The invention relates to a method for preparing sodium silicate from catalytic gasification ash. The method takes catalytic gasification ash as raw material, dissolves in acid, removes most of the impurities of Al2O3 and Fe2O3, separates the viscous SiO 2 products from solid and liquid, then washes and dries them to obtain pure SiO 2, and finally reacts with NaOH to prepare sodium silicate solution under atmospheric pressure and low temperature. By using catalytic gasification ash to prepare sodium silicate, the environmental problems caused by long-term accumulation of gasification ash are alleviated. Meanwhile, the process of calcination activation and pressure extraction are omitted, and the preparation of sodium silicate is completed under mild conditions. The preparation cost of sodium silicate is reduced and the economic benefit is improved by taking advantage of the high reactivity of catalytic gasification ash.
【技术实现步骤摘要】
一种利用催化气化灰渣制备水玻璃的方法
本专利技术属于煤炭利用过程中固体废弃物资源化利用领域,涉及的是一种利用催化气化灰渣制备水玻璃的方法。
技术介绍
随着煤化工行业的蓬勃发展,煤气化作为煤化工的龙头技术,受到了广泛关注。气化灰渣作为煤炭气化的固体废弃物,其产量逐年增加。气化灰渣是煤炭在高温弱还原气氛下充分反应后剩下的固态物质,占气化原料煤炭的20%左右,其主要成分是SiO2、Al2O3。此外,还含有部分Fe2O3、TiO2、CaO、MgO、Na2O、K2O、SO3、P2O5等。长期以来,露天堆放是处理气化灰渣的主要方式。该法占用大量耕地,而且灰渣中含有重金属及酸性物质,经长期日晒、风吹、雨淋,易形成酸性水溢出和重金属离子渗透,造成了土壤、水体的严重污染。目前,灰渣的综合利用主要集中在建筑材料、路基材料等方面,但这些仍属于粗放型的利用方式且同样存在重金属渗透,从而对土壤、水体造成二次污染的风险。水玻璃俗称泡花碱,其分子式为Na2O·mSiO2,其中,m为水玻璃的模数,是一种可溶性的硅酸盐,由不同比例的氧化硅和碱金属组成。工业中为了制备模数较高的水玻璃多采用石英粉与纯碱在1300-1400℃的高温下煅烧,再在高温高压水中溶解制取水玻璃。水玻璃模数值越大,粘度越高,在水中的溶解能力越低。当模数大于3.0时,只能溶于热水中,给使用带来麻烦;模数为2.6-2.8的水玻璃溶于水又有较高的强度,在建筑中用于制造快干水泥、速凝防水剂、耐酸混凝土、耐热胶凝等;而模数2.0左右的水玻璃在反应过程中易于控制,在化学生产中用于制造白炭黑、沸石分子筛、洗衣粉、肥皂、助染剂、漂白剂等 ...
【技术保护点】
1.一种利用催化气化灰渣制备水玻璃的方法,其特征在于包括以下步骤:(1)将煤的催化气化灰渣加入浓度为0.2‑8 mol/L的酸中搅拌,在30‑90℃溶解0.2‑4 h,使其充分反应;(2)对上述反应后的溶液进行固液分离,对固态物质洗涤,并将洗涤后的固态物质于30‑200℃下干燥0.5‑10 h,得到催化气化酸渣;(3)将NaOH水溶液与催化气化酸渣在40‑98℃下进行反应30‑200 min,冷却、过滤后得到水玻璃溶液。
【技术特征摘要】
1.一种利用催化气化灰渣制备水玻璃的方法,其特征在于包括以下步骤:(1)将煤的催化气化灰渣加入浓度为0.2-8mol/L的酸中搅拌,在30-90℃溶解0.2-4h,使其充分反应;(2)对上述反应后的溶液进行固液分离,对固态物质洗涤,并将洗涤后的固态物质于30-200℃下干燥0.5-10h,得到催化气化酸渣;(3)将NaOH水溶液与催化气化酸渣在40-98℃下进行反应30-200min,冷却、过滤后得到水玻璃溶液。2.如权利要求1所述的一种利用催化气化灰渣制备水玻璃的方法,其特征在于所述煤的催化气化灰渣是将负载催化剂的煤进行气化反应得到的,其中煤的催化剂负载方式为机械混合法,浸渍法和超声浸渍法。3.如权利要求2所述的一种利用催化气化灰渣制备水玻璃的方法,其特征在于所述机械混合法包括以下步骤:煤炭经研磨、干燥后与一定量催化剂进行混合,并对此混合物进行研磨,得到机械混合法制备负载催化剂的煤。4.如权利要求2所述的一种利用催化气化灰渣制备水玻璃的方法,其特征在于所述浸渍法包括以下步骤:将催化剂放入水中溶解,形成催化剂水溶液,然后将此溶液与煤粉混合并充分搅拌,使催化剂浸渍到煤中,最后将此浸渍催化剂后的煤浆置于50-15...
【专利技术属性】
技术研发人员:王志青,李莉,黄戒介,房倚天,冀少华,李春玉,王志宇,董立波,张永奇,刘哲语,聂伟,
申请(专利权)人:中国科学院山西煤炭化学研究所,
类型:发明
国别省市:山西,14
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