專利名稱：一種粉煤灰制取水玻璃的方法
技術領域：
本發明涉及一種水玻璃的制取方法，特別是涉及一種粉煤灰制取水玻璃的方法。
背景技術：
硅酸鈉南方多稱水玻璃，北方多稱泡花堿，硅酸鈉的水溶液通稱水玻璃。硅酸鈉的 生產方法分干法(固相法)和濕法(液相法)兩種。干法生產是將石英砂和純堿按一定比 例混合后在反射爐中加熱到1400°C左右，生成熔融狀硅酸鈉；濕法生產是將燒堿水溶液和 石英粉在高壓釜內共熱直接生成水玻璃，經過濾濃縮得成品水玻璃。粉煤灰，是從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細灰，粉煤灰是燃煤電廠排出的主要 固體廢物。我國火電廠粉煤灰的主要氧化物組成為Si02、A1203、Fe203、MgO、CaO、TiO2等。 經鹽酸處理過后的粉煤灰活性二氧化硅富集，為制取水玻璃提供了良好的原料。
發明內容
本發明的目的是提供一種節能減排、工藝方法簡單、易操作的粉煤灰制取水玻璃 的方法。本發明是在高溫高壓下制取硅酸鈉，其包括以下步驟①將100重量份細度< 100目的粉煤灰與150-200重量份濃度為20-38 %的鹽酸 在搪瓷釜中進行反應，酸浸溫度在70-95°C，酸浸時間在2-6小時，所得的產物固液分離后， 得到氯化鋁母液和固體渣；②用水洗滌固體渣，直至固體渣為中性；③將上述所得固體渣100重量份中加入100-120重量份濃度為8_20%的燒堿溶 液，在高壓釜中進行反應，反應溫度130-200°C，反應壓力0. 25-1.6Mpa，反應時間0. 5-4 小時，冷卻泄壓，得到反應物；④將上述得到的反應物用100-150重量份的水稀釋，然后用離心過濾機過濾除渣
后獲得產品。上述的粉煤灰具有在以下范圍內的化學組分Si0240_50 %、Al20335-45 %、 Ti02l-3 %、Ca02-5 %、Mg02_6 %、Fe2033_8 %和燒失量 1-3 %。上述稀釋水的重量份可以是100-120。本發明與現有的技術相比有如下優點該方法具有工藝簡單，原材料豐富，可操作性強的優點。酸浸后的粉煤灰脫除了三 氧化二鋁，富集了二氧化硅，且二氧化硅活性強，孔隙率大，更有利于提高效率和降低成本。 采用本發明的制取水玻璃的方法，尤其是利用粉煤灰制取水玻璃的方法，工藝簡單科學，酸 浸出的氯化鋁母液可以作為合成分子篩等化工產品的原料來源。尤其是在合適的壓力和溫 度下一次性合成高品質的水玻璃。所用原料來源廣，價格低，產品成本低，具有良好的社會 效益和經濟效益。
具體實施例方式實施例一，本發明粉煤灰制取水玻璃的方法是先將< 100目的200千克粉煤灰與 200千克濃度為20-38%的鹽酸在搪瓷釜中進行酸浸，酸浸溫度在70至95°C，酸浸時間在 2-6小時，所得產物固液分離后制得氯化鋁母液和固體渣產物，用水洗滌固體渣，直至固體 渣為中性；所得100千克的固體渣產物中加入100千克濃度為8%的燒堿溶液，于高壓釜中 反應0. 5-4小時，反應溫度在130°C，反應壓力在0. 25-1. 6Mpa，冷卻泄壓，加入100-150千 克水稀釋，所得產物用離心過濾機過濾，除渣后制得。實施例二，本發明粉煤灰制取水玻璃的方法是先將< 100目的200千克粉煤灰與 200千克濃度為20-38%的鹽酸在搪瓷釜中進行酸浸，酸浸溫度在70至95°C，酸浸時間在 2-6小時，所得產物固液分離后制得氯化鋁母液和固體渣產物，用水洗滌固體渣，直至固體 渣為中性；所得100千克的固體渣產物中加入120千克濃度為8%的燒堿溶液，于高壓釜中 反應0. 5-4小時，反應溫度在130°C，反應壓力在0. 25-1. 6Mpa，冷卻泄壓，加入100-150千 克水稀釋，所得產物用離心過濾機過濾，除渣后制得。實施例三，本發明粉煤灰制取水玻璃的方法是先將< 100目的200千克粉煤灰與 200千克濃度為20-38%的鹽酸在搪瓷釜中進行酸浸，酸浸溫度在70至95°C，酸浸時間在 2-6小時，所得產物固液分離后制得氯化鋁母液和固體渣產物，用水洗滌固體渣，直至固體 渣為中性；所得100千克的固體渣產物中加入100千克濃度為20%的燒堿溶液，于高壓釜 中反應0. 5-4小時，反應溫度在130°C，反應壓力在0. 25-1. 6Mpa，冷卻泄壓，加入100-150 千克水稀釋，所得產物用離心過濾機過濾，除渣后制得。實施例四，本發明粉煤灰制取水玻璃的方法是先將< 100目的200千克粉煤灰與 200千克濃度為20-38%的鹽酸在搪瓷釜中進行酸浸，酸浸溫度在70至95°C，酸浸時間在 2-6小時，所得產物固液分離后制得氯化鋁母液和固體渣產物，用水洗滌固體渣，直至固體 渣為中性；所得100千克的固體渣產物中加入120千克濃度為20%的燒堿溶液，于高壓釜 中反應0. 5-4小時，反應溫度在130°C，反應壓力在0. 25-1. 6Mpa，冷卻泄壓，加入100-150 千克水稀釋，所得產物用離心過濾機過濾，除渣后制得。實施例五，本發明粉煤灰制取水玻璃的方法是先將< 100目的200千克粉煤灰與 200千克濃度為20-38%的鹽酸在搪瓷釜中進行酸浸，酸浸溫度在70至95°C，酸浸時間在 2-6小時，所得產物固液分離后制得氯化鋁母液和固體渣產物，用水洗滌固體渣，直至固體 渣為中性；所得100千克的固體渣產物中加入100千克濃度為8%的燒堿溶液，于高壓釜中 反應0. 5-4小時，反應溫度在160°C，反應壓力在0. 25-1. 6Mpa，冷卻泄壓，加入100-150千 克水稀釋，所得產物用離心過濾機過濾，除渣后制得。實施例六，本發明粉煤灰制取水玻璃的方法是先將< 100目的200千克粉煤灰與 200千克濃度為20-38%的鹽酸在搪瓷釜中進行酸浸，酸浸溫度在70至95°C，酸浸時間在 2-6小時，所得產物固液分離后制得氯化鋁母液和固體渣產物，用水洗滌固體渣，直至固體 渣為中性；所得100千克的固體渣產物中加入120千克濃度為8%的燒堿溶液，于高壓釜中 反應0. 5-4小時，反應溫度在160°C，反應壓力在0. 25-1. 6Mpa，冷卻泄壓，加入100-150千 克水稀釋，所得產物用離心過濾機過濾，除渣后制得。實施例七，本發明粉煤灰制取水玻璃的方法是先將< 100目的200千克粉煤灰與 200千克濃度為20-38%的鹽酸在搪瓷釜中進行酸浸，酸浸溫度在70至95°C，酸浸時間在2-6小時，所得產物固液分離后制得氯化鋁母液和固體渣產物，用水洗滌固體渣，直至固體 渣為中性；所得100千克的固體渣產物中加入100千克濃度為20%的燒堿溶液，于高壓釜 中反應0. 5-4小時，反應溫度在160°C，反應壓力在0. 25-1. 6Mpa，冷卻泄壓，加入100-150 千克水稀釋，所得產物用離心過濾機過濾，除渣后制得。實施例八，本發明粉煤灰制取水玻璃的方法是先將< 100目的200千克粉煤灰與 200千克濃度為20-38%的鹽酸在搪瓷釜中進行酸浸，酸浸溫度在70至95°C，酸浸時間在 2-6小時，所得產物固液分離后制得氯化鋁母液和固體渣產物用水洗滌固體渣，直至固體渣 為中性；所得100千克的固體渣產物中加入120千克濃度為20%的燒堿溶液，于高壓釜中 反應0. 5-4小時，反應溫度在160°C，反應壓力在0. 25-1. 6Mpa，冷卻泄壓，加入100-150千 克水稀釋，所得產物用離心過濾機過濾，除渣后制得。實施例九，本發明粉煤灰制取水玻璃的方法是先將< 100目的200千克粉煤灰與 200千克濃度為20-38%的鹽酸在搪瓷釜中進行酸浸，酸浸溫度在70至95°C，酸浸時間在 2-6小時，所得產物固液分離后制得氯化鋁母液和固體渣產物，用水洗滌固體渣，直至固體 渣為中性；所得100千克的固體渣產物中加入100千克濃度為8%的燒堿溶液，于高壓釜中 反應0. 5-4小時，反應溫度在200°C，反應壓力在0. 25-1. 6Mpa，冷卻泄壓，加入100-150千 克水稀釋，所得產物用離心過濾機過濾，除渣后制得。實施例十，本發明粉煤灰制取水玻璃的方法是先將< 100目的200千克粉煤灰與 200千克濃度為20-38%的鹽酸在搪瓷釜中進行酸浸，酸浸溫度在70至95°C，酸浸時間在 2-6小時，所得產物固液分離后制得氯化鋁母液和固體渣產物，用水洗滌固體渣，直至固體 渣為中性；所得100千克的固體渣產物中加入120千克濃度為8%的燒堿溶液，于高壓釜中 反應0. 5-4小時，反應溫度在200°C，反應壓力在0. 25-1. 6Mpa，冷卻泄壓，加入100-150千 克水稀釋，所得產物用離心過濾機過濾，除渣后制得。實施例十一，本發明粉煤灰制取水玻璃的方法是先將< 100目的200千克粉煤灰 與200千克濃度為20-38%的鹽酸在搪瓷釜中進行酸浸，酸浸溫度在70至95°C，酸浸時間 在2-6小時，所得產物固液分離后制得氯化鋁母液和固體渣產物，用水洗滌固體渣，直至固 體渣為中性；所得100千克的固體渣產物中加入100千克濃度為20%的燒堿溶液，于高壓 釜中反應0. 5-4小時，反應溫度在200°C，反應壓力在0. 25-1. 6Mpa，冷卻泄壓，加入100-150 千克水稀釋，所得產物用離心過濾機過濾，除渣后制得。實施例十二，本發明粉煤灰制取水玻璃的方法是先將< 100目的200千克粉煤灰 與200千克濃度為20-38%的鹽酸在搪瓷釜中進行酸浸，酸浸溫度在70至95°C，酸浸時間 在2-6小時，所得產物固液分離后制得氯化鋁母液和固體渣產物，用水洗滌固體渣，直至固 體渣為中性；所得100千克的固體渣產物中加入120千克濃度為20%的燒堿溶液，于高壓 釜中反應0. 5-4小時，反應溫度在200°C，反應壓力在0. 25-1. 6Mpa，冷卻泄壓，加入100-150 千克水稀釋，所得產物用離心過濾機過濾，除渣后制得。所選粉煤灰的組成優選為Si0240-50 %, Al20335_45%、Ti02l_3%、Ca02_5%、 Mg02-6%、Fe2033-8% 和燒失量 1-3 %。
權利要求
一種粉煤灰制取水玻璃的方法，其特征在于包括如下步驟①將100重量份細度≤100目的粉煤灰與150 200重量份濃度為20 38％的鹽酸在搪瓷釜中進行反應，酸浸溫度在70 95℃，酸浸時間在2 6小時，所得的產物固液分離后，得到氯化鋁母液和固體渣；②洗滌用水洗滌固體渣，直至固體渣為中性；③將上述所得固體渣100重量份中加入100 120重量份濃度為8 20％的燒堿溶液，在高壓釜中進行反應，反應溫度130 200℃，反應壓力0.25 1.6Mpa，反應時間0.5 4小時，冷卻泄壓，得到反應物；④將上述的反應物用100 150重量份的水稀釋，然后用離心過濾機過濾除渣后獲得產品。
2.如權利要求1所述的一種粉煤灰制取水玻璃的方法，其特征在于所述的粉煤灰具有 在以下范圍內的化學組分:Si0240-50%, Al20335-45%, Ti02l-3%, Ca02-5%, Mg02-6%, Fe2033-8% 和燒失量 1-3%。
3.如權利要求1所述的一種粉煤灰制取水玻璃的方法，其特征在于所述的稀釋水的重 量份在100-120。
全文摘要
本發明涉及一種水玻璃的制取方法，特別是涉及一種粉煤灰制取水玻璃的方法。該方法包括用酸處理粉煤灰，以去除作為濾液的酸可溶性物質，獲得殘渣；洗滌，所得的殘渣加入燒堿溶液，在一定壓力和溫度下反應，得脫硅灰濾餅和硅酸鈉溶液(水玻璃)。該方法工藝簡單科學，所用原料來源廣，價格低，產品成本低，所得水玻璃可作為工業原料。
文檔編號B09B3/00GK101993087SQ20101057370
公開日2011年3月30日 申請日期2010年11月29日 優先權日2010年11月29日
發明者楊露 申請人:中煤平朔煤業有限責任公司