，反复洗涤4次后得到去氯锆硅渣；将生石灰O. 3kg加入lKg、85°C水进行消化处理，将上述洗涤好的去氯硅锆渣和消化处理的生石灰加入均化混合爸中，同时加入水57. 5kg进行搅拌,搅拌转速为60rpm,搅拌时间为7小时，将混合好的混合料加入到反应釜中，以I. 6°C /min升温速度升温到160°C，保温时间5小时，反应过程中采用搅拌器的转速为70rpm进行不间断搅拌；将搅拌反应好的釜料加入
O.Ilkg耐碱玻璃纤维，以90rpm转速搅拌I小时后，浇注到模型中，在108°C温度下保温干燥处理10小时，成品进行检验包装出厂。实施例3:
将2kg锆硅渣加水IOkg搅拌洗涤，洗涤后离心过滤，反复洗涤5次后得到去氯锆硅渣；将生石灰O. 32kg加入lKg、85°C水进行消化处理，将上述洗涤好的去氯硅锆渣和消化处理的生石灰加入均化混合爸中，同时加入水65kg进行搅拌,搅拌转速为65rpm,搅拌时间为7小时，将混合好的混合料加入到反应釜中，以I. 8V /min升温速度升温到170°C，保温时间6小时，反应过程中采用搅拌器的转速为70rpm进行不间断搅拌；将搅拌反应好的釜料加入
O.116kg耐碱玻璃纤维，以IOOrpm转速搅拌I小时后,烧注到模型中，在108°C温度下保温干燥处理11小时，成品进行检验包装出厂。、
实施例4:
将2kg锆硅渣加水8kg搅拌洗涤，洗涤后离心过滤，反复洗涤4次后得到去氯锆硅渣；将生石灰O. 34kg加入I. 5Kg、85°C水进行消化处理，将上述洗涤好的去氯硅锆渣和消化处理的生石灰加入均化混合爸中，同时加入水65kg进行搅拌,搅拌转速为70rpm,搅拌时间为7. 5小时，将混合好的混合料加入到反应釜中，以I. 80C /min升温速度升温到170°C，保温时间5小时，反应过程中采用搅拌器的转速为75rpm进行不间断搅拌；将搅拌反应好的釜料加入O. 116kg麻纤维，以IlOrpm转速搅拌I. 5小时后，浇注到模型中，在108°C温度下保温干燥处理11小时，成品进行检验包装出厂。实施例5: 将2kg锆硅渣加水12kg搅拌洗涤，洗涤后离心过滤，反复洗涤4次后得到去氯锆硅渣；将生石灰O. 36kg加入I. 5Kg、85°C水进行消化处理，将上述洗涤好的去氯硅锆渣和消化处理的生石灰加入均化混合爸中，同时加入水70kg进行搅拌,搅拌转速为80rpm,搅拌时间为8小时，将混合好的混合料加入到反应釜中，以2°C /min升温速度升温到190°C，保温时间8小时，反应过程中采用搅拌器的转速为SOrpm进行不间断搅拌；将搅拌反应好的釜料加入
O.1416kg耐碱玻璃纤维，以120rpm转速搅拌I. 5小时后，浇注到模型中，在110°C温度下保温干燥处理12小时，成品进行检验包装出厂。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
权利要求
1.一种利用锆硅渣生产保温材料托贝莫来石的方法，其特征是，包括以下步骤 (1)将所述锆硅渣进行水洗处理，处理后的锆硅渣PH值为6-7； (2)向水洗处理后的锆硅渣中加入钙质原料和水，进行混合均化； (3)将混合均化后的原料加入到反应釜中进行反应； (4)向反应完成的釜料中加入增强纤维搅拌混合，然后浇模成型； (5)成型后经过干燥处理，得到钙质耐火保温材料。
2.根据权利要求I所述一种利用锆硅渣生产保温材料托贝莫来石的方法，其特征是， 所述步骤(I)中水洗方式为，搅拌水洗后压滤或离心过滤，再重新搅拌水洗，循环次数为3-5 次。
3.根据权利要求I所述一种利用锆硅渣生产保温材料托贝莫来石的方法，其特征是，所述步骤(2)中所加入的I丐质原料为生石灰,生石灰的加入量为错娃洛质量的12-18%,水的加入量为锆硅渣质量的28-35倍。
4.根据权利要求I所述一种利用锆硅渣生产保温材料托贝莫来石的方法，其特征是，所述步骤(3)中反应温度为140-190°C，反应时间为4-8小时。
5.根据权利要求I所述一种利用锆硅渣生产保温材料托贝莫来石的方法，其特征是，所述步骤(4)中加入增强纤维为耐碱玻璃纤维、麻纤维或者两者的混合物。
6.根据权利要求I所述一种利用锆硅渣生产保温材料托贝莫来石的方法，其特征是，所述步骤(5)干燥处理的温度为105-110°C，干燥处理时间10-12小时。
7.根据权利要求3所述一种利用锆硅渣生产保温材料托贝莫来石的方法，其特征是，所用生石灰通过85°C水消化处理，所述步骤(2)中混合均化采用机械搅拌，搅拌速度为40_80rpm,揽拌时间为6-8小时。
8.根据权利要求4所述一种利用锆硅渣生产保温材料托贝莫来石的方法，其特征是，所述步骤(3)反应釜升温速率为I. 5-20C /min，其中反应搅拌速度在65_80rpm。
9.根据权利要求5所述一种利用锆硅渣生产保温材料托贝莫来石的方法，其特征是，所述步骤(4)中增强纤维的用量占固体质量的4-6%，搅拌速度为90-120rpm，搅拌时间为1-1. 5小时。
10.根据权利要求1-9任一所述一种利用锆硅渣生产保温材料托贝莫来石的方法，其特征是，所述保温材料托贝莫来石的分子式为5CaO BSiO2 6H20。
全文摘要
本发明公开一种利用锆硅渣生产保温材料托贝莫来石的方法，将锆硅渣进行水洗处理，处理后的锆硅渣pH值为6-7；向水洗处理后的锆硅渣中加入钙质原料和水，进行混合均化；将混合均化后的原料加入到反应釜中进行反应；向反应完成的釜料中加入增强纤维搅拌混合，然后浇模成型；成型后经过干燥处理，得到保温材料托贝莫来石，广泛应用于陶瓷、化工、冶金、建筑领域，同时托贝莫来石还是良好的耐火建筑材料。本发明无需任何特殊设备、工艺相对简单，易于推广，经济效益和社会效益明显，可以很好地解决氧氯化锆生产过程中大量锆硅渣回收利用问题，降低企业的生产成本。
文档编号C04B35/66GK102731120SQ20121023353
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月7日 优先权日2012年7月7日
发明者刘强, 彭寿, 汤忠海, 王永和, 董树人 申请人:中国建材国际工程集团有限公司, 蚌埠中恒新材料科技有限责任公司, 蚌埠玻璃工业设计研究院