一种利用硫酸烧渣生产水玻璃和活性硅胶的方法
【专利摘要】一种利用硫酸烧渣生产水玻璃和活性硅胶的方法，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再滤待用；得到的纯净滤饼与液体氢氧化钠混合于蒸汽加热的压力反应器里，开动蒸汽加热使反应压力达到0.75～0.85Mpa，停止通入直接蒸汽，用夹套蒸汽保温并维持此压力；之后将形成的硅酸钠溶液过滤得到滤饼单质硫经洗涤干燥、粉碎包装得到单质硫产品；得到的硅酸钠液体再经轻浓缩、冷却及包装得到水玻璃的液体产品；将上述的水玻璃的液体产品用水稀释并与稀硫酸混合、制胶，稀氨水浸泡、烘干，制得粗孔块状硅胶；再粉碎并筛选、用盐酸浸泡、水洗涤、烘干及活化，制得活性硅胶。避免了硫酸工业的二次污染，变废为宝。
【专利说明】
一种利用硫酸烧渣生产水玻璃和活性硅胶的方法
技术领域
[0001]本发明涉及硫酸无机工业排放的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水玻璃和活性硅胶的方法。
【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、转化和吸收五个工序组成。一般习惯上以净化工艺流程，经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]单位硫酸产品的排放量与硫铁矿的品位及工艺条件有关。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%。
[0005]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水玻璃和细孔块状硅胶的方法。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。通过几个层次的分解废渣污染源，以求最大可能的减少化工三废的二次或者三次的排放污染。
【发明内容】
[0006]本明旨在针对硫酸烧渣的治理废渣的利用和市场需求，提供一种利用硫酸烧渣生产水玻璃和活性硅胶的方法。本发明是针对硫酸烧渣通过盐酸净化提取了四氧化三铁、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，对所剩余的酸不溶物二氧化硅和单质硫所提出的提取方法。该此方法是典型的三废治理衍生的发明，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，通过几个层次的分解废渣染源，以求最大可能的减少化工三废的二次或者三次的排放污染，并且变废为宝，最后变成有价值的硅系列产品以创造出可观的经济效益。
[0007]为了达到上述的目的，本发明一种利用硫酸烧渣生产水玻璃和活性硅胶的方法的技术方案为:
[0008]取硫酸烧渣治理的一次排放废渣，硫酸烧渣治理的一次排放废渣中主要为二氧化硅和单质硫等酸不溶物；其制备步骤是:
[0009]I)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?32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；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；
[0010]2)上述得到的纯净滤饼与液体氢氧化钠混合于蒸汽加热的压力反应器里，所述纯净滤饼的二氧化硅与液体氢氧化钠以纯质量比1: 1.12?1.55，开动蒸汽加热使反应压力达到0.75?0.85Mpa后，停止通入直接蒸汽，用夹套蒸汽保温并维持此压力3?8小时；之后将形成的硅酸钠溶液过滤得到滤饼单质硫经洗涤干燥、粉碎包装得到单质硫产品；得到的石圭酸钠液体再经轻浓缩、冷却及包装得到水玻璃的液体产品；
[0011]3)将上述的水玻璃的液体产品用水稀释并与稀硫酸混合，在一定的PH值的环境下于21?33°C进行制胶，老化32小时以上，将老化后的凝胶割成指标要求的粒径，用52?68°C温度的水洗涤除去硫酸，再用0.13?018%的稀氨水于21?33°C浸泡处理6小时以上，使凝胶中的碱含量达到0.03 %为止，进行第一次烘干至水分小于或等于10 %，筛选后第二次烘干至水分含量小于或等于2%，制得粗孔块状硅胶；
[0012]4)将上述得到的粗孔块状的硅胶粉碎并筛选0.2?0.5毫米的颗粒，用盐酸浸泡3小时，用52?68V水洗涤5小时，烘干后在395?510°C活化箱里进行活化，从而制得活性硅胶的产品。
[0013]本发明的化学反应方程式如下:
[0014]Si02+2Na0H = Na2Si03+H20
[0015]Na2Si03+H2S04 = Na2S04+Si02+H20
[0016]本发明的有益效果在于:其一，本发明提供了一种一种利用硫酸烧渣生产水玻璃和活性硅胶的方法，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。其二，生成有价值的硅系列产品，创造出可观的经济效益。其三，制取物的纯度高，质量有保证。
【具体实施方式】
[0017]实施例一
[0018]取500公斤硫酸烧渣治理的一次排放废渣，硫酸烧渣治理的一次排放废渣中主要为二氧化硅和单质硫等酸不溶物(其中二氧化硅含量为35.73% );其制备步骤是:
[0019]I)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?32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；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；
[0020]2)上述得到的纯净滤饼与液体氢氧化钠混合于蒸汽加热的压力反应器里，所述纯净滤饼的二氧化硅与液体氢氧化钠以纯质量比1: 1.13，开动蒸汽加热使反应压力达到
0.75?0.85Mpa后，停止通入直接蒸汽，用夹套蒸汽保温并维持此压力3?8小时；之后将形成的硅酸钠溶液过滤得到滤饼单质硫经洗涤干燥、粉碎包装得到单质硫产品；得到的硅酸钠液体再经轻浓缩、冷却及包装得到308公斤水玻璃的液体产品；
[0021]3)将上述的水玻璃的液体产品用水稀释并与稀硫酸混合，在一定的PH值的环境下于21?33°C进行制胶，老化32小时以上，将老化后的凝胶割成指标要求的粒径，用52?68°C温度的水洗涤除去硫酸，再用0.13?018%的稀氨水于21?33°C浸泡处理6小时以上，使凝胶中的碱含量达到0.03 %为止，进行第一次烘干至水分小于或等于10 %，筛选后第二次烘干至水分含量小于或等于2%，制得粗孔块状硅胶；
[0022]4)将上述得到的粗孔块状的硅胶粉碎并筛选0.2?0.5毫米的颗粒，用盐酸浸泡3小时，用52?68V水洗涤5小时，烘干后在395?510°C活化箱里进行活化，从而制得活性硅胶的产品。
[0023]实施例二
[0024]取500公斤硫酸烧渣治理的一次排放废渣，硫酸烧渣治理的一次排放废渣中主要为二氧化硅和单质硫等酸不溶物(其中二氧化硅含量为35.73% );其制备步骤是:
[0025]I)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?32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；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]2)上述得到的纯净滤饼与液体氢氧化钠混合于蒸汽加热的压力反应器里，所述纯净滤饼的二氧化硅与液体氢氧化钠以纯质量比1: 1.33，开动蒸汽加热使反应压力达到
0.75?0.85Mpa后，停止通入直接蒸汽，用夹套蒸汽保温并维持此压力3?8小时；之后将形成的硅酸钠溶液过滤得到滤饼单质硫经洗涤干燥、粉碎包装得到单质硫产品；得到的硅酸钠液体再经轻浓缩、冷却及包装得到362.5公斤水玻璃的液体产品；
[0027]3)将上述的水玻璃的液体产品用水稀释并与稀硫酸混合，在一定的PH值的环境下于21?33°C进行制胶，老化32小时以上，将老化后的凝胶割成指标要求的粒径，用52?68°C温度的水洗涤除去硫酸，再用0.13?018%的稀氨水于21?33°C浸泡处理6小时以上，使凝胶中的碱含量达到0.03 %为止，进行第一次烘干至水分小于或等于10 %，筛选后第二次烘干至水分含量小于或等于2%，制得粗孔块状硅胶；
[0028]4)将上述得到的粗孔块状的硅胶粉碎并筛选0.2?0.5毫米的颗粒，用盐酸浸泡3小时，用52?68V水洗涤5小时，烘干后在395?510°C活化箱里进行活化，从而制得活性硅胶的产品。
[0029]实施例三
[0030]取500公斤硫酸烧渣治理的一次排放废渣，硫酸烧渣治理的一次排放废渣中主要为二氧化硅和单质硫等酸不溶物(其中二氧化硅含量为35.73% );其制备步骤是:
[0031]I)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?32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；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；
[0032]2)上述得到的纯净滤饼与液体氢氧化钠混合于蒸汽加热的压力反应器里，所述纯净滤饼的二氧化硅与液体氢氧化钠以纯质量比1: 1.53，开动蒸汽加热使反应压力达到
0.75?0.85Mpa后，停止通入直接蒸汽，用夹套蒸汽保温并维持此压力3?8小时；之后将形成的硅酸钠溶液过滤得到滤饼单质硫经洗涤干燥、粉碎包装得到单质硫产品；得到的硅酸钠液体再经轻浓缩、冷却及包装得到417.06公斤水玻璃的液体产品；
[0033]3)将上述的水玻璃的液体产品用水稀释并与稀硫酸混合，在一定的PH值的环境下于21?33°C进行制胶，老化32小时以上，将老化后的凝胶割成指标要求的粒径，用52?68°C温度的水洗涤除去硫酸，再用0.13?018%的稀氨水于21?33°C浸泡处理6小时以上，使凝胶中的碱含量达到0.03 %为止，进行第一次烘干至水分小于或等于10 %，筛选后第二次烘干至水分含量小于或等于2%，制得粗孔块状硅胶；
[0034]4)将上述得到的粗孔块状的硅胶粉碎并筛选0.2?0.5毫米的颗粒，用盐酸浸泡3小时，用52?68V水洗涤5小时，烘干后在395?510°C活化箱里进行活化，从而制得活性硅胶的产品。
【主权项】
1.一种利用硫酸烧渣生产水玻璃和活性硅胶的方法，取硫酸烧渣治理的一次排放废渣，硫酸烧渣治理的一次排放废渣中主要为二氧化硅和单质硫的酸不溶物；其特征在于，制备步骤是: 1)将所述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?32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；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； 2)上述得到的纯净滤饼与液体氢氧化钠混合于蒸汽加热的压力反应器里，所述纯净滤饼中的二氧化硅与液体氢氧化钠以纯质量比1: 1.12?1.55，开动蒸汽加热使反应压力达到0.75?0.85Mpa后，停止通入直接蒸汽，用夹套蒸汽保温并维持此压力3?8小时；之后将形成的硅酸钠溶液过滤得到滤饼单质硫经洗涤干燥、粉碎包装得到单质硫产品；得到的硅酸钠液体再经轻浓缩、冷却及包装得到水玻璃的液体产品； 3)将上述的水玻璃的液体产品用水稀释并与稀硫酸混合，在一定的PH值的环境下于21?33°C进行制胶，老化32小时以上，将老化后的凝胶割成指标要求的粒径，用52?68°C温度的水洗涤除去硫酸，再用0.13?018%的稀氨水于21?33°C浸泡处理6小时以上,使凝胶中的碱含量达到0.03%为止，进行第一次烘干至水分小于或等于10%，筛选后第二次烘干至水分含量小于或等于2%，制得粗孔块状硅胶； 4)将上述得到的粗孔块状的硅胶粉碎并筛选0.2?0.5毫米的颗粒，用盐酸浸泡3小时，用52?68 V水洗涤5小时，烘干后在395?51 (TC活化箱里进行活化，从而制得活化硅胶的产品。
【文档编号】C01B33/158GK105883834SQ201410538229
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年9月24日
【发明人】徐联菊
【申请人】常德湘大环保科技有限公司