專利名稱：硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻璃和活性硅膠的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于硫酸無機工業(yè)排放的綜合治理和利用的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種硫酸燒渣的處理廢渣制備水玻璃和活性硅膠的方法。
背景技術(shù)：
硫酸工業(yè)是以硫鐵礦為原料接觸法生產(chǎn)的硫酸，主要由原料、焙燒、凈化、轉(zhuǎn)化和吸收五個工序組成。一般習(xí)慣上以凈化工藝流程，經(jīng)硫酸生產(chǎn)分成干法和濕法兩大類。濕法凈化又有酸洗、熱濃酸洗和水洗之分。目前我國硫鐵礦制酸少數(shù)工廠是酸洗流程，多數(shù)仍為水洗流程。硫鐵礦主要由硫和鐵組成，伴有少量的有色金屬和稀有金屬。硫鐵礦燒渣為硫鐵礦焙燒提取硫后排出的殘渣。硫鐵礦中除了硫被利用外，鐵及其他元素仍留在燒渣中。燒渣是用來煉鐵，提取有色金屬和制造建筑材料的原料。單位硫酸產(chǎn)品的排放量與硫鐵礦的品位及工藝條件有關(guān)。在相同的工藝條件下硫鐵礦的品位越高則排渣量就越少，反之則高。當(dāng)硫鐵礦含硫量為25-35%時，一般生產(chǎn)每噸約產(chǎn)生0.7-1噸的燒結(jié)渣。下面硫酸燒渣的各種成分的百分含量為四氧化三鐵含量為 43.31%,三氧化二鋁含量為8. 13%，氧化鈣含量為1. 63%，氧化鎂含量為0. 46%，氧化硅含量為35. 73%，硫的含量為0. 16%。在《用化學(xué)法制備硫酸燒渣為氯化物的方法》等一系列的發(fā)明中，通過鹽酸凈化后提取了四氧化三鐵、三氧化二鋁、氧化鈣、氧化鎂、氧化硅、單質(zhì)硫元素等，形成各種金屬鹽后所剩余的酸不溶物為二氧化硅和單質(zhì)硫。對于所剩余的酸不溶物二氧化硅和單質(zhì)硫如何利用？這一尚待解決的課題關(guān)系到將三廢里面的各種物質(zhì)及元素吃干炸凈全部利用起來以便最大可能的減少化工三廢的二次排放的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本明旨在針對硫酸燒渣的治理廢渣的利用和市場需求，提供硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻璃和活性硅膠的方法。本發(fā)明是針對硫酸燒渣通過鹽酸凈化提取了四氧化三鐵、 三氧化二鋁、氧化鈣、氧化鎂、氧化硅、單質(zhì)硫元素等形成各種金屬鹽后，對所剩余的酸不溶物二氧化硅和單質(zhì)硫所提出的提取方法。該此方法是典型的三廢治理衍生的發(fā)明，其目的就是要把三廢里面的各種物質(zhì)及元素吃干炸凈全部利用起來，通過幾個層次的分解廢渣染源，以求最大可能的減少化工三廢的二次或者三次的排放污染，并且變廢為寶，最后變成有價值的硅系列產(chǎn)品以創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟效益。為了達到上述的目的，本發(fā)明硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻璃和活性硅膠的方法的技術(shù)方案為取硫酸燒渣治理的一次排放廢渣，硫酸燒渣治理的一次排放廢渣中主要為二氧化硅和單質(zhì)硫等酸不溶物；其制備步驟是1)將硫酸燒渣治理的一次排放廢渣用10-15%的鹽酸溶液反復(fù)洗滌20-30分鐘，過濾后的濾餅用清水洗滌三次使PH值達到6-7再濾待用；酸性濾液可循環(huán)洗滌使用以節(jié)省成本且防止污染；酸性清水洗液可勾兌鹽酸洗滌液剩余部分通過堿性處理合理的排放；2)上述得到的純凈濾餅與液體氫氧化鈉混合于蒸汽加熱的壓力反應(yīng)器里，所述純凈濾餅的二氧化硅與液體氫氧化鈉以純質(zhì)量比1 1.13-1. 53，開動蒸汽加熱使反應(yīng)壓力達到0. 7-0. SMpa后，停止通入直接蒸汽，用夾套蒸汽保溫并維持此壓力3-8小時；之后將形成的硅酸鈉溶液過濾得到濾餅單質(zhì)硫經(jīng)洗滌干燥、粉碎包裝得到單質(zhì)硫產(chǎn)品；得到的硅酸鈉液體再經(jīng)輕濃縮、冷卻及包裝得到水玻璃的液體產(chǎn)品；3)將上述的水玻璃的液體產(chǎn)品用水稀釋并與稀硫酸混合，在一定的PH值的環(huán)境下于20-30攝氏度進行制膠，老化32小時以上，將老化后的凝膠割成指標(biāo)要求的粒徑，用 50-65°C溫度的水洗滌除去硫酸，再用0. 13-018%的稀氨水于20_30°C浸泡處理6小時以上，使凝膠中的堿含量達到0. 03 %為止，進行第一次烘干至水分小于或等于10 %，篩選后第二次烘干至水分含量小于或等于2 %，制得粗孔塊狀硅膠；4)將上述得到的粗孔塊狀的硅膠粉碎并篩選0. 2-0. 5毫米的顆粒，用鹽酸浸泡3 小時，用50-65°C水洗滌5小時，烘干后在400-500°C活化箱里進行活化，從而制得活性硅膠
的產(chǎn)品。本發(fā)明的化學(xué)反應(yīng)方程式如下Si02+2Na0H = = = = Na2Si03+H20Na2Si03+H2S04 = = = = Na2S04+Si02+H20本發(fā)明的有益效果在于其一，本發(fā)明提供了一種硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻璃和活性硅膠的方法，該方法有效的避免了硫酸工業(yè)的二次污染，在一次排放中尋找潛力來吃干炸凈，變廢為寶。其二，生成有價值的硅系列產(chǎn)品，創(chuàng)造出可觀的經(jīng)濟效益。其三，制取物的純度高，質(zhì)量有保證。
具體實施例方式實施例一取500公斤硫酸燒渣治理的一次排放廢渣，硫酸燒渣治理的一次排放廢渣中主要為二氧化硅和單質(zhì)硫等酸不溶物(其中二氧化硅含量為35. 73% )；其制備步驟是1)將硫酸燒渣治理的一次排放廢渣用10-15%的鹽酸溶液反復(fù)洗滌20-30分鐘， 過濾后的濾餅用清水洗滌三次使PH值達到6-7再濾待用；酸性濾液可循環(huán)洗滌使用以節(jié)省成本且防止污染；酸性清水洗液可勾兌鹽酸洗滌液剩余部分通過堿性處理合理的排放；2)上述得到的純凈濾餅與液體氫氧化鈉混合于蒸汽加熱的壓力反應(yīng)器里，所述純凈濾餅的二氧化硅與液體氫氧化鈉以純質(zhì)量比1 1.13，開動蒸汽加熱使反應(yīng)壓力達到 0. 7-0. SMpa后，停止通入直接蒸汽，用夾套蒸汽保溫并維持此壓力3-8小時；之后將形成的硅酸鈉溶液過濾得到濾餅單質(zhì)硫經(jīng)洗滌干燥、粉碎包裝得到單質(zhì)硫產(chǎn)品；得到的硅酸鈉液體再經(jīng)輕濃縮、冷卻及包裝得到308公斤水玻璃的液體產(chǎn)品；3)將上述的水玻璃的液體產(chǎn)品用水稀釋并與稀硫酸混合，在一定的PH值的環(huán)境下于20-30攝氏度進行制膠，老化32小時以上，將老化后的凝膠割成指標(biāo)要求的粒徑，用 50-65°C溫度的水洗滌除去硫酸，再用0. 13-018%的稀氨水于20_30°C浸泡處理6小時以上，使凝膠中的堿含量達到0. 03%為止，進行第一次烘干至水分小于或等于10%，篩選后第二次烘干至水分含量小于或等于2 %，制得粗孔塊狀硅膠；4)將上述得到的粗孔塊狀的硅膠粉碎并篩選0. 2-0. 5毫米的顆粒，用鹽酸浸泡3 小時，用50-65°C水洗滌5小時，烘干后在400-500°C活化箱里進行活化，從而制得活性硅膠
的產(chǎn)品。實施例二取500公斤硫酸燒渣治理的一次排放廢渣，硫酸燒渣治理的一次排放廢渣中主要為二氧化硅和單質(zhì)硫等酸不溶物(其中二氧化硅含量為35. 73% )；其制備步驟是1)將硫酸燒渣治理的一次排放廢渣用10-15%的鹽酸溶液反復(fù)洗滌20-30分鐘， 過濾后的濾餅用清水洗滌三次使PH值達到6-7再濾待用；酸性濾液可循環(huán)洗滌使用以節(jié)省成本且防止污染；酸性清水洗液可勾兌鹽酸洗滌液剩余部分通過堿性處理合理的排放；2)上述得到的純凈濾餅與液體氫氧化鈉混合于蒸汽加熱的壓力反應(yīng)器里，所述純凈濾餅的二氧化硅與液體氫氧化鈉以純質(zhì)量比1 1.33，開動蒸汽加熱使反應(yīng)壓力達到 0. 7-0. SMpa后，停止通入直接蒸汽，用夾套蒸汽保溫并維持此壓力3-8小時；之后將形成的硅酸鈉溶液過濾得到濾餅單質(zhì)硫經(jīng)洗滌干燥、粉碎包裝得到單質(zhì)硫產(chǎn)品；得到的硅酸鈉液體再經(jīng)輕濃縮、冷卻及包裝得到362. 5公斤水玻璃的液體產(chǎn)品；3)將上述的水玻璃的液體產(chǎn)品用水稀釋并與稀硫酸混合，在一定的PH值的環(huán)境下于20-30攝氏度進行制膠，老化32小時以上，將老化后的凝膠割成指標(biāo)要求的粒徑，用 50-65°C溫度的水洗滌除去硫酸，再用0. 13-018%的稀氨水于20_30°C浸泡處理6小時以上，使凝膠中的堿含量達到0. 03%為止，進行第一次烘干至水分小于或等于10%，篩選后第二次烘干至水分含量小于或等于2 %，制得粗孔塊狀硅膠；4)將上述得到的粗孔塊狀的硅膠粉碎并篩選0. 2-0. 5毫米的顆粒，用鹽酸浸泡3 小時，用50-65°C水洗滌5小時，烘干后在400-500°C活化箱里進行活化，從而制得活性硅膠
的產(chǎn)品。實施例三取500公斤硫酸燒渣治理的一次排放廢渣，硫酸燒渣治理的一次排放廢渣中主要為二氧化硅和單質(zhì)硫等酸不溶物(其中二氧化硅含量為35. 73% )；其制備步驟是1)將硫酸燒渣治理的一次排放廢渣用10-15%的鹽酸溶液反復(fù)洗滌20-30分鐘， 過濾后的濾餅用清水洗滌三次使PH值達到6-7再濾待用；酸性濾液可循環(huán)洗滌使用以節(jié)省成本且防止污染；酸性清水洗液可勾兌鹽酸洗滌液剩余部分通過堿性處理合理的排放；2)上述得到的純凈濾餅與液體氫氧化鈉混合于蒸汽加熱的壓力反應(yīng)器里，所述純凈濾餅的二氧化硅與液體氫氧化鈉以純質(zhì)量比1 1.53，開動蒸汽加熱使反應(yīng)壓力達到 0. 7-0. SMpa后，停止通入直接蒸汽，用夾套蒸汽保溫并維持此壓力3-8小時；之后將形成的硅酸鈉溶液過濾得到濾餅單質(zhì)硫經(jīng)洗滌干燥、粉碎包裝得到單質(zhì)硫產(chǎn)品；得到的硅酸鈉液體再經(jīng)輕濃縮、冷卻及包裝得到417. 06公斤水玻璃的液體產(chǎn)品；3)將上述的水玻璃的液體產(chǎn)品用水稀釋并與稀硫酸混合，在一定的PH值的環(huán)境下于20-30攝氏度進行制膠，老化32小時以上，將老化后的凝膠割成指標(biāo)要求的粒徑，用 50-65°C溫度的水洗滌除去硫酸，再用0. 13-018%的稀氨水于20_30°C浸泡處理6小時以上，使凝膠中的堿含量達到0. 03%為止，進行第一次烘干至水分小于或等于10%，篩選后第二次烘干至水分含量小于或等于2 %，制得粗孔塊狀硅膠；
4)將上述得到的粗孔塊狀的硅膠粉碎并篩選0. 2-0. 5毫米的顆粒，用鹽酸浸泡3 小時，用50-65°C水洗滌5小時，烘干后在400-500°C活化箱里進行活化，從而制得活性硅膠
的產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻璃和活性硅膠的方法，取硫酸燒渣治理的一次排放廢渣，硫酸燒渣治理的一次排放廢渣中主要為二氧化硅和單質(zhì)硫的酸不溶物；其特征在于，制備步驟是1)將所述硫酸燒渣治理的一次排放廢渣用10-15%的鹽酸溶液反復(fù)洗滌20-30分鐘， 過濾后的濾餅用清水洗滌三次使PH值達到6-7再濾待用；酸性濾液可循環(huán)洗滌使用以節(jié)省成本且防止污染；酸性清水洗液可勾兌鹽酸洗滌液剩余部分通過堿性處理合理的排放；2)上述得到的純凈濾餅與液體氫氧化鈉混合于蒸汽加熱的壓力反應(yīng)器里，所述純凈濾餅中的二氧化硅與液體氫氧化鈉以純質(zhì)量比1 1.13-1. 53，開動蒸汽加熱使反應(yīng)壓力達到0. 7-0. SMpa后，停止通入直接蒸汽，用夾套蒸汽保溫并維持此壓力3-8小時；之后將形成的硅酸鈉溶液過濾得到濾餅單質(zhì)硫經(jīng)洗滌干燥、粉碎包裝得到單質(zhì)硫產(chǎn)品；得到的硅酸鈉液體再經(jīng)輕濃縮、冷卻及包裝得到水玻璃的液體產(chǎn)品；3)將上述的水玻璃的液體產(chǎn)品用水稀釋并與稀硫酸混合，在一定的PH值的環(huán)境下于20-30攝氏度進行制膠，老化32小時以上，將老化后的凝膠割成指標(biāo)要求的粒徑，用 50-65°C溫度的水洗滌除去硫酸，再用0. 13-018%的稀氨水于20_30°C浸泡處理6小時以上，使凝膠中的堿含量達到0. 03%為止，進行第一次烘干至水分小于或等于10%，篩選后第二次烘干至水分含量小于或等于2 %，制得粗孔塊狀硅膠；4)將上述得到的粗孔塊狀的硅膠粉碎并篩選0.2-0. 5毫米的顆粒，用鹽酸浸泡3小時， 用50-65°C水洗滌5小時，烘干后在400-500°C活化箱里進行活化，從而制得活化硅膠的產(chǎn)
全文摘要
硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻璃和活性硅膠的方法，將硫酸燒渣治理的一次排放廢渣用鹽酸溶液反復(fù)洗滌，過濾后的濾餅用清水洗滌再濾待用；得到的純凈濾餅與液體氫氧化鈉混合于蒸汽加熱的壓力反應(yīng)器里，開動蒸汽加熱使反應(yīng)壓力達到0.7-0.8Mpa后，停止通入直接蒸汽，用夾套蒸汽保溫并維持此壓力；之后將形成的硅酸鈉溶液過濾得到濾餅單質(zhì)硫經(jīng)洗滌干燥、粉碎包裝得到單質(zhì)硫產(chǎn)品；得到的硅酸鈉液體再經(jīng)輕濃縮、冷卻及包裝得到水玻璃的液體產(chǎn)品；將上述的水玻璃的液體產(chǎn)品用水稀釋并與稀硫酸混合、制膠，稀氨水浸泡、烘干，制得粗孔塊狀硅膠；再粉碎并篩選、用鹽酸浸泡、水洗滌、烘干及活化，制得活性硅膠。避免了硫酸工業(yè)的二次污染，變廢為寶。
文檔編號C01B33/32GK102180472SQ20101061620
公開日2011年9月14日 申請日期2010年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月19日
發(fā)明者何俠 申請人:何俠