專利名稱：一種用硼泥濾渣制備固體硅酸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)機(jī)化工三廢治理和綜合利用的技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用硼泥濾渣制備固體硅酸的方法。
背景技術(shù)：
硼泥是以硼鎂石(2Mg0 · B2O3 · H2O)為原料，通過焙燒、粉碎、與純堿混合，采取碳水法生產(chǎn)硼砂(Na2B4O7* IOH2O),在水洗、結(jié)晶過程提取硼砂后剩下的固體廢物。生產(chǎn)一噸硼砂可產(chǎn)4噸硼泥，一個(gè)年產(chǎn)8000噸的硼砂廠，每年可產(chǎn)硼泥為3. 2萬(wàn)噸。由于硼泥的排放量較大，目前國(guó)內(nèi)采用多種綜合利用途徑，除生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鎂、氧化鎂和橡塑填充劑外， 也有制取硼鎂磷復(fù)合肥、作蜂窩煤的煤加料及做建筑上硼砂等。硼泥中的鎂一般都是以碳酸鎂的形式存在，有時(shí)候也隨著硼鎂石的礦產(chǎn)不同而有差別。生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鎂硼泥的組分是這樣的？氧化鎂38%、二氧化硅20%、二氧化碳17%、 氧化硼3%、氧化鈣3%、氧化錳0. 11%、其他為水份。以硼泥廢料為原料通過鹽酸使之成為氯化物形成溶液，除去非溶性雜質(zhì)得到澄清的鎂的化合物。然后在加工其他鎂的化合物，還有硼的化合物等等。因此，就產(chǎn)品的純度而言是無(wú)可挑剔的，質(zhì)量也是過關(guān)的。硼泥治理和利用得到鎂化合物和硼化合物之后，剩下的過濾廢渣只剩下難以進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的二氧化硅了，其含量已達(dá)到80 90%，此時(shí)開發(fā)硅制品是非常有必要的，所以經(jīng)過研究，先后得到水玻璃、零水、五水、九水偏硅酸鈉。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，對(duì)硼泥廢料的再次污染廢料進(jìn)行處理，綜合利用， 在產(chǎn)出鎂和硼的化合物之外，還制造出硅產(chǎn)品，既避免了二次污染，又能為企業(yè)創(chuàng)造很大的經(jīng)濟(jì)效益，可謂是化工綜合治理和利用的典范。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種用硼泥濾渣制備固體硅酸的方法，包括如下步驟將硼泥用蒸汽加熱到60 80度，維持1 2小時(shí)，然后用離心機(jī)甩干， 實(shí)現(xiàn)液固分離，獲得濾液和濾餅硼泥，濾液送去另行深加工；將濾餅硼泥(氧化鎂計(jì))與鹽酸以純質(zhì)量比1 1. 63 2. 03反應(yīng)于耐腐蝕的第一反應(yīng)器里，在徐徐攪拌下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)生成氯化鎂的水合物，其他組分生成氯化鈣，還有極少量的氯化錳，將氯化鎂的水合物過濾，獲得澄清的濾液和二氧化硅濾渣，澄清的濾液送去另外深加工；將二氧化硅濾渣與碳酸鈉以純質(zhì)量比1 1. M 1.94反應(yīng)于密閉的第二反應(yīng)器中，在加熱、加壓和徐徐攪拌的條件下，反應(yīng)生成九水偏硅酸鈉水溶液，過濾除去不溶性的雜質(zhì)，獲得澄清的濾液；將澄清的濾液與硫酸溶液以純質(zhì)量比1 0.6 1.0反應(yīng)于耐腐蝕的第三反應(yīng)器里，在緩慢的反應(yīng)下生成硅酸和硫酸鈉混合液，過濾，獲得濾餅硅酸膠狀物和澄清的濾液， 硅酸膠狀物經(jīng)洗滌、甩干、冷凍成為脆性物質(zhì)，經(jīng)粉碎、包裝獲得晶瑩的硅酸粉體產(chǎn)品；
將澄清的濾液送去減壓蒸餾器進(jìn)行蒸濃，當(dāng)溶液蒸濃達(dá)到飽和溶液時(shí)排出來(lái)冷卻、此時(shí)出現(xiàn)的結(jié)晶就是硫酸鈉，經(jīng)洗滌、甩干、粉碎、包裝得到硫酸鈉晶體產(chǎn)品。其化學(xué)反應(yīng)式為SiA+2Na0H= = = = Na2Si03+H20Na2Si03+H2S04 = = = = H2Si03+Na2S04本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明對(duì)硼泥廢料的再次污染廢料進(jìn)行處理，通過鹽酸處理，生成氯化鎂的水合物，過濾，獲得二氧化硅濾渣，將二氧化硅濾渣與碳酸鈉處理，生成九水偏硅酸鈉水溶液，除去非溶性雜質(zhì)，將澄清的濾液與硫酸溶液反應(yīng)，生成硅酸和硫酸鈉混合液，過濾，獲得濾餅硅酸膠狀物和澄清的濾液，硅酸膠狀物經(jīng)洗滌、甩干、冷凍成為脆性物質(zhì)，經(jīng)粉碎、包裝獲得晶瑩的硅酸粉體產(chǎn)品；將澄清的濾液送去減壓蒸餾器進(jìn)行蒸濃，當(dāng)溶液蒸濃達(dá)到飽和溶液時(shí)排出來(lái)冷卻、此時(shí)出現(xiàn)的結(jié)晶就是硫酸鈉，經(jīng)洗滌、甩干、粉碎、包裝得到硫酸鈉晶體產(chǎn)品，因此，就產(chǎn)品的純度而言是無(wú)可挑剔的，質(zhì)量也是過關(guān)的。企業(yè)對(duì)硼泥廢料的再次污染廢料進(jìn)行綜合利用，獲得硅酸粉體產(chǎn)品和硫酸鈉晶體產(chǎn)品，變廢為寶，提高了企業(yè)深加工的能力，對(duì)企業(yè)發(fā)展具有很大的推動(dòng)作用，在治理化學(xué)固體廢料的同時(shí)，既能符合環(huán)境保護(hù)的要求，還能給企業(yè)創(chuàng)造很大的經(jīng)濟(jì)效益，可謂是化工綜合治理和利用的典范。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1，本實(shí)施例所述的一種用硼泥濾渣制備固體硅酸的方法，包括如下步驟取500公斤硼泥(二氧化硅占20%，氧化鎂占38%)進(jìn)行反應(yīng)，將硼泥用蒸汽加熱到60 80度，維持1 2小時(shí)，然后用離心機(jī)甩干，實(shí)現(xiàn)液固分離，獲得濾液和濾餅硼泥， 濾液送去另行深加工；將濾餅硼泥(氧化鎂計(jì))與鹽酸以純質(zhì)量比1 1. 83反應(yīng)于耐腐蝕的第一反應(yīng)器里，在徐徐攪拌下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)生成氯化鎂的水合物，其他組分生成氯化鈣，還有極少量的氯化錳，將氯化鎂的水合物過濾，獲得澄清的濾液和二氧化硅濾渣，澄清的濾液送去另外深加工；將二氧化硅濾渣與碳酸鈉以純質(zhì)量比1 1.74反應(yīng)于密閉的第二反應(yīng)器中，在加熱、加壓和徐徐攪拌的條件下，反應(yīng)生成九水偏硅酸鈉水溶液，過濾除去不溶性的雜質(zhì)，獲得澄清的濾液；將澄清的濾液與硫酸溶液以純質(zhì)量比1 0.8反應(yīng)于耐腐蝕的第三反應(yīng)器里，在緩慢的反應(yīng)下生成硅酸和硫酸鈉混合液，過濾，獲得濾餅硅酸膠狀物和澄清的濾液，硅酸膠狀物經(jīng)洗滌、甩干、冷凍成為脆性物質(zhì)，經(jīng)粉碎、包裝獲得129. 4公斤晶瑩的硅酸粉體產(chǎn)品；將澄清的濾液送去減壓蒸餾器進(jìn)行蒸濃，當(dāng)溶液蒸濃達(dá)到飽和溶液時(shí)排出來(lái)冷卻、此時(shí)出現(xiàn)的結(jié)晶就是硫酸鈉，經(jīng)洗滌、甩干、粉碎、包裝得到235. 6公斤硫酸鈉晶體產(chǎn)
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ΡΠ O實(shí)施例2，本實(shí)施例所述的一種用硼泥濾渣制備固體硅酸的方法，包括如下步驟取500公斤硼泥(二氧化硅占20%，氧化鎂占38%)進(jìn)行反應(yīng)，將硼泥用蒸汽加熱到60 80度，維持1 2小時(shí)，然后用離心機(jī)甩干，實(shí)現(xiàn)液固分離，獲得濾液和濾餅硼泥， 濾液送去另行深加工；將濾餅硼泥(氧化鎂計(jì))與鹽酸以純質(zhì)量比1 2. 03反應(yīng)于耐腐蝕的第一反應(yīng)
4器里，在徐徐攪拌下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)生成氯化鎂的水合物，其他組分生成氯化鈣，還有極少量的氯化錳，將氯化鎂的水合物過濾，獲得澄清的濾液和二氧化硅濾渣，澄清的濾液送去另外深加工；將二氧化硅濾渣與碳酸鈉以純質(zhì)量比1 1.94反應(yīng)于密閉的第二反應(yīng)器中，在加熱、加壓和徐徐攪拌的條件下，反應(yīng)生成九水偏硅酸鈉水溶液，過濾除去不溶性的雜質(zhì)，獲得澄清的濾液；將澄清的濾液與硫酸溶液以純質(zhì)量比1 1.0反應(yīng)于耐腐蝕的第三反應(yīng)器里，在緩慢的反應(yīng)下生成硅酸和硫酸鈉混合液，過濾，獲得濾餅硅酸膠狀物和澄清的濾液，硅酸膠狀物經(jīng)洗滌、甩干、冷凍成為脆性物質(zhì)，經(jīng)粉碎、包裝獲得161. 8公斤晶瑩的硅酸粉體產(chǎn)品；將澄清的濾液送去減壓蒸餾器進(jìn)行蒸濃，當(dāng)溶液蒸濃達(dá)到飽和溶液時(shí)排出來(lái)冷卻、此時(shí)出現(xiàn)的結(jié)晶就是硫酸鈉，經(jīng)洗滌、甩干、粉碎、包裝得到四4. 6公斤硫酸鈉晶體產(chǎn)
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ΡΠ O實(shí)施例3，本實(shí)施例所述的一種用硼泥濾渣制備固體硅酸的方法，包括如下步驟取500公斤硼泥(二氧化硅占20%，氧化鎂占38%)進(jìn)行反應(yīng)，將硼泥用蒸汽加熱到60 80度，維持1 2小時(shí)，然后用離心機(jī)甩干，實(shí)現(xiàn)液固分離，獲得濾液和濾餅硼泥， 濾液送去另行深加工；將濾餅硼泥(氧化鎂計(jì))與鹽酸以純質(zhì)量比1 1. 63反應(yīng)于耐腐蝕的第一反應(yīng)器里，在徐徐攪拌下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)生成氯化鎂的水合物，其他組分生成氯化鈣，還有極少量的氯化錳，將氯化鎂的水合物過濾，獲得澄清的濾液和二氧化硅濾渣，澄清的濾液送去另外深加工；將二氧化硅濾渣與碳酸鈉以純質(zhì)量比1 1.M反應(yīng)于密閉的第二反應(yīng)器中，在加熱、加壓和徐徐攪拌的條件下，反應(yīng)生成九水偏硅酸鈉水溶液，過濾除去不溶性的雜質(zhì)，獲得澄清的濾液；將澄清的濾液與硫酸溶液以純質(zhì)量比1 0.6反應(yīng)于耐腐蝕的第三反應(yīng)器里，在緩慢的反應(yīng)下生成硅酸和硫酸鈉混合液，過濾，獲得濾餅硅酸膠狀物和澄清的濾液，硅酸膠狀物經(jīng)洗滌、甩干、冷凍成為脆性物質(zhì)，經(jīng)粉碎、包裝獲得97. 1公斤晶瑩的硅酸粉體產(chǎn)品；將澄清的濾液送去減壓蒸餾器進(jìn)行蒸濃，當(dāng)溶液蒸濃達(dá)到飽和溶液時(shí)排出來(lái)冷卻、此時(shí)出現(xiàn)的結(jié)晶就是硫酸鈉，經(jīng)洗滌、甩干、粉碎、包裝得到176. 8公斤硫酸鈉晶體產(chǎn)
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ΡΠ O以上所述僅是本發(fā)明的三個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，并非用來(lái)限制本發(fā)明，凡其類似的實(shí)施例，例如一種用硼泥濾渣制備固體硅酸的方法，包括如下步驟將硼泥用蒸汽加熱到60 80度，維持1 2小時(shí)，然后用離心機(jī)甩干，實(shí)現(xiàn)液固分離，獲得濾液和濾餅硼泥，濾液送去另行深加工；將濾餅硼泥(氧化鎂計(jì))與鹽酸以純質(zhì)量比1 1. 63 2. 03反應(yīng)于耐腐蝕的第一反應(yīng)器里，在徐徐攪拌下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)生成氯化鎂的水合物，其他組分生成氯化鈣，還有極少量的氯化錳，將氯化鎂的水合物過濾，獲得澄清的濾液和二氧化硅濾渣，澄清的濾液送去另外深加工；將二氧化硅濾渣與碳酸鈉以純質(zhì)量比1 1. M 1.94反應(yīng)于密閉的第二反應(yīng)器中，在加熱、加壓和徐徐攪拌的條件下，反應(yīng)生成九水偏硅酸鈉水溶液，過濾除去不溶性的雜質(zhì)，獲得澄清的濾液；將澄清的濾液與硫酸溶液以純質(zhì)量比1 0. 6 1. 0反應(yīng)于耐腐蝕的第三反應(yīng)器里，在緩慢的反應(yīng)下生成硅酸和硫酸鈉混合液，過濾，獲得濾餅硅酸膠狀物和澄清的濾液， 硅酸膠狀物經(jīng)洗滌、甩干、冷凍成為脆性物質(zhì)，經(jīng)粉碎、包裝獲得晶瑩的硅酸粉體產(chǎn)品；將澄清的濾液送去減壓蒸餾器進(jìn)行蒸濃，當(dāng)溶液蒸濃達(dá)到飽和溶液時(shí)排出來(lái)冷卻、此時(shí)出現(xiàn)的結(jié)晶就是硫酸鈉，經(jīng)洗滌、甩干、粉碎、包裝得到硫酸鈉晶體產(chǎn)品，這些特征都應(yīng)涵蓋于本發(fā)明專利的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種用硼泥濾渣制備固體硅酸的方法，其特征是包括如下步驟 將硼泥用蒸汽加熱到60 80度，維持1 2小時(shí)，然后用離心機(jī)甩干，實(shí)現(xiàn)液固分離， 獲得濾液和濾餅硼泥，濾液送去另行深加工；將濾餅硼泥與鹽酸以純質(zhì)量比1 1. 63 2. 03反應(yīng)于耐腐蝕的第一反應(yīng)器里，在徐徐攪拌下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)生成氯化鎂的水合物，其他組分生成氯化鈣，還有極少量的氯化錳，將氯化鎂的水合物過濾，獲得澄清的濾液和二氧化硅濾渣，澄清的濾液送去另外深加工；將二氧化硅濾渣與碳酸鈉以純質(zhì)量比1 1. M 1. 94反應(yīng)于密閉的第二反應(yīng)器中， 在加熱、加壓和徐徐攪拌的條件下，反應(yīng)生成九水偏硅酸鈉水溶液，過濾除去不溶性的雜質(zhì)，獲得澄清的濾液；將澄清的濾液與硫酸溶液以純質(zhì)量比1 0.6 1.0反應(yīng)于耐腐蝕的第三反應(yīng)器里， 在緩慢的反應(yīng)下生成硅酸和硫酸鈉混合液，過濾，獲得濾餅硅酸膠狀物和澄清的濾液，硅酸膠狀物經(jīng)洗滌、甩干、冷凍成為脆性物質(zhì)，經(jīng)粉碎、包裝獲得晶瑩的硅酸粉體產(chǎn)品；將澄清的濾液送去減壓蒸餾器進(jìn)行蒸濃，當(dāng)溶液蒸濃達(dá)到飽和溶液時(shí)排出來(lái)冷卻、此時(shí)出現(xiàn)的結(jié)晶就是硫酸鈉，經(jīng)洗滌、甩干、粉碎、包裝得到硫酸鈉晶體產(chǎn)品。
全文摘要
一種用硼泥濾渣制備固體硅酸的方法，包括如下步驟將硼泥用蒸汽加熱到60～80度維持1～2小時(shí)，用離心機(jī)甩干，獲得濾餅硼泥，將濾餅硼泥與鹽酸反應(yīng)，生成氯化鎂的水合物，將氯化鎂的水合物過濾，獲得二氧化硅濾渣，將二氧化硅濾渣與碳酸鈉反應(yīng)，生成九水偏硅酸鈉水溶液，過濾除去不溶性的雜質(zhì)，獲得澄清的濾液；將澄清的濾液與硫酸溶液反應(yīng)，生成硅酸和硫酸鈉混合液，過濾，獲得濾餅硅酸膠狀物和澄清的濾液，硅酸膠狀物經(jīng)洗滌、甩干、冷凍、粉碎、包裝獲得硅酸粉體產(chǎn)品；其濾液經(jīng)蒸濃，出現(xiàn)結(jié)晶，將其洗滌、甩干、粉碎、包裝得到硫酸鈉晶體產(chǎn)品。本發(fā)明對(duì)硼泥廢料的再次污染廢料進(jìn)行處理，獲得固體硅酸，既避免了二次污染又創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)C01B33/12GK102167329SQ201010551879
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者王嘉興 申請(qǐng)人:王嘉興