一種利用硫酸燒渣生產水玻璃和細孔塊狀硅膠的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及硫酸無機工業排放的綜合治理和利用的技術領域，特別是涉及一種利用硫酸燒渣生產水玻璃和細孔塊狀硅膠的方法。
【背景技術】
[0002]硫酸工業是以硫鐵礦為原料接觸法生產的硫酸，主要由原料、焙燒、凈化、轉化和吸收五個工序組成。一般習慣上以凈化工藝流程，經硫酸生產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工廠是酸洗流程，多數仍為水洗流程。
[0003]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。
[0004]單位硫酸產品的排放量與硫鐵礦的品位及工藝條件有關。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。當硫鐵礦含硫量為25?35%時，一般生產每噸約產生0.7?I噸的燒結渣。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%。
[0005]在《用化學法制備硫酸燒渣為氯化物的方法》等一系列的發明中，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硫。本發明就是利用硫酸燒渣的處理廢渣制備水玻璃和細孔塊狀硅膠的方法。此方法是典型的三廢治理衍生的專利發明，其目的就是要把三廢里面的各種物質及元素吃干炸凈全部利用起來。通過幾個層次的分解廢渣污染源，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。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是，對硫酸燒渣的治理廢渣進行處理，綜合利用，制備水玻璃和細孔塊狀硅膠，提供一種利用硫酸燒渣生產水玻璃和細孔塊狀硅膠的方法，該方法有效的避免了硫酸工業的二次污染，在一次排放中尋找潛力來吃干炸凈、變廢為寶，最后變成有價值的硅系列產品，創造出可觀的經濟效益，保護了環境。
[0007]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種利用硫酸燒渣生產水玻璃和細孔塊狀硅膠的方法，包括如下步驟:
[0008]將硫酸燒渣治理的一次排放廢渣(主要為二氧化硅和單質硫等酸不溶物)用9?16%的鹽酸溶液反復洗滌19?32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，獲得純凈濾餅；酸性濾液可循環洗滌使用，以節省成本且防止污染；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地排放；
[0009]將上述獲得的純凈濾餅(二氧化硅計)與液體氫氧化鈉以純質量比1: L 12?1.55混合于蒸汽加熱的壓力反應器里,開動蒸汽加熱,使反應壓力達到0.6?0.9Mpa后停止通入直接蒸汽，用夾套蒸汽保溫，并維持此壓力4?9小時；之后將形成的硅酸鈉溶液過濾，得到濾餅單質硫，經洗滌、干燥、粉碎、包裝得到單質硫產品；將獲得的硅酸鈉液體再經輕濃縮、冷卻，獲得水玻璃液體產品；
[0010]將上述獲得的水玻璃液體用水稀釋與稀硫酸混合，在PH值為5?8的環境下于溫度為21?32°C時進行凝膠成型，然后置于0.017?0.021%的稀硫酸溶液于26?32°C的溫度浸泡3?5小時，直至凝膠中酸含量達到0.011?0.016為止，取出后用55°C的溫水洗滌、撈膠，經第一次烘干至水分含量小于或等于10%，篩選；第二次烘干至水分含量小于或等于2%，制得細孔塊狀硅膠。
[0011]本發明的主要化學反應方程式如下:
[0012]Si02+2Na0H = Na2Si03+H20
[0013]Na2Si03+H2S04 = Na2S04++Si02+H20
[0014]本發明的有益效果是:其一，本發明提供了一種利用硫酸燒渣生產水玻璃和細孔塊狀硅膠的方法，該方法有效的利用了硫酸燒渣的治理廢渣的物質組成，對硫酸燒渣的治理廢渣進行處理，綜合利用，制備出水玻璃和細孔塊狀硅膠。其二，水玻璃和細孔塊狀硅膠用途廣，是兩種經濟價值較大的產品，提高了處理硫酸燒渣的治理廢渣的經濟效益，創造了很大的收益回報，可謂是化工綜合治理和利用的典范。其三，投資少，對處理硫酸燒渣的治理廢渣制備水玻璃和細孔塊狀硅膠尤為適用，可以說開辟了一條新路。其四，制取物的純度高，質量有保證。其五，該方法有效的避免了硫酸工業的二次污染，在一次排放中尋找潛力來吃干炸凈、變廢為寶，最后變成有價值的硅系列產品，創造出可觀的經濟效益。
【具體實施方式】
[0015]實施例一，本實施例所述的一種利用硫酸燒渣生產水玻璃和細孔塊狀硅膠的方法，包括如下步驟:
[0016]取氧化硅含量為35.73%的硫酸燒渣治理的一次排放廢渣500公斤制備水玻璃和細孔塊狀硅膠，將硫酸燒渣治理的一次排放廢渣(主要為二氧化硅和單質硫等酸不溶物)用9?16%的鹽酸溶液反復洗滌19?32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，獲得純凈濾餅；酸性濾液可循環洗滌使用，以節省成本且防止污染；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地排放；
[0017]將上述獲得的純凈濾餅(二氧化硅計)與液體氫氧化鈉以純質量比1: L 33混合于蒸汽加熱的壓力反應器里，開動蒸汽加熱，使反應壓力達到0.6?0.9Mpa后停止通入直接蒸汽，用夾套蒸汽保溫，并維持此壓力4?9小時；之后將形成的硅酸鈉溶液過濾，得到濾餅單質硫，經洗滌、干燥、粉碎、包裝得到單質硫產品；將獲得的硅酸鈉液體再經輕濃縮、冷卻，獲得362.3公斤水玻璃液體產品；
[0018]將上述獲得的水玻璃液體用水稀釋與稀硫酸混合，在PH值為5?8的環境下于溫度為21?32°C時進行凝膠成型，然后置于0.017?