专利名称：活化粘土废酸液的治理利用方法
技术领域：
本发明涉及一种废液治理利用的方法，特别是对用湿法强酸性无机酸活化硅铝酸盐粘土矿物制造活化粘土产生的废酸液治理利用的方法。
现有技术中，对用湿法强酸性无机酸活化硅铝酸盐粘土矿物制造活化粘土产生的废酸液，如以强酸性无机酸对天然膨润土矿物进行活化制造活性白土，也称活性漂土，每生产一吨高效活性白土，就要有副生的必须排放的强酸性废酸液35～60米3。这些废酸液的主要化学物质主要包括游离态强酸性无机酸和少量的强酸性无机酸的铝盐、镁盐、钙盐的水溶液，如硫酸、硫酸铝、硫酸镁、硫酸钙、硝酸、硝酸铝、硝酸镁、硝酸钙、盐酸、氯化铝、氯化镁、氯化钙的水溶液，因为这些废酸液中强酸性无机酸浓度稀，又含有诸多强酸性无机盐类杂质，腐蚀性强，要处理的量太大，综合利用起来很困难。现有技术中公开使用的处理办法是用生石灰或石灰石中和后排放，处理过程十分繁杂，处理费用很高，达生产成本的100％左右，又不能回收使用价值大的产品。而且排出的中性废水还含有许多水溶性无机酸盐类，仍会造成一定的污染，而产生废渣饼量达成品产量的80％左右。
本发明的目的是针对现有技术不足，提出了一种活化粘土废酸液的治理利用方法。
本发明的目的是由以下技术方案来达到，本发明是一种活化粘土废酸液的治理利用方法，其特点是对用湿法强酸性无机酸活化硅铝酸盐粘土矿物制造活化粘土产生的废酸液进行取样分析，测出其强酸性无机酸的有效含量，按其有效含量的重量比1∶3.0-7.2加入有效成份为硅酸钠[Na2SiO3]的水玻璃，与废酸液中的强酸性无机酸及强酸性无机酸的铝盐、镁盐、钙盐在20-100℃的条件下进行充分搅拌反应，将反应后料液中生成的硅酸[H2SiO3↓]、硅酸铝[Al2(SiO3)3↓]、硅酸钙[CaSiO3↓]、硅酸镁[MgSiO3↓]沉淀物分离出来，进行水洗，再经105-200℃干燥脱水磨细，得到沉淀混合物产品，其母液为只含有强酸性无机酸钠盐及少量过剩的硅酸钠[Na2SiO3]的中性水溶液。
在上述过程中，强酸性无机酸主要是指硫酸、盐酸和硝酸或这些酸的混合酸。水玻璃的化学成份为硅酸钠Na2SiO3·nH2O，其硅酸钠和废酸液中的强酸性无机酸及强酸性无机酸的铝盐、镁盐、钙盐发生一系列的化学反应由上述化学反应式可知，反应生成的沉淀，是硅酸[H2SiO3↓](SiO2·nH2O)(也称水合二氧化硅)、硅酸铝[Al2(SiO3)3↓]、硅酸钙[CaSiO3↓]、硅酸镁[MgSiO3↓]沉淀。将这些沉淀分离出来，经过水洗干燥脱水磨细，得到的沉淀混合物产品就是本发明产生的—种新混合物—本发明将其命名为“硅铝白”产品。而滤液即母液就是PH值7左右的中性的主要化学成份为较单一，只含有强酸性无机酸钠水溶液以及少量过剩的硅酸钠[Na2SiO3]，含强酸性无机酸钠盐的溶液和以少许过剩的硅酸钠[Na2SiO3]及溶解度量四种沉淀物质为主要杂质的中性液体。通过水玻璃引入废酸液的中性化处理，就可以实现活化粘土生产中产生的大量土废酸液的中性化治理和综合利用统一起来，一步得以解决，大幅降低了活化粘土生产过程的环保治理费用。整个工艺简单，不需要高温、高压，而本发明产生的新混合物—“硅铝白”产品的特点是活性好，视比重小，有很大比表面积和吸油性及吸水性。是高白度、比重特别轻，化学稳定性好的精细粉末产品，其物化特性为白色粉末不溶于酸，溶于热的浓碱液，不溶于水和有机溶剂，耐氧化还原剂。其成份为水分4-8％二氧化硅≥80％三氧化二铝 ≤4％白度≥90％筛余物(45μm) ≤0.5％视比重 ＜0.4克/毫升铁总≤0.2％灼减(950℃) ≤7％由此可知，其物化指标与白炭黑、超细硅酸铝盐粒、锌钡白等价高市售产品有较共同的特性，而生产成本却远低于同类产品。可作为活性物质被用作橡胶、塑料、油漆、油墨等多种材料的填充剂、补强剂；作农药白色浆料制剂的悬浮性载体和填充剂；作为潮解性物质例如食盐、化肥、农用化学品、杀虫剂载体、以及保温材料的防固结剂；作白色颜料，用作涂料、油漆的固体填充料；作石油炼制工业催化剂；经过适当预处理制成石油的催化裂化剂载体等；作搪瓷、陶瓷和瓷制器皿用的釉药配合料成份；作白色、彩色胶鞋和轮胎、胶管的填充料；而其生产成本低，生产工艺也较简单。投入的硅铝酸盐粘土矿物大部分成为活化粘土产品，少部分成为硅铝白产品，微量在处理后的中性废水里；投入的强酸性无机酸微量在活化粘土产品里，少量在硅铝白产品里，大量以盐的形式在处理后的中性废水里，投入的水玻璃大部分在硅铝白产品里，余下的都在处理后的中性废水里，投入的水微量在产品里，少量在产品干燥过程中逸散于大气中，大量在处理后的中性废水里。
本发明的目的还可以通过以下方案进一步达到。前述的活化粘土废酸液的治理利用方法，其特点是测出其强酸性无机酸有效含量时，若其单位体积的有效含量小于1.0克/升，在废酸液中加入强酸性无机酸或浓度较高的废酸液，将其单位体积的有效含量调至1.0-50克/升，再按其有效含量加入水玻璃[Na2SiO3·nH2O]进行反应。这样，能够保证沉淀混合物产品—“硅铝白”产品的质量。
本发明的目的还可以通过以下方案进一步达到。前述的活化粘土废酸液的治理利用方法，其特点是测出其强酸性无机酸有效含量的同步，测出强酸性无机酸的铝盐、镁盐、钙盐的有效含量。以便更精确地计算水玻璃的加入量。
本发明的目的还可以通过以下方案进一步达到。前述的活化粘土废酸液的治理利用方法，其特点是制造活化粘土产生的废酸液与水玻璃[Na2SiO3]化学反应的温度为75-80℃。使其保证较快的反应速度，以及沉淀混合物产品的质量。
本发明与现有技术相比，不需生石灰或石灰石中和，处理过程简单，处理费用较低，产出的“硅铝白”产品有较大的使用价值。这个工艺过程中没有可排弃的渣饼之类废物，而处理后的中性废水里已经是成份比较单一的只含有强酸性无机酸钠盐的水溶液以及少量过剩的硅酸钠[Na2SiO3]为主要杂质的中性液体。能够进一步地进行综合利用。
附图
为本发明的工艺流程图。
实施例一。下面的实施例进一步描述了本发明的发明内容。本实施例的活化粘土废酸液的治理利用方法，有湿法硫酸活化硅铝酸盐粘土矿物制造活化粘土产生的废酸液0.5升，对其进行取样分析，测出其硫酸有效含量为10克，按其有效含量的重量比1∶3.0加入重量浓度为52.69％的水玻璃[Na2SiO3·nH2O]56.94克，其中硅酸钠的有效成份为30克，与废酸液中的硫酸及硫酸铝、硫酸镁、硫酸钙进行充分搅拌反应，废酸液与水玻璃[Na2SiO3]化学反应的温度为75-80℃，将反应后料液中生成的硅酸[H2SiO3↓]、硅酸铝[Al2(SiO3)3↓]、硅酸钙[CaSiO3↓]、硅酸镁[MgSiO3↓]沉淀物分离出来，进行水洗，再经105℃干燥脱水磨细，得到沉淀混合物产品—硅铝白29克，其特性为含二氧化硅80.6％，含三氧化二铝3.6％，白度90％，视比重0.39克/毫升。而母液为只含有硫酸钠及少量过剩的硅酸钠[Na2SiO3]的中性水溶液。
实施例二。下面的实施例继续描述本发明的发明内容。本实施例的活化粘土废酸液的治理利用方法，有湿法硫酸活化硅铝酸盐粘土矿物制造活化粘土产生的废酸液0.5升，对其进行取样分析，测出其硫酸有效含量为10克，测出硫酸铝(按三氧化二铝计)的有效含量为0.432克、硫酸镁(按氧化镁计)的有效含量为0.206克、硫酸钙(按钙离子计)的有效含量为0.184克。按其硫酸有效含量的重量比1∶4.0加入重量浓度为52.69％的水玻璃[Na2SiO3·nH2O]75.92克，其中硅酸钠的有效成份为40克，与废酸液中的硫酸及硫酸铝、硫酸镁、硫酸钙进行充分搅拌反应，废酸液与水玻璃[Na2SiO3]化学反应的温度为75-80℃，将反应后料液中生成的硅酸[H2SiO3↓]、硅酸铝[Al2(SiO3)3↓]、硅酸钙[CaSiO3↓]、硅酸镁[MgSiO3↓]沉淀物分离出来，进行水洗，再经130℃干燥脱水磨细，得到沉淀混合物产品—硅铝白30克，其特性为含二氧化硅84.8％，含三氧化二铝3.5％，白度94％，视比重0.31克/毫升。其母液575.2克，为只含有硫酸钠及少量过剩的硅酸钠[Na2SiO3]的中性水溶液。
实施例三。下面的实施例继续描述本发明的发明内容。本实施例的活化粘土废酸液的治理利用方法，有湿法硫酸活化硅铝酸盐粘土矿物制造活化粘土产生的废酸液0.5升，对其进行取样分析，测出其硫酸有效含量为10克，按其硫酸有效含量的重量比1∶4.5加入重量浓度为52.69％的水玻璃[Na2SiO3·nH2O]85.41克，其中硅酸钠的有效成份为45克，与废酸液中的硫酸及硫酸铝、硫酸镁、硫酸钙进行充分搅拌反应，废酸液与水玻璃[Na2SiO3]化学反应的温度为75-80℃，将反应后料液中生成的硅酸[H2SiO3↓]、硅酸铝[Al2(SiO3)3↓]、硅酸钙[CaSiO3↓]、硅酸镁[MgSiO3↓]沉淀物分离出来，进行水洗，再经150℃干燥脱水磨细，得到沉淀混合物产品—硅铝白35克，其特性为含二氧化硅81％，含三氧化二铝2.85％，白度94.9％，视比重0.29克/毫升。其母液505克，为只含有硫酸钠及少量过剩的硅酸钠[Na2SiO3]的中性水溶液。
实施例四。下面的实施例继续描述本发明的发明内容。本实施例的活化粘土废酸液的治理利用方法，有湿法硫酸活化硅铝酸盐粘土矿物制造活化粘土产生的废酸液，对其进行取样分析，测其硫酸有效含量时，单位体积的有效含量为0.61克/升，在废酸液中加入浓度为53.51克/升的废酸液，将其单位体积的有效含量调至1.0克/升，得到废酸液10.61升，其硫酸的有效含量为10.61克，按其硫酸有效含量的重量比1∶5.6加入重量浓度为56.76％的水玻璃[Na2SiO3·nH2O]104.68克，其中硅酸钠的有效成份为59.42克，与废酸液中的硫酸及硫酸铝、硫酸镁、硫酸钙进行充分搅拌反应，废酸液与水玻璃[Na2SiO3]化学反应的温度为100℃，将反应后料液中生成的硅酸[H2SiO3↓]、硅酸铝[Al2(SiO3)3↓]、硅酸钙[CaSiO3↓]、硅酸镁[MgSiO3↓]沉淀物分离出来，进行水洗，再经200℃干燥脱水磨细，得到沉淀混合物产品—硅铝白240.8克，其特性为含二氧化硅81.1％，含三氧化二铝3.08％，白度90.8％，视比重0.39克/毫升。其母液2260克，其母液为只含有硫酸钠及少量过剩的硅酸钠[Na2SiO3]的中性水溶液。
实施例五。下面的实施例继续描述本发明的发明内容。本实施例的活化粘土废酸液的治理利用方法，有湿法硫酸活化硅铝酸盐粘土矿物制造活化粘土产生的废酸液升，对其进行取样分析，测其硫酸有效含量时，单位体积的有效含量为0.9克/升，在废酸液中加入浓硫酸，将其单位体积的有效含量调至50克/升，得到废酸液0.25升，其硫酸的有效含量为12.5克，按其硫酸有效含量的重量比1∶5.0加入重量浓度为52.69％的水玻璃[Na2SiO3·nH2O]118.60克，其中硅酸钠的有效成份为62.5克，与废酸液中的硫酸及硫酸铝、硫酸镁、硫酸钙进行充分搅拌反应，废酸液与水玻璃[Na2SiO3]化学反应的温度为20℃，将反应后料液中生成的硅酸[H2SiO3↓]、硅酸铝[Al2(SiO3)3↓]、硅酸钙[CaSiO3↓]、硅酸镁[MgSiO3↓]沉淀物分离出来，进行水洗，再经130℃干燥脱水磨细，得到沉淀混合物产品—硅铝白69克，其特性为含二氧化硅83％，含三氧化二铝2.80％，视比重0.39克/毫升。其母液1340克，其母液为只含有硫酸钠及少量过剩的硅酸钠[Na2SiO3]的中性水溶液。
实施例六。下面的实施例继续描述本发明的发明内容。本实施例的活化粘土废酸液的治理利用方法，有湿法盐酸活化硅铝酸盐粘土矿物制造活化粘土产生的废酸液0.7升，对其进行取样分析，测出其盐酸有效含量为9.352克，按其盐酸有效含量的重量比1∶7.12加入重量浓度为52.69％的水玻璃[Na2SiO3·nH2O]126.3克，其中硅酸钠的有效成份为66.55克，与废酸液中的盐酸及氯化铝、氯化镁、氯化钙进行充分搅拌反应，废酸液与水玻璃[Na2SiO3]化学反应的温度为75-80℃，将反应后料液中生成的硅酸[H2SiO3↓]、硅酸铝[Al2(SiO3)3↓]、硅酸钙[CaSiO3↓]、硅酸镁[MgSiO3↓]沉淀物分离出来，进行水洗，再经130℃干燥脱水磨细，得到沉淀混合物产品—硅铝白39克，其特性为含二氧化硅80.6％，含三氧化二铝3.92％，白度91.2％，视比重0.38克/毫升。其母液1390克，，其母液为只含有氯化钠及少量过剩的硅酸钠[Na2SiO3]的中性水溶液。
实施例七。下面的实施例继续描述本发明的发明内容。本实施例的活化粘土废酸液的治理利用方法，有湿法硝酸活化硅铝酸盐粘土矿物制造活化粘土产生的废酸液0.6升，对其进行取样分析，测出其硝酸有效含量为14.49克，按其硝酸有效含量的重量比1∶4.24加入重量浓度为52.69％的水玻璃[Na2SiO3·nH2O]116.55克，其中硅酸钠的有效成份为61.41克，与废酸液中的硝酸及硝酸铝、硝酸镁、硝酸钙进行充分搅拌反应，废酸液与水玻璃[Na2SiO3]化学反应的温度为75-80℃，将反应后料液中生成的硅酸[H2SiO3↓]、硅酸铝[Al2(SiO3)3↓]、硅酸钙[CaSiO3↓]、硅酸镁[MgSiO3↓]沉淀物分离出来，进行水洗，再经130℃干燥脱水磨细，得到沉淀混合物产品—硅铝白39克，其特性为含二氧化硅81％，含三氧化二铝3.72％，白度91％，视比重0.37克/毫升。其母液1190克，其母液为只含有硝酸钠及少量过剩的硅酸钠[Na2SiO3]的中性水溶液。
权利要求
1.一种活化粘土废酸液的治理利用方法，其特征在于对用湿法强酸性无机酸活化硅铝酸盐粘土矿物制造活化粘土产生的废酸液进行取样分析，测出其强酸性无机酸的有效含量，按其有效含量的重量比1∶3.0-7.2加入有效成份为硅酸钠[Na2SiO3]的水玻璃，与废酸液中的强酸性无机酸及强酸性无机酸的铝盐、镁盐、钙盐在20-100℃的条件下进行充分搅拌反应，将反应后料液中生成的硅酸[H2SiO3↓]、硅酸铝[Al2(SiO3)3↓]、硅酸钙[CaSiO3↓]、硅酸镁[MgSiO3↓]沉淀物分离出来，进行水洗，再经105-200℃干燥脱水磨细，得到沉淀混合物产品，其母液为只含有强酸性无机酸钠盐及少量过剩的硅酸钠[Na2SiO3]的中性水溶液。
2.根据权利要求1所述的活化粘土废酸液的治理利用方法，其特征在于测出其强酸性无机酸有效含量时，若其单位体积的有效含量小于1.0克/升，在废酸液中加入强酸性无机酸或浓度较高的废酸液，将其单位体积的有效含量调至1.0-50克/升，再按其有效含量加入水玻璃[Na2SiO3·nH2O]进行反应。
3.根据权利要求1所述的活化粘土废酸液的治理利用方法，其特征在于测出其强酸性无机酸有效含量的同步，测出强酸性无机酸的铝盐、镁盐、钙盐的有效含量。
4.根据权利要求1所述的活化粘土废酸液的治理利用方法，其特征在于制造活化粘土产生的废酸液与水玻璃[Na2SiO3]化学反应的温度为75-80℃。
全文摘要
一种活化粘土废酸液的治理利用方法,对用湿法强酸性无机酸活化硅铝酸盐粘土矿物制造活化粘土产生的废酸液,加入水玻璃进行充分搅拌反应,将反应后料液中的沉淀物分离,进行水洗、干燥、脱水磨细,得到沉淀混合物产品,其母液为只含有强酸性无机酸钠盐及过剩的硅酸钠的中性液体。本发明处理过程简单,处理费用低,产出的沉淀混合物产品有较大的使用价值。没有废渣产生,而处理后的中性废水能够进一步地进行综合利用。
文档编号C02F1/52GK1268487SQ0011222
公开日2000年10月4日 申请日期2000年4月19日 优先权日2000年4月19日
发明者杨有学, 费文丽, 樊春升, 张晓梅, 李雪坤, 程学业, 李桂香 申请人:化学工业部连云港设计研究院