[发明专利]一种酸浸渣制取水玻璃的方法

说明书

本发明属于粉煤灰资源化利用的技术领域，尤其涉及一种酸浸渣制取水玻璃的方法，包括如下步骤：以酸性湿法冶金工艺中产生的酸浸渣为原料，采用湿法工艺制备水玻璃；所述湿法工艺为：将所述白泥与烧碱溶液接触进行水热反应，过滤后即可得到所述水玻璃。本发明采用湿法工艺不仅能实现酸浸渣废物利用，还可生产出各种模数的水玻璃，降低生产成本。

技术领域

本发明属于粉煤灰资源化利用的技术领域，尤其涉及一种酸浸渣制 取水玻璃的方法。

背景技术

水玻璃是由碱金属氧化物和二氧化硅组合而成的能溶于水的一种金 属硅酸盐物质，分子式可表示为Na₂O·mSiO₂(m称为模数，是水玻璃 重要参数之一)，用途非常广泛。在化工领域用来制造硅胶、白炭黑、分 子筛、偏硅酸钠、硅溶胶、层硅及速溶粉状泡花碱、硅酸钾钠等各种硅 酸盐类产品，是硅化合物的基本原料。在轻工业中，它是洗衣粉、肥皂 等洗涤剂中不可缺少的原料，也是水质软化剂、助沉剂。在纺织工业中 它可用于助染、漂白和浆纱。在机械行业其广泛用于铸造、砂轮制造和 金属防腐剂等。在建筑行业其用于制造快干水泥、耐酸水泥防水油、土 壤固化剂、耐火材料等。在农业方面其可制造硅素肥料。另外，水玻璃 还可用作有催化裂化的硅铝催化剂、瓦楞纸的粘结剂以及矿山选矿、防 水、堵漏、地铁注浆、木材防火、食品防腐等方面。

水玻璃的生产工艺分干法和湿法两种。干法以石英砂和纯碱为原料， 在高温下(1400～1600℃)熔融反应(4～6h)，可生产高模数(m≥2.6， 最高可达3.7)水玻璃；此法使用广泛，市场占有量达90％以上；但该方 法的能耗较高，产品质量较差。湿法以石英砂和烧碱(～30％)为原料， 在加温(150～170℃)加压(0.5～0.8MPa)下反应(4～6h)，生产低模数(m<2.6)的水玻璃；此法较易控制产品质量，生产成本较低；但该方法 效率低。

因粉煤灰或煤矸石及其酸浸渣等硅资源中杂质含量较多，通常采用 湿法工艺制取水玻璃。例如，公开号为CN101259965A的专利文件公开 了一种煤矸石制取水玻璃的方法，公开了煤矸石粒度为60-80目，焙烧后 对其进行酸浸，焙烧温度为750±50℃，盐酸浓度为25～36％，液固比为 (200～300)/(70～130)；酸浸渣与5～6％烧碱在液固比(80～120)/100， 80～105℃下反应0.5～1h，得水玻璃。公开号为CN102583417A的专利文 件公开了一种煤矸石制取水玻璃的方法，将煤矸石焙烧后进行酸浸，盐 酸浓度为20％，液固比(ml/g)为6/1；烧碱浓度为1.8mol/L(～6.5％)， 与酸浸渣的液固比(ml/g)为10/1，70℃反应2h，得模数m＝2.32的水 玻璃，满足国标要求。公开号为CN102344148A的专利文件公开了一种 煤矸石酸浸渣制取高模数水玻璃的方法，取Al₂O₃≤8％、SiO₂≥75％的酸浸 渣为原料，先制取低模数(m＝2)水玻璃，再在低模数水玻璃中加入煤矸 石酸浸渣进行提膜反应，最终制得高模数(m可达4.6)水玻璃。公开号 为CN105540602A的专利文件公开了一种粉煤灰制取水玻璃的方法，粉 煤灰经低温焙烧后与90～98％浓硫酸在260～320℃下反应4～8h，得酸浸渣；18～20％烧碱与酸浸渣接触，液固比2:1～1:1，160～180℃下反应4～6h， 得m＝2.2的液-5型水玻璃。公开号为CN101993087A的专利文件公开了 一种粉煤灰制取水玻璃的方法，粉煤灰粒度≤100目，盐酸浓度20～38％， 液固比(150～200)/100，70～95℃下反应2～6h；烧碱浓度8～20％，液固 比(100～120)/100，130～200℃、0.25～1.6MPa下反应0.4～4h，稀释过 滤后得水玻璃。

上述研究以煤矸石或煤粉炉粉煤灰为原料，需要先经活化、酸浸的 处理步骤得到酸浸渣，然后再以酸浸渣为原料制取低模数水玻璃。目前 以石英砂为原料，采用湿法工艺生产水玻璃，制得的水玻璃模数不高； 若要采用湿法工艺提高模数，则需要增加对石英砂的活化工序，会大大 增加生产成本以及产生较多废渣。