一种利用硫酸烧渣生产水玻璃和硅酸的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于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硅酸的方法。
【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硅酸的方法。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。因此，人们迫切希望一种利用硫酸烧渣生产水玻璃和硅酸的方法问世。
【发明内容】
[0006]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，制备水玻璃和硅酸，提供一种利用硫酸烧渣生产水玻璃和硅酸的方法，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。
[0007]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水玻璃和硅酸的方法，包括如下步骤:
[0008](I)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10?15%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，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；
[0009](2)将上述获得的纯净滤饼(以二氧化硅计)与液体氢氧化钠以纯质量比I: 1.12?1.54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0.7?
0.SMpa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；将获得的硅酸钠液体再经轻浓缩、冷却，获得水玻璃液体产品；
[0010](3)将上述获得的水玻璃用水稀释与稀硫酸混合，在PH值为6?7的环境条件下于21?31°C进行凝胶成型，用2?2.3%的硫酸溶液于24?31°C的温度浸泡3?5小时，用温度为54?67°C的水洗涤至酸含量为4?6X10 5后通过筛子将胶捞出，经一次烘干至水分含量小于或等于10%，筛选，二次烘干至水分含量小于或等于2%，制得细孔球状硅胶；
[0011](4)将上述制得的细孔球状硅胶用盐酸浸泡4?6小时后用纯水洗涤，烘干72小时以上，用纯水洗涤后，再在69?81 °C的温度下二次烘干，获得硅酸产品。
[0012]本发明的主要化学反应方程式如下:
[0013]Si02+2Na0H = Na2Si03+H20
[0014]Na2Si03+H2S04= Na 2S04+H2Si03
[0015]本发明的有益效果是:1，本发明提供了一种利用硫酸烧渣生产水玻璃和硅酸的方法，该方法有效的利用了硫酸烧渣的治理废渣的物质组成，对硫酸烧渣的治理废渣进行处理，综合利用，制备出水玻璃和硅酸。2，水玻璃和硅酸用途广，是两种经济价值较大的产品，提高了处理硫酸烧渣的治理废渣的经济效益，创造了很大的收益回报，可谓是化工综合治理和利用的典范。3，投资少，对处理硫酸烧渣的治理废渣制备水玻璃和硅酸尤为适用，可以说开辟了一条新路。4，制取物的纯度高，质量有保证。5，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
[0017]本实施例所述的一种利用硫酸烧渣生产水玻璃和硅酸的方法，包括如下步骤:
[0018](I)取氧化硅含量为35.73%的硫酸烧渣治理的一次排放废渣500公斤制备水玻璃和硅酸，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10?15%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，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；
[0019](2)将上述获得的纯净滤饼(二氧化硅计)与液体氢氧化钠以纯质量比1: 1.33混合于蒸汽加热的压力反应器里，开动蒸汽加热，使反应压力达到0.7?0.SMpa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；将获得的硅酸钠液体再经轻浓缩、冷却，获得362.3公斤水玻璃液体产品；
[0020](3)将上述获得的水玻璃用水稀释与稀硫酸混合，在PH值为6?7的环境条件下于21?31°C进行凝胶成型，用2?2.3%的硫酸溶液于24?31°C的温度浸泡3?5小时，用温度为54?67°C的水洗涤至酸含量为4?6X 10 5后通过筛子将胶捞出，经一次烘干至水分含量小于或等于10%，筛选，二次烘干至水分含量小于或等于2%，制得178.2公斤细孔球状硅胶；
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