一种以微硅粉为原料碳化副产水处理用纯碱溶液的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种水处理用纯碱的制备方法，具体涉及一种以微硅粉为原料碳化副产水处理用纯碱的方法。
【背景技术】
[0002]碳酸钠(Na2CO3)，分子量105.99。化学品的纯度多在99.5%以上(质量分数)，又叫纯碱，易溶于水，呈弱碱性，能提供Na+离子。碳酸钠易溶于水，是一种弱碱盐，溶于水后发生水解反应，使溶液显碱性，有一定的腐蚀性，能与酸进行中和反应，生成相应的盐并放出二氧化碳。绝大部分纯碱用于工业，一小部分为民用。它是一种重要的无机化工原料，主要用于平板玻璃、玻璃制品和陶瓷釉的生产，还广泛用于水处理、生活洗涤、酸类中和以及食品加工等。
[0003]水处理用纯碱溶液为碳酸钠含量10%的液体产品，主要用于水处理中的杂质沉淀去除作用，利用碳酸根与水中金属离子生成难容的碳酸盐而沉淀析出并清除。目前水处理用纯碱的制备方法为按1: 10的比例将Na2CO3固体产品直接加入清水当中，经搅拌后即可获得碳酸钠含量为10%的水处理液体。而目前纯碱生产工艺主要分天然碱法和合成碱法，而合成碱法又分氨碱法和联碱法。天然碱法受碱矿资源数量及品味限制，有较强的区域局限性；氨碱法生产需要消耗大量的自然资源和能源，同时原盐利用率低(72%?74% )，废液和废渣排放量大；联碱法中联产的氯化铵用途受限，且资金与劳动力投入较大。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种以微硅粉为原料碳化副产水处理用纯碱的方法。
[0005]为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下:
[0006]—种以微硅粉为原料碳化副产水处理用纯碱的方法，其关键技术特点在于以硅铁矿热电炉的高温烟气粉尘微硅粉为原料，通过氢氧化钠溶液在加热的条件下溶解制备水玻璃，再通入二氧化碳与水玻璃发生碳化反应制备白炭黑并副产出碳酸钠含量为10%的水溶液。包括如下步骤:
[0007](I)水玻璃的配制
[0008]将氢氧化钠溶液加入水玻璃制备釜中，然后加入微硅粉水混合液，通入蒸汽加热溶液，搅拌下反应生成水玻璃溶液，稀释，过滤，得到滤液备用；
[0009](2)水玻璃的碳化
[0010]在碳化塔内加入去离子水，加热到90°C，将步骤⑴得到的滤液加入到碳化塔内，通入二氧化碳气体，生成二氧化硅与碳酸钠溶液；
[0011](3)碳酸钠尾液的收集
[0012]将步骤(2)得到的二氧化硅放至缓冲罐中待调PH值后过滤、打浆、干燥制白炭黑产品，将步骤(2)得到碳酸钠溶液加水稀释为浓度10%的碳酸钠溶液，即得水处理用纯碱溶液。
[0013](I)水玻璃的配制
[0014]首先将槽车内的含量为50%的液碱，用液碱输送栗打到液碱罐内储存，生产时，利用液碱输送栗将液碱打到计量罐中进行计量，然后放到水玻璃制备釜中。
[0015]微硅粉经筛选、计量后加入配好水的混料槽中，通过渣浆栗输送到水玻璃制备釜内，釜内通入高温蒸汽直接加热溶液到100°c，在搅拌条件下微硅粉与液碱开始反应生成水玻璃溶液。反应结束后，水玻璃溶液放入加入定量水的稀释罐中，将物料温度调整到70 °C，稀释液由栗输送经板框过滤机压滤，滤饼为微硅粉中未完全反应的CaO、Fe2O3^ MgO等杂质形成的胶凝絮状物，滤液放入一次滤液缓冲罐内，再由栗输送至控制过滤机压滤，除去剩余的杂质，滤液进入已加入定量去离子水的二次滤液缓冲罐待用；
[0016](2)水玻璃的碳化
[0017]碳化塔为长径比约5: I的带搅拌的设备，反应温度控制在90°C左右，先向碳化塔内加入经计量的去离子水，通入高温蒸汽直接加热到90°C，将二次滤液缓冲罐中的水玻璃溶液用栗打到碳化塔内，经外管输送来的含20%二氧化碳的窑气经气体压缩机压缩增压到0.4MPa后通入到碳化塔内与水玻璃溶液反应生成二氧化硅与碳酸钠溶液；
[0018](3)碳酸钠尾液的收集
[0019]碳化反应结束后，将二氧化硅放至缓冲罐中待调PH值后过滤、打浆、干燥制白炭黑产品，将得到碳酸钠溶液调整为浓度10%后储存在聚乙烯塑料罐中备用；
[0020]上述步骤(I)中液碱计量重量依据投料硅钠预配比模数计，预配重量比为
2.5: I。
[0021]上述步骤(I)中混料槽中水的加入量按如下重量比计算:硅微粉与水配比为I: 10
[0022]上述步骤(I)中稀释罐中水的加入量按如下重量比计算:硅微粉与水配比为4: 12.5。
[0023]上述步骤(I) 二次滤液缓冲罐中定量水的加入量依据滤液浓度配加，以滤液浓度为8%计。
[0024]上述步骤(2)中所述经计量的去离子水的加入量依据虑液浓度配加，以滤液浓度为4%计。
[0025]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:
[0026]本发明提供的方法，利用微硅粉为原料碳化制备沉淀白炭黑过程中产生的碳化残夜，不需要专门的设备原料投入即可得到水处理用纯碱溶液，简化了纯碱的生产，降低了纯碱的生产成本，节约了资源，使副产物得到了充分利用，具备较好的经济效益和社会效益。
【具体实施方式】
[0027]以下结合实施例对本发明进行进一步详细的叙述。
[0028]实施例1
[0029]本实施例主要的反应式如下:
[0030]水玻璃的配制:
[0031]2a Na0H+bSi02= a Na 20.bSi02.ηΗ20
[0032]水玻璃的碳化与白炭黑及碳酸钠的产出:
[0033]a Na20.bSi02+a C02+H20 = bSi02.H20+a Na2CO3
[0034]该工艺的具体步骤主要为水玻璃的制备、水玻璃的碳化、碳酸钠尾液的收集等工序。
[0035]—种以微硅粉为原料碳化副产水处理用纯碱的方法，其关键技术特点在于以硅铁矿热电炉的高温烟气粉尘微硅粉为原料，通过氢氧化钠溶液在加热的条件下溶解制备水玻璃，再通入二氧化碳与水玻璃发生碳化反应制备白炭黑并副产出碳酸钠含量为10%的水溶液。包括如下步骤:<