一种用矾泥酸解滤饼制备水玻璃联产五水偏硅酸钠的方法技术

本发明专利技术属于无机化工三废治理和综合利用的技术领域，特别是一种用矾泥酸解滤饼制备水玻璃联产五水偏硅酸钠的方法；本发明专利技术主要是将矾泥用水进行充分水解，过滤后的滤饼送入腐蚀反应器与盐酸进行反应，再次过滤的滤液与氢氧化钠进行反应，再次过滤得到水玻璃，水玻璃进一步加工得到五水偏硅酸钠；本发明专利技术既能干干净净的吞掉废渣，减轻废渣对环境的污染；又能制得有价值的水玻璃和五水偏硅酸钠产品，不仅具有显著的社会效益和经济效益，而且工艺及生产设备简单，是一种比较实际的处理和利用方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及制造明矾所产生的矾浆废液的治理和综合利用
，特别是。
技术介绍
明矾又称钾铝矾、钾矾和钾明矾，化学式为K2SO4 · Al2 (SO4) 3 · 24H20或者 KAl(SO4)2 · 24H20o明矾是含有结晶水的硫酸钾镁和硫酸铝的复盐，无色的八面晶体，有酸涩味道；密度为1. 75，熔点92度；易溶于水，当其溶于水时起水解反应而生成氢氧化铝胶状沉淀；当其受热时失去结晶水而成白色粉末简称烧明矾。明矾广泛应用于化工、食品、日化、水处理等行业，我国明矾石矿产丰富，浙江、安徽等省的矾矿举世闻名。将矾矿石经煅烧后浸渍、结晶、干燥后即可得到明矾晶体。但是明矾的生产过程排出大量矾渣(矾泥和矾浆)，常年露天堆放，造成酸性水流失污染环境。因此，矾泥和矾浆的综合利用已成为明矾工业急需解决的问题。矾浆是制造明矾时排出的浆液，也是无机化工中三废排放较大的污染企业。矾泥主要的成分和矾浆产不多，主要有二氧化硅含量22. 48%，三氧化二铁含量为2. %三氧化二铝含量为43. 03 %，氧化钙含量为2. 97 %，氧化钾含量为4. 44 %，三氧化硫含量为 15. 52% ；要想没有二次污染就得充分的全面的利用这些化合物，甚至要分几次单独的工艺流程处理才能把这些物质全部消化掉，很多同行企业虽然对矾浆的治理和利用做了处理， 但是处理后又出现了二次污染的现象。治理利用加工出来的产品种类少又档次低，有很多的元素及化合物都没有拿出来；而且基本上都上分几次单独的工艺流程才能把这些物质全部消化掉；目前也没有用矾泥酸解滤饼制备水玻璃联产五水偏硅酸钠的方法的相关报道。专利技术内容本专利技术提供了，该方法不仅工艺简单，而且能有效处理废渣的同时还能制得多种有价值的产品。为了达到上述的目的，本专利技术的技术方案为—种用矾泥酸解滤饼制备水玻璃联产五水偏硅酸钠的方法，包括如下制备步骤步骤A、将矾浆装入第一耐腐蚀反应器里，加入1 3倍水进行充分搅拌，水解反应得到混合物质I ；步骤B、将步骤A中所得混合物质I用第一过滤器进行过滤；步骤C、将步骤B中过滤所得滤饼与盐酸以折算好的纯质量比1 0.74 1.14送入第二耐腐蚀反应器里，在徐徐搅拌下进行缓慢反应，反应生成氯化铝、氯化钙和二氧化硅的混合物质II ；步骤D、将步骤C中所得混合物质II用第二过滤器进行过滤；得到的氯化铝、氯化钙另行深加工；步骤E、将步骤D中过滤所得二氧化硅滤饼与氢氧化钠以折算好的纯质量比1 1.11 1.51送入第三耐腐蚀反应器里，在加温加压的条件下徐徐的搅拌，反应生成硅酸钠混合溶液III ；步骤F、将步骤E中所得的硅酸钠混合溶液III用第三过滤器，热滤过程中温度为 1100 士 2 °C ；除掉杂质后得到水玻璃产品；步骤G、将步骤F中所得滤液水玻璃送入减压蒸馏器进行减压蒸馏，当溶液含水量达到五个结晶水时，排出后用冷却器、洗涤甩干机、干燥器、粉碎机进行冷却、洗涤甩干、干燥和粉碎后检斤包装得到五水偏硅酸钠晶体产品。较佳地，所述步骤E中第三耐腐蚀反应器内的温度为1500°C 2000°C，压力为 IOOOKPa 1500KPa。较佳地，所述步骤C中所使用的盐酸为体积百分比浓度为30% 60%的盐酸溶液。较佳地，所述步骤E中所使用的氢氧化钠为体积百分比浓度为30 % 40 %的氢氧化钠溶液。本专利技术的反应原理为S03+H20 = = = = H2SO4Si02+2Na0H+5H20 = = = = Na2SiO3 · 5H20+H2由于矾泥中的氧化铝在煅烧过程中有一部分a_Al203和β -Al2O3生成，这种非活性铝难以溶剂溶解进行湿法加工。我们通过实验提出采用酸溶法分离矾泥中的铝和硅，不仅克服了碱浸法工艺脱硅的复杂过程和铝回收率低的不足，而且解决了酸浸法工艺中产品纯度低和设备材质要求高的问题，更突出的是酸浸法可以联产三种以上的产品；做到吃干榨经，保障没有二次污染的产生。本专利技术主要是将矾泥用水进行充分水解，过滤后的滤饼送入腐蚀反应器与盐酸进行反应，再次过滤的滤液与氢氧化钠进行反应，再次过滤得到水玻璃，水玻璃进一步加工得到五水偏硅酸钠；本专利技术既能干干净净的吞掉废渣，减轻废渣对环境的污染；又能制得有价值的水玻璃和五水偏硅酸钠产品，不仅具有显著的社会效益和经济效益，而且工艺及生产设备简单，是一种比较实际的处理和利用方法；本专利技术就是本着这样的一个宗旨进行研究专利技术的，把矾泥分成三块来进行分解消化利用的，一是通过水解把水溶性的物质提取出来作为液相治理；二是把水溶性提取之后的滤饼进行酸溶提取作为固相治理；三是把酸溶提取后的废渣再作为固相处理利用。附图说明图1是用矾泥酸解滤饼制备水玻璃联产五水偏硅酸钠的方法的工艺流程图；其中1-第一耐腐蚀反应器，2-第一过滤器，3-第二耐腐蚀反应器，4-第二过滤器，5-第三耐腐蚀反应器，6-第三过滤器，7-水玻璃产品，8-减压蒸馏器，9-冷却器，10-洗涤甩干机，11-干燥器，12-粉碎机，13-五水偏硅酸钠晶体产品。具体的实施方式实施例1，包括如下制备步骤步骤A、将矾浆IOOOKg装入第一耐腐蚀反应器1里，加入1 3倍水进行充分搅拌，水解反应得到混合物质I ；其中矾浆中按纯155. 2Kg三氧化硫、2 . SKg 二氧化硅计算；步骤B、将步骤A中所得混合物质I用第一过滤器2进行过滤；步骤C、将步骤B中过滤所得滤饼与盐酸以折算好的纯质量比1 0. 74送入第二耐腐蚀反应器3里，在徐徐搅拌下进行缓慢反应，反应生成氯化铝、氯化钙和二氧化硅的混合物质II ；步骤D、将步骤C中所得混合物质II用第二过滤器4进行过滤；得到的氯化铝、氯化钙另行深加工；步骤E、将步骤D中过滤所得二氧化硅滤饼与氢氧化钠以折算好的纯质量比 1 1.11 1.51送入第三耐腐蚀反应器5里，在加温加压的条件下徐徐的搅拌，反应生成硅酸钠混合溶液III，其中温度为1500°C，压力为lOOOKPa，其中氢氧化钠为体积百分比浓度为30%的氢氧化钠溶液；步骤F、将步骤E中所得混合溶液III用第三过滤器6进行热虑，热滤过程中温度为1100 士 2°C ；除掉杂质后得到380. 72Kg水玻璃产品7 ；步骤G、将步骤F中所得滤液水玻璃送入减压蒸馏器8进行减压蒸馏，当溶液含水量达到五个结晶水时，排出后用冷却器9、洗涤甩干机10、干燥器11、粉碎机12进行冷却、洗涤甩干、干燥和粉碎后检斤包装得到630. 31Kg五水偏硅酸钠晶体产品13。实施例2—种用矾泥酸解滤饼制备水玻璃联产五水偏硅酸钠的方法，包括如下制备步骤步骤A、将矾浆IOOOKg装入第一耐腐蚀反应器1里，加入1 3倍水进行充分搅拌，水解反应得到混合物质I ；其中矾浆中按纯155. 2Kg三氧化硫、2 . SKg 二氧化硅计算；步骤B、将步骤A中所得混合物质I用第一过滤器2进行过滤；步骤C、将步骤B中过滤所得滤饼与盐酸以折算好的纯质量比1 0. 94送入第二耐腐蚀反应器3里，在徐徐搅拌下进行缓慢反应，反应生成氯化铝、氯化钙和二氧化硅的混合物质II ；步骤D、将步骤C中所得混合物质II用第二过滤器4进行过滤；得到的氯化铝、氯化钙另行深加工；步骤E、将步骤D中过滤所得二氧化硅滤饼与氢氧化钠以折算好的纯质量比 1 1.11 1.51送入第三耐腐本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用矾泥酸解滤饼制备水玻璃联产五水偏硅酸钠的方法，其特征在于，包括如下制备步骤：步骤Ａ、将矾浆装入第一耐腐蚀反应器（１）里，加入１～３倍水进行充分搅拌，水解反应得到混合物质Ｉ；步骤Ｂ、将步骤Ａ中所得混合物质Ｉ用第一过滤器（２）进行过滤；步骤Ｃ、将步骤Ｂ中过滤所得滤饼与盐酸以折算好的纯质量比１∶０．７４～１．１４送入第二耐腐蚀反应器（３）里，在徐徐搅拌下进行缓慢反应，反应生成氯化铝、氯化钙和二氧化硅的混合物质ＩＩ；步骤Ｄ、将步骤Ｃ中所得混合物质ＩＩ用第二过滤器（４）进行过滤；得到的氯化铝、氯化钙另行深加工；步骤Ｅ、将步骤Ｄ中过滤所得二氧化硅滤饼与氢氧化钠以折算好的纯质量比１∶１．１１～１．５１送入第三耐腐蚀反应器（５）里，在加温加压的条件下徐徐的搅拌，反应生成硅酸钠混合溶液ＩＩＩ；步骤Ｆ、将步骤Ｅ中所得硅酸钠混合溶液ＩＩＩ用第三过滤器（６）进行热滤，热滤过程中温度为１１００±２℃；除掉杂质后得到水玻璃产品（７）；步骤Ｇ、将步骤Ｆ中所得滤液水玻璃送入减压蒸馏器（８）进行减压蒸馏，当溶液含水量达到五个结晶水时，排出后用冷却器（９）、洗涤甩干机（１０）、干燥器（１１）、粉碎机（１２）进行冷却、洗涤甩干、干燥和粉碎后检斤包装得到五水偏硅酸钠晶体产品（１３）。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王嘉兴，
申请(专利权)人：王莉，
类型：发明
国别省市：44