一种利用硫酸烧渣生产九水偏硅和单质硫的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及对硫酸生产企业排放的废弃烧渣进行综合治理和利用的技术领域，特别是涉及一种利用硫酸烧渣生产九水偏硅和单质硫的方法。
【背景技术】
[0002]硫酸工业是以硫铁矿为原料接触法生产的硫酸，主要由原料焙烧、净化、转化和吸收等几个工序组成。一般习惯上以净化工艺流程，将硫酸生产分成干法和湿法两大类。湿法净化又有酸洗、热浓酸洗和水洗之分。目前我国硫铁矿制酸少数工厂是酸洗流程，多数仍为水洗流程。
[0003]硫铁矿主要由硫和铁组成，伴有少量的有色金属和稀有金属。硫铁矿烧渣为硫铁矿焙烧提取硫后排出的残渣。硫铁矿中除了硫被利用外，铁及其他元素仍留在烧渣中。烧渣是用来炼铁，提取有色金属和制造建筑材料的原料。
[0004]单位硫酸广品的排放量与硫铁矿的晶位及工艺条件有关。在相同的工艺条件下硫铁矿的品位越高则排渣量就越少，反之则高。当硫铁矿含硫量为25?35%时，一般生产每吨约产生0.7?I吨的烧结渣。下面硫酸烧渣的各种成分的百分含量为四氧化三铁含量为43.31%,三氧化二铝含量为8.13%，氧化钙含量为1.63%，氧化镁含量为0.46%，氧化硅含量为35.73%，硫的含量为0.16%，还有微量不容物。
[0005]目前，硫酸烧渣的综合利用并不理想，除了少部分用作炼铁和建筑材料外，大部分采用堆填处理，造成了资源的浪费和环境的污染。
[0006]对硫酸烧渣的利用应不断提高产出物的价值，产出一些市场紧缺的、附加值大的产品，以提高硫酸烧渣利用的经济效益。
[0007]在《用化学法制备硫酸烧渣为氯化物的方法》等一系列的发明中，通过盐酸净化后提取了四氧化三铁、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁、氧化硅、单质硫元素等，形成各种金属盐后所剩余的酸不溶物为二氧化硅和单质硫。本发明就是利用硫酸烧渣的处理废渣制备无水偏硅和单质硫的方法。此方法是典型的三废治理衍生的专利发明，其目的就是要把三废里面的各种物质及元素吃干炸净全部利用起来，以便最大可能的减少化工三废的二次排放。
【发明内容】
[0008]本发明所要解决的技术问题是，对硫酸烧渣的治理废渣进行处理，综合利用，制备九水偏硅和单质硫，提供一种利用一种利用硫酸烧渣生产九水偏硅和单质硫的方法，该方法有效的避免了硫酸工业的二次污染，在一次排放中寻找潜力来吃干炸净、变废为宝，最后变成有价值的硅系列产品，创造出可观的经济效益。
[0009]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种利用硫酸烧渣生产九水偏硅和单质硫的方法，包括如下步骤:
[0010]将硫酸烧渣治理的一次排放废渣用9?16%的盐酸溶液反复洗涤21?33分钟，过滤后的滤饼用清水洗涤三次，使PH值达到6?7再滤待用，获得纯净滤饼；酸性滤液可循环洗涤使用，以节省成本且防止污染；酸性清水洗液可勾兑盐酸洗涤液，剩余部分通过碱性处理合理地排放；
[0011]将上述得到的纯净滤饼中的二氧化硅与液体氢氧化钠的纯质量比1: 1.12?
1.56混合于蒸汽加热的反应器里，开动蒸汽加热，使反应生成模数为2.1?3.5的碱性硅酸钠溶液，经过滤得到单质硫滤饼和澄清的滤液，单质硫滤饼经过洗涤干燥、检进得到单质硫产品；澄清的滤液经沉降，将得到的澄清滤液泵入模数调整桶，加入液体烧碱使模数达到I: 1，进行蒸发浓缩，使固体含量为39%，浓缩液即为偏硅酸钠；
[0012]将上述获得的澄清滤液泵入混合器，同时加入晶种，该过程是连续进行的，不能间断，在混合器内不断进行着搅拌，制成的颗粒不断的流到冷却器中冷却结晶，冷却结晶后的粒状产品经筛分、包装成为九水偏硅酸钠晶体产品。
[0013]本发明的主要化学反应方程式为:
[0014]Si02+2Na0H+8H20 = Na2S13.9H20
[0015]本发明的有益效果在于:其一，本发明提供了一种利用硫酸烧渣的处理废渣制备九水偏硅和单质硫的方法，该方法有效的利用了硫酸烧渣的处理废渣的物质组成，对硫酸烧渣的处理废渣进行处理，综合利用，制备出九水偏硅和单质硫。其二，九水偏硅和单质硫是经济价值较大的产品，从而提高了处理硫酸烧渣的处理废渣的经济效益，创造出可观的经济效益，可谓是化工综合治理和利用的典范。其三，投资少，对处理利用硫酸烧渣的处理废渣制备九水偏硅和单质硫尤为适用，可以说开辟了一条新路。其四，制取物的纯度高，质量有保证。其五，该方法有效的避免了硫酸工业的二次污染，在一次排放中寻找潜力来吃干炸净、变废为宝，最后变成有价值的硅系列产品，创造出可观的经济效益。
【具体实施方式】
[0016]实施例一，本实施例所述的用一种利用硫酸烧渣生产九水偏硅和单质硫的方法，包括如下步骤:
[0017]取氧化硅含量为35.73%、硫的含量为0.16%的硫酸烧渣500公斤制备九水偏硅和单质硫，将硫酸烧渣治理的一次排放废渣(主要为二氧化硅和单质硫等酸不溶物)用9?16%的盐酸溶液反复洗涤21?33分钟，过滤后的滤饼用清水洗涤三次，使PH值达到6?7再滤待用，获得纯净滤饼；酸性滤液可循环洗涤使用，以节省成本且防止污染；酸性清水洗液可勾兑盐酸洗涤液，剩余部分通过碱性处理合理的排放；
[0018]将上述得到的纯净滤饼(二氧化硅计)与液体氢氧化钠以纯质量比1: 1.13混合于蒸汽加热的反应器里，开动蒸汽加热，使反应生成模数为2.0?3.0的碱性硅酸钠溶液，经过滤获得单质硫滤饼和澄清的滤液，单质硫滤饼经过洗涤干燥、检进得到单质硫产品；澄清的滤液经沉降，将得到的澄清滤液泵入模数调整桶，加入液体烧碱使模数达到1: 1，进行蒸发浓缩，使固体含量为39%,浓缩液即为307.9公斤的偏娃酸钠；
[0019]将上述获得的澄清滤液泵入混合器，同时加入晶种，该过程是连续进行的，不能间断，在混合器内不断进行着搅拌，制成的颗粒不断的流到冷却器中冷却结晶，冷却结晶后的粒状产品经筛分、包装成为716.7公斤的九水偏硅酸钠晶体产品。
[0020]实施例二，本实施例所述的用一种利用硫酸烧渣生产九水偏硅和单质硫的方法，包括如下步骤:
[0021]取氧化硅含量为35.73%、硫的含量为0.16%的硫酸烧渣500公斤制备九水偏硅和单质硫，将硫酸烧渣治理的一次排放废渣(主要为二氧化硅和单质硫等酸不溶物)用9?16%的盐酸溶液反复洗涤21?33分钟，过滤后的滤饼用清水洗涤三次，使PH值达到6?7再滤待用，获得纯净滤饼；酸性滤液可循环洗涤使用，以节省成本且防止污染；酸性清水洗液可勾兑盐酸洗涤液，剩余部分通过碱性处理合理的排放；
[0022]将上述得到的纯净滤饼(二氧化硅计)与液体氢氧化钠以纯质量比1: 1.33混合于蒸汽加热的反应器里，开动蒸汽加热，使反应生成模数为2.0?3.0的碱性硅酸钠溶液，经过滤获得单质硫滤饼和澄清的滤液，单质硫滤饼经过洗涤干燥、检进得到单质硫产品；澄清的滤液经沉降，将得到的澄清滤液泵入模数调整桶，加入液体烧碱使模数达到1: 1，进行蒸发浓缩，使固体含量为39%,浓缩液即为362.5公斤的偏娃酸钠；
[0023]将上述获得的澄清滤液泵入混合器，同时加入晶种，该过程是连续进行的，不能间断，在混合器内不断进行着搅拌，制成的颗粒不断的流到冷却器中冷却结晶，冷却结晶后的粒状产品经筛分、包装成为843.8公斤的九水偏硅酸钠晶体产品。
[0024]实施例三，本实施例所述的用一种利用硫酸烧渣生产九水偏硅和单质硫的方法，包括如下步骤:
[0025]取氧化硅含量为35.73%、硫的含量为0.16%的硫酸烧渣500公斤制备九水偏硅和单质硫，将硫酸烧渣治理的一次排放废渣(主要为二氧化硅和单质硫等酸不溶物)用9?16%的盐酸溶液反复洗涤21?33分钟，过滤后的滤饼用清水洗涤三次，使PH值达到6?7再滤待用，获得纯净滤饼；酸性滤液可循环洗涤使用，以节省成本且防止污染；酸性清水洗液可勾兑盐酸洗涤液，剩余部分通过碱性处理合理的排放；
[0026]将上述得到的纯净滤饼(二氧化硅计)与液体氢氧化钠以纯质量比1: 1.53混合于蒸汽加热的反应器里，开动蒸汽加热，使反应生成模数为2.0?3.0的碱性硅酸钠溶液，经过滤获得单质硫滤饼和澄清的滤液，单质硫滤饼经过洗涤干燥、检进得到单质硫产品；澄清的滤液经沉降，将得到的澄清滤液泵入模数调整桶，加入液体烧碱使模数达到1: 1，进行蒸发浓缩，使固体含量为39%,浓缩液即为416.9公斤的偏娃酸钠；
[0027]将上述获得的澄清滤液泵入混合器，同时加入晶种，该过程是连续进行的，不能间断，在混合器内不断进行着搅拌，制成的颗粒不断的流到冷却器中冷却结晶，冷却结晶后的粒状产品经筛分、包装成为970.6公斤的九水偏硅酸钠晶体产品。
【主权项】
1.一种利用硫酸烧渣生产九水偏硅和单质硫的方法，其特征是包括如下步骤:将硫酸烧渣治理的一次排放废渣用9?16%的盐酸溶液反复洗涤21?33分钟，过滤后的滤饼用清水洗涤三次，使PH值达到6?7再滤待用，获得纯净滤饼；酸性滤液可循环洗涤使用；酸性清水洗液可勾兑盐酸洗涤液，剩余部分通过碱性处理合理地排放；将上述得到的纯净滤饼中的二氧化硅与液体氢氧化钠的纯质量比1: 1.12?1.56混合于蒸汽加热的反应器里，开动蒸汽加热，使反应生成模数为2.1?3.5的碱性硅酸钠溶液，经过滤得到单质硫滤饼和澄清的滤液，单质硫滤饼经过洗涤干燥、检进得到单质硫产品；澄清的滤液经沉降，将得到的澄清滤液泵入模数调整桶，加入液体烧碱使模数达到1: 1，进行蒸发浓缩，使固体含量为39%，浓缩液即为偏硅酸钠；将上述获得的澄清滤液泵入混合器，同时加入晶种，该过程是连续进行的，不能间断，在混合器内不断进行着搅拌，制成的颗粒不断的流到冷却器中冷却结晶，冷却结晶后的粒状产品经筛分、包装成为九水偏硅酸钠晶体产品。
【专利摘要】一种利用硫酸烧渣生产九水偏硅和单质硫的方法，包括如下步骤：将硫酸烧渣治理的排放废渣用盐酸溶液反复洗涤，过滤后的滤饼用清水洗涤三次，获得纯净滤饼；将其与液体氢氧化钠以纯质量比1∶1.12～1.56混合于蒸汽加热的反应器里，生成模数为2.1～3.5的碱性硅酸钠溶液，经过滤获得单质硫滤饼和澄清的滤液，滤饼通过洗涤干燥、检进包装，得到单质硫产品；将澄清的滤液经沉降，将获得的澄清滤液泵入模数调整桶，加入液体烧碱使模数达到1∶1，进行蒸发浓缩，将浓缩液泵入混合器，加入晶种，在混合器内进行搅拌，冷却结晶后的粒状产品经筛分、包装获得九水偏硅酸钠晶体产品。本发明以硫酸烧渣的治理废渣为原料制备九水偏硅和单质硫。
【IPC分类】B09B3/00, C01B33/32, C01B17/027
【公开号】CN105439159
【申请号】CN201410538356
【发明人】徐联菊
【申请人】常德湘大环保科技有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2014年9月24日