专利名称：一种氧氯化锆生产中硅渣处理工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及氧氯化锆一酸(盐酸) 一碱法生产工艺，尤其是关 于生产过程中产生硅渣的处理，回收硅渣中可溶性锆和未反应锆英 砂，提高氧氯化锆收率。技术背景氯氧化锆是重要的锆盐基础化工产品，以氧氯化锆为原料可以 制备氧化锆、硫酸锆、碳酸锆等锆化学制品，广泛用于陶瓷、化工、 轻工、电子等行业。目前主要采用锆英砂一酸(盐酸) 一碱法生产 氧氯化锆，包括碱熔、水洗转型、酸化、浓縮结晶，酸浸除铁等工 序。现有氧氯化锆生产工艺中，硅渣产生于氧氯化锆生产中的酸化 工序。生产中采用盐酸酸化，溶出转型料中的可溶性锆，经压滤分 离得到含锆母液和酸性硅渣；酸性硅渣再用冷凝酸漂洗一次，压滤 分离，得到的硅渣即废弃处理或经深加工制作成其他产品。每生产 1吨氧氯化锆约产生0. 5吨左右的酸性废硅渣(含水量 75%)。 废弃的酸性硅渣烘干脱水后仍含有较高量的二氧化锆，高时可达 20%以上，主要包含未完全反应的锆英砂和酸化压滤后滞留在硅渣 中的可溶性锆。硅渣的废弃处理造成其中有价金属元素锆的资源浪 费，同时还使得氧氯化锆得率不高，影响企业的经济效益。 发明内容本发明的目的是克服上述已有技术的不足，提供一种有效回收 酸性硅渣中的氧氯化锆和未反应的锆英砂，提高氧氯化锆生产得率 的一酸一碱生产氧氯工艺。本发明上述目的实现，主要改进是在酸化工序后，在硅渣废弃 处理前，增加对硅渣的漂洗次数，尽可能回收其中的可溶性锆，并 沉降回收其中未反应的锆英砂。具体说，本发明一酸一碱生产氧氯化锆工艺，包括碱熔、水洗转型、酸化、浓縮结晶、酸浸除铁，其 特征在于酸化后，在硅渣废弃处理前对硅渣再进行1 2次盐酸漂 洗，洗液回用到转型料酸化工序，回收了硅渣中的氧氯化锆，然后 再对硅渣进行沉降处理，回收硅渣中未反应的锆英砂。 本发明上述目的是通过以下技术方案实现的 一种氧氯化锆生产中硅渣处理工艺，包括以下的步骤(1) 将氧氯化锆生产中酸化工序的料液进行搅拌，加入冷凝 酸漂洗液，冷凝酸漂洗液和料液的体积比为0.8 1.2: 0.8 1.2， 稀释搅拌，压滤，分离得到酸性硅渣和氧氯化锆母液，氧氯化锆母 液经浓縮结晶，生产成品氧氯化锆；(2) 将步骤(1)中得到的酸性硅渣用0. 5 3N的盐酸进行一次漂洗、压滤，得到一次硅渣和一次硅渣洗液，一次硅渣洗液回用至步骤(1)中，以代替冷凝酸漂洗液；(3) 步骤(2)中得到的一次硅渣加碱液中和，调PH值至7， 沉降，未反应的锆英砂在底部沉积而与硅渣分离；上层硅渣浆液经 压滤，得中性硅渣另行处理，中性废水经污水处理后排放；或是，(3) ，将步骤(2)中得到的一次硅渣再用0.5 3N的盐酸进 行二次漂洗、压滤，分离得到二次硅渣和二次硅渣洗液，二次硅渣 洗液回用至步骤(2)中，以代替盐酸对硅渣进行一次漂洗和/或回用至步骤(1)中，以代替冷凝酸漂洗液，禾n/或回用至在生产氧氯化锆的水洗转型工序中，用以调节水洗料PH值，达到循环使用；(4) ，步骤(3)，中得到的二次硅渣加碱液中和，调PH值 至7，沉降，未反应的锆英砂在底部沉积而与硅渣分离；上层硅渣 浆液经压滤，得中性硅渣另行处理，中性废水经污水处理后排放。在步骤(1)中，所使用的冷凝酸漂洗液是已有的工艺中，采 用盐酸酸化，分离得到含锆母液和酸性硅渣，酸性硅渣再用冷凝酸 漂洗后得到的冷凝酸漂洗液，待本发明的氧氯化锆生产中硅渣处理 工 运转起之后，用一次硅渣洗液和/或二次硅渣洗液代替冷凝酸 漂洗液。在本发明的氧氯化锆生产中硅渣处理工艺中，与已有技术有三 个不同点，第一个不同点是，已有技术是采用盐酸酸化，溶出转型 料中的可溶性锆，经压滤分离得到含锆母液和酸性硅渣；而在本发 明的步骤(1)中，是在酸化后的料液中加入冷凝酸漂洗液(该工 艺方法运转起来后，加入的是一次硅渣洗液和二次硅渣洗液)，稀 释搅拌，压滤，分离得到酸性硅渣和氧氯化锆母液。在起始生产中， 稀释液是采用已有技术中所使用的冷凝酸漂洗酸性硅渣后的冷凝 酸漂洗液，待本发明的氧氯化锆生产中硅渣处理工艺方法进行起来 之后，用一次硅渣洗液和二次硅渣洗液代替冷凝酸漂洗液。第二个 不同点是，已有技术是采用冷凝酸对酸性硅渣漂洗一次，压滤分离，得到的硅渣；而本发明是对酸性硅渣用0. 5 3N的盐酸进行1-2次漂洗。第三个不同点是，本发明是将一次硅渣或二次硅渣加碱液调至中性，搅拌，沉降分离其中未反应的锆英砂；而已有技术是得 到的硅渣加碱液调至中性后就不进行处理了。本发明提供一种氧氯化锆生产中硅渣处理工艺，其特征在于所述步骤(4)中沉降分离二次硅渣中未反应的锆英砂，主要是通过如下操作过程实现二次硅渣与未反应锆英砂的分离用泵将二次 硅渣浆液不间断地泵入沉降桶，并采用锚式搅拌桨不断搅拌，搅拌 速度不宜过快，避免底部沉积的锆英砂悬浮于浆液中；在沉降桶上部开设溢流口，沉降桶上层的硅渣浆液从溢流口流出，经压滤，得中性硅渣；未反应的锆英砂沉积在沉降桶底部，定期取出，并回用 至碱熔烧结工序。本发明提供一种氧氯化锆生产中硅渣处理工艺，其特征在于所述步骤(3)、步骤(4)中采用浓縮结晶冷凝酸对硅渣进行漂洗， 冷凝酸的浓度为0. 5 3N。本发明对照现有技术的优点和有益效果本发明方法的硅渣处理工艺，在原有酸化工序后增加硅渣酸化漂洗工序，通过反复漂洗 尽可能多的溶出硅渣中的可溶性锆，同时还沉降分离硅渣中未反应的锆英砂，进一步提高了氧氯化锆得率，由原来的90 — 91%提高到92 — 93%左右。本发明硅渣处理工艺与正常生产中部分工艺相 同，因此可充分利用原有设备，基本可以做到不增加或少增加新设 备。通过对硅渣中有价元素的回收，提高了企业的经济效益，减少了资源浪费。下面通过附图和具体实施方式
对本发明作详细说明，但是对本 发明的范围不构成任何限制。
图1是本发明实施例中硅渣处理工艺流程图。
具体实施方式
实施例1如图1所示，(1)将锆英砂和固碱进行碱熔，经水洗转型工 序，水洗除硅，转型除钠，经酸化工序，加入盐酸酸化后，再加入 一次硅渣洗液和/或二次硅渣洗液稀释酸化料液， 一次硅渣洗液和/ 或二次硅渣洗液和酸化料液的体积比为0.8 1.2: 0.8 1.2，通 过压滤工序分离，得到含锆母液和酸性硅渣，含锆母液经浓縮结晶 工序和浸酸除铁工序制得氧氯化锆成品；(2)酸性硅渣采用0. 5N 的盐酸漂洗，压滤，得到一次硅渣和一次硅渣洗液； 一次硅渣洗液 回用至酸化工序；(3)采用0. 5N的盐酸对一次硅渣进行二次漂洗， 压滤，得到二次硅渣和二次硅渣洗液；二次硅渣洗液回用至步骤(2) 对酸性硅渣进行一次漂冼和/或步骤(1)用以稀释酸化料液，多余 的二次硅渣洗液回用至水洗转型工序，用于调节水洗料PH值；(4) 二次硅渣加碱液中和，调PH值至7，经沉降桶沉降处理，分离其 中未反应的锆英砂，沉降桶上层浆液压滤后得中性硅渣，转入硅渣 处理车间另行处理。实施例2(1)锆英砂经碱熔，水洗除硅，转型除钠，盐酸酸化后，加 入一次硅渣洗液稀释酸化料液， 一次硅渣洗液和酸化料液的体积比为1: 1，压滤分离，得到含锆母液和酸性硅渣，锆母液经浓縮结 晶制得氧氯化锆成品，每生成1吨氧氯化锆，约产生0. 5吨的酸性硅渣；(2)酸性硅渣采用3N的浓縮结晶冷凝盐酸漂洗，压滤，得 到一次硅渣和一次硅渣洗液， 一次硅渣洗液中锆含量20-25g/L， 一次硅渣洗液回用至酸化工序；(3)采用3N的浓縮结晶冷凝盐酸 对一次硅渣进行二次漂洗，压滤，得到二次硅渣和二次硅渣洗液， 二次硅渣洗液中锆含量降低至6-8 g/L;经测试，二次硅渣中残留 的可溶性锆由原来的20wt。/。左右降低至10wt。/。以下；二次硅渣洗液 回用至步骤(2)对酸性硅渣进行一次漂洗和/或步骤(1)用以稀 释酸化料液；(4) 二次硅渣加碱液中和，调ra值至7，经沉降桶 沉降处理，分离其中未反应的锆英砂，从二次硅渣中分离出未反应 的锆英砂3-5kg，也就是说，通过本发明的氧氯化锆生产中硅渣处 理工艺，在生产1吨氧氯化锆的同时，可以回收3-5kg的锆英砂； 沉降桶上层浆液压滤后得中性硅渣，转入硅渣处理车间另行处理。 从本实施例可以发现，增加酸化工序后的硅渣漂洗次数，可有效回 收硅渣中的可溶性锆，且漂洗硅渣所采用的盐酸为原有工艺中浓縮 结晶的冷凝酸，不会增加生产成本。所产生的二次硅渣洗液回用至 酸化工序后，所生产的氧氯化锆产品符合相关标准，产品质量合格。
权利要求
1、一种氧氯化锆生产中硅渣处理工艺，包括以下的步骤(1)将氧氯化锆生产中酸化工序的料液进行搅拌，加入冷凝酸漂洗液，冷凝酸漂洗液和料液的体积比为0.8～1.2∶0.8～1.2，稀释搅拌，压滤，分离得到酸性硅渣和氧氯化锆母液，氧氯化锆母液经浓缩结晶，生产成品氧氯化锆；(2)将步骤(1)中得到的酸性硅渣用0.5～3N的盐酸进行一次漂洗、压滤，得到一次硅渣和一次硅渣洗液，一次硅渣洗液回用至步骤(1)中，以代替冷凝酸漂洗液；(3)步骤(2)中得到的一次硅渣加碱液调至中性，搅拌，沉降分离其中未反应的锆英砂；或是，(3)’将步骤(2)中得到的一次硅渣再用0.5～3N的盐酸进行二次漂洗、压滤，分离得到二次硅渣和二次硅渣洗液，二次硅渣洗液回用至步骤(2)中，以代替盐酸对硅渣进行一次漂洗和/或回用至步骤(1)中，以代替冷凝酸漂洗液，和/或回用至在生产氧氯化锆的水洗转型工序中，用以调节水洗料PH值，达到循环使用；(4)’步骤(3)’中得到的二次硅渣加碱液调至中性，搅拌，沉降分离其中未反应的锆英砂。
2、 根据权利要求1所述的氧氯化锆生产中硅渣处理工艺，其 特征在于，所述步骤(3)中沉降分离一次硅渣中未反应的锆英砂 的过程是，用泵将用碱液调至得到的中性的一次硅渣浆液连续地泵 入沉降桶中，该沉降桶中设有锚式搅拌桨，并在沉降桶上部开设溢 流口，对一次硅渣浆液连续地进行搅拌，并将沉降桶上层的一次硅 渣浆液从溢流口流出，流出的一次硅渣浆液经压滤，得中性硅渣； 未反应的锆英砂沉积在沉降桶底部。
3、 根据权利要求1所述的氧氯化锆生产中硅渣处理工艺，其 特征在于，所述步骤(4)'中沉降分离二次硅渣中未反应的锆英 砂的过程是，用泵将用碱液调至得到的中性的二次硅渣桨液连续地泵入沉降桶中，该沉降桶中设有锚式搅拌桨，并在沉降桶上部开设 溢流口，对二次硅渣浆液连续地进行搅拌，并将沉降桶上层的二次 硅渣浆液从溢流口流出，流出的二次硅渣浆液经压滤，得中性硅渣； 未反应的锆英砂沉积在沉降桶底部。
4、根据权利要求1所述的氧氯化锆生产中硅渣处理工艺，其特征在于，所述步骤(2)和步骤(3)，中所采用的0. 5 3N的盐 酸为浓縮结晶的0. 5 3N冷凝酸。
全文摘要
本发明涉及一种氧氯化锆生产中硅渣处理工艺，依次有碱熔、水洗转型、酸化、硅渣漂洗、浓缩结晶、酸浸除铁工序。酸化后采用0.5～3N的盐酸对硅渣进行反复漂洗，尽可能多的溶出其中的可溶性锆，同时沉降回收其中未反应锆英砂。本发明通过对硅渣中有价元素的回收，提高了氧氯化锆得率，减少了资源浪费，设备投资小，提高了企业的经济效益。
文档编号C01G25/00GK101565202SQ20091014721
公开日2009年10月28日 申请日期2009年6月8日 优先权日2009年6月8日
发明者沈建章, 王力军, 蒋东民, 陈伟东 申请人:浙江升华拜克生物股份有限公司