本发明属于锆化合物生产过程排放废渣的处理技术领域，具体为一种将氧氯化锆生产过程中排放的废硅渣回收再利用的方法。
背景技术：
氧氯化锆是重要的锆盐基础化工产品，居于锆化学制品的首位，可作为生产碳/硫酸锆、二氧化锆、稳定锆、核级锆铪等其他锆制品的原料，广泛应用于陶瓷、化工、电子、冶金等行业。我国是氧氯化锆生产大国，目前年产量已达20万吨，产量和出口量均居于世界第一位。氧氯化锆生产工艺中会产生大量的废硅渣，据统计，每生产一吨氧氯化锆会产生约0.7～0.8吨酸性废硅渣。以年产20万吨氧氯化锆计，则每年约产生14～16万吨酸性废硅渣。该硅渣含水量高，主要成分为二氧化硅和未分解的锆英砂，并夹带少量的可溶性锆。若不加以处理利用，不仅对环境存在极大的潜在危害，并且会造成锆资源的浪费。
技术实现要素：
为了解决现有技术中氧氯化锆生产过程中排放的废硅渣含有锆，而对环境存在污染和锆资源的浪费的问题，本发明提供了一种将氧氯化锆生产过程中排放的废硅渣回收再利用的方法，实现的目的为，针对氧氯化锆生产排放废硅渣，提供一种解决硅渣中有价元素锆的回收和硅渣高值化利用的新方法。通过新方法的应用，可实现硅渣的资源化利用，并且回收了硅渣中夹带的锆资源，为企业增加经济效益。
为了实现上述目的，本发明提供的技术方案为，本发明提供的一种将氧氯化锆生产过程中排放的废硅渣回收再利用的方法，包括如下步骤：
(1)将酸性废硅渣加水进行洗涤，洗至酸性硅渣中的锆质量含量降低至1％以下，进行液固分离过滤，将过滤得到的含锆滤液返回氧氯化锆生产系统中回收利用；
(2)将步骤(1)过滤后固体滤饼加水制浆，向得到的浆液中加入氧氯化锆生产过程水洗工序得到的废碱液进行中和，从中和后的浆料中分离出锆英砂，将分离出锆英砂的浆料进行液固分离，得到滤液和中性硅渣；
(3)将步骤(2)得到的中性硅渣进行干燥、煅烧、粉碎；
(4)将步骤(3)处理后的硅渣加水进行浆化，向得到的浆液中添加分散剂后，进行砂磨活化；
(5)取二氧化钛加水进行浆化，向得到的浆液中添加分散剂后，进行磨砂活化；
(6)将步骤(4)和步骤(5)得到的两种物料移至反应釜进行混合，进行浆化反应后再陈化；
(7)将步骤(6)陈化后的物料进行喷雾干燥，得到复合二氧化钛产品。
钛白粉因具有优越的白度、着色力、遮盖力等，特别是低毒性甚至无毒性，在涂料、塑料、纸品等领域有广泛的应用。然而，用于生产钛白粉的矿物原料资源逐年减少，生产成本增加，采用本发明方法，不仅可以从废渣中高回收率地提取锆回收再利用，还能够得到高附加值的复合二氧化钛产品，这样得到成本更低的具有白色颜料性质的材料，使其能够部分替代钛白粉，实现经济效益的最大化，同时也由于废渣中危害环境的锆被回收利用，则也减轻了对环境危害。
进一步的，所述步骤(1)中水与酸性废硅渣的液固比为2:1～6:1。
进一步的，所述步骤(2)中水与固体滤饼的液固比为1:5～10。
进一步的，所述步骤(3)中性硅渣的干燥温度为90～100℃，煅烧温度为300～900℃。
进一步的，所述步骤(4)中水与硅渣的液固比为2:1～10:1，砂磨至粒度为d50＝2～5μm。
进一步的，所述步骤(5)中水与二氧化钛的液固比为1:1～10:1，砂磨至粒度为d50＝2～5μm。
进一步的，所述步骤(4)和步骤(5)所述的分散剂为六偏磷酸钠或硅酸钠，加入量为固体物料质量的0.05～0.3％。
进一步的，所述步骤(5)中二氧化钛为锐钛型或金红石型二氧化钛。
进一步的，所述步骤(6)中步骤(4)和步骤(5)得到的两种物料质量比为1:0.5～5，在反应釜中进行浆化反应的温度为40～90℃，在反应釜中浆化反应和陈化总时间为1～5h。
进一步的，所述步骤(7)中喷雾干燥温度为250～300℃。
本发明采用上述具体的操作条件参数配合，没有用到额外的试剂，采用的均是氧氯化锆生产中的废液废物等材料，一方面有效处理了生产产生的废物，降低环境污染，另一方面也降低了处理成本，实现了经济效益的最大化。
本发明采用上述技术方案，有益效果包括：(1)采用本发明方法可从酸性废硅渣中可溶性锆回收率可达65％以上，未熔锆英砂回收率可达95％以上。
(2)制备得到的复合二氧化钛(钛白产品)遮盖力性能较好，白度高，可广泛适用于涂料、造纸等行业，应用前景良好，为硅渣的资源化利用提供了一条新的途径。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作出进一步的说明。本发明中没有特殊说明的操作方法都是现有技术，没有特殊说明的操作条件也都是常温常压下，试剂均为市售自购。
实施例一：将酸性硅渣以液固比3:1加入清水，进行水洗，回收可溶性二氧化锆，水洗次数为2次。将滤液返回氧氯化锆工序，固体滤饼经测试，可溶性锆含量为0.7％，可溶性二氧化锆的回收率73％。将滤饼以5:1加入水进行浆化，并加入氧氯化锆生产过程水洗工序得到的废碱液中和至ph＝7，将硅渣打散后浆料泵入螺旋溜槽进行锆砂分离，锆砂分离效率达96％，除砂后的硅渣过滤，滤饼进行干燥后，干燥温度为90℃，在600℃煅烧后粉碎。
将煅烧后的硅渣以2:1的液固比加水浆化，六偏磷酸钠加入量为0.05％，将浆料进行砂磨至粒度为d50＝5μm，同时按二氧化钛/干硅渣＝5:1的质量比称取金红石型二氧化钛，以液固比为1:1加入水浆化，六偏磷酸钠加入量为0.05％，将浆化好的二氧化钛浆料进行砂磨，将砂磨后的两种浆料移至反应釜，在65℃温度下保温浆化2h，并陈化1h，然后对浆料进行喷雾干燥，喷雾干燥温度为为250～300℃，得到复合二氧化钛产品。采用现有技术对得到的二氧化钛产品测试，该二氧化钛产品的遮盖力、消色力、白度等制备均达到市售要求。
实施例二：将酸性硅渣以液固比6:1加入清水，进行水洗，回收可溶性二氧化锆，水洗次数为2次。将滤液返回氧氯化锆工序，固体滤饼经测试，可溶性锆含量为0.73％，可溶性二氧化锆的回收率83％。将滤饼以8:1加入水进行浆化，并加入氧氯化锆生产过程水洗工序得到的废碱液中和至ph＝7，将硅渣打散后浆料泵入螺旋溜槽进行锆砂分离，锆砂分离效率达96％，除砂后的硅渣过滤，滤饼进行干燥后，干燥温度为100℃，在800℃煅烧后粉碎。
将煅烧后的硅渣以4:1的液固比加水浆化，六偏磷酸钠加入量为0.15％，将浆料进行砂磨至粒度为d50＝3.5μm，同时按二氧化钛/干硅渣＝2:1的质量比称取金红石型二氧化钛，以液固比为5:1加入水浆化，六偏磷酸钠加入量为0.15％，将浆化好的二氧化钛浆料进行砂磨，将砂磨后的两种浆料移至反应釜，在40℃温度下保温浆化4h，并陈化1h，然后对浆料进行喷雾干燥，喷雾干燥温度为300℃，得到复合二氧化钛产品。采用现有技术对得到的二氧化钛产品测试，该二氧化钛产品的遮盖力、消色力、白度等制备均达到市售要求。
实施例三：将酸性硅渣以液固比5:1加入清水，进行水洗，回收可溶性二氧化锆，水洗次数为3次。将滤液返回氧氯化锆工序，固体滤饼经测试，可溶性锆含量为0.58％，可溶性二氧化锆的回收率86％。将滤饼以10:1加入水进行浆化，并加入氧氯化锆生产过程水洗工序得到的废碱液中和至ph＝6.5，将硅渣打散后浆料泵入螺旋溜槽进行锆砂分离，锆砂分离效率达97％，除砂后的硅渣过滤，滤饼进行干燥后，干燥温度为95℃，在600℃煅烧后粉碎。
将煅烧后的硅渣以8:1的液固比加水浆化，六偏磷酸钠加入量为0.3％，将浆料进行砂磨至粒度为d50＝2μm，同时按二氧化钛/干硅渣＝5:1的质量比称取锐钛型二氧化钛，以液固比为2:1加入水浆化，六偏磷酸钠加入量为0.1％，将浆化好的二氧化钛浆料进行砂磨，将砂磨后的两种浆料移至反应釜，在90℃温度下保温浆化1h，并陈化2h，然后对浆料进行喷雾干燥，喷雾干燥温度为280℃，得到复合二氧化钛产品。采用现有技术对得到的二氧化钛产品测试，该二氧化钛产品的遮盖力、消色力、白度等制备均达到市售要求。
实施例四：将酸性硅渣以液固比2:1加入清水，进行水洗，回收可溶性二氧化锆，水洗次数为3次。将滤液返回氧氯化锆工序，固体滤饼经测试，可溶性锆含量为0.92％，可溶性二氧化锆的回收率78％。将滤饼以10:1加入水进行浆化，并加入氧氯化锆生产过程水洗工序得到的废碱液中和至ph＝6.5，将硅渣打散后浆料泵入螺旋溜槽进行锆砂分离，锆砂分离效率达97％，除砂后的硅渣过滤，滤饼进行干燥后，干燥温度为93℃，在900℃煅烧后粉碎。
将煅烧后的硅渣以2:1的液固比加水浆化，六偏磷酸钠加入量为0.2％，将浆料进行砂磨至粒度为d50＝4.5μm，同时按二氧化钛/干硅渣＝4:1的质量比称取锐钛型二氧化钛，以液固比为4:1加入水浆化，六偏磷酸钠加入量为0.2％，将浆化好的二氧化钛浆料进行砂磨，将砂磨后的两种浆料移至反应釜，在80℃温度下保温浆化1.5h，并陈化3.5h，然后对浆料进行喷雾干燥，喷雾干燥温度为260℃，得到复合二氧化钛产品。采用现有技术对得到的二氧化钛产品测试，该二氧化钛产品的遮盖力、消色力、白度等制备均达到市售要求。
实施例五：将酸性硅渣以6:1的液固比加入清水，进行水洗，回收可溶性二氧化锆，水洗3次，采用逆流水洗方式。将滤液返回转型工序，固体滤饼经测试，可溶性锆含量由4.2％降低至0.67％，可溶性二氧化锆的回收率84％。将滤饼以5:1加入水进行浆化，并加入氧氯化锆生产过程水洗工序得到的废碱液中和至ph＝6，将硅渣打散后浆料泵入螺旋溜槽进行锆砂分离，锆砂分离效率达95％，除砂后的硅渣过滤，滤液返回用于浆化硅渣，滤饼进行干燥后，干燥温度为100℃，在300℃煅烧后粉碎。
将煅烧后的硅渣以10:1的液固比加入水，同时按质量比为二氧化钛/干硅渣＝0.5:1的比例称取锐钛型二氧化钛，将二氧化钛以液固比为10:1加入水浆化，分别将浆化好的二氧化硅和二氧化钛浆料加入分散剂，分散剂为硅酸钠，加入的量均为固体物料质量的0.25％，然后加入砂磨机进行混合砂磨，将砂磨后的浆料在90℃温度下浆化0.5h，并陈化0.5h，然后对浆料进行喷雾干燥，喷雾干燥温度为270℃，得到复合二氧化钛产品。采用现有技术对得到的二氧化钛产品测试，该二氧化钛产品的遮盖力、消色力、白度等制备均达到市售要求。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。