專利名稱：一種用礬漿廢液制備水玻璃和九水偏硅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造明礬所產(chǎn)生的礬漿廢液的治理和綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用礬漿廢液制備水玻璃和九水偏硅的方法。
背景技術(shù)：
明礬又稱鉀鋁礬、鉀礬和鉀明礬，化學(xué)式為K2SO4 · Al2 (SO4) 3 · 24H20或者 KAl(SO4)2 · 24H20o明礬是含有結(jié)晶水的硫酸鉀鎂和硫酸鋁的復(fù)鹽，無色的八面晶體，有酸澀味道；密度為1. 75，熔點92度；易溶于水，當(dāng)其溶于水時起水解反應(yīng)而生成氫氧化鋁膠狀沉淀；當(dāng)其受熱時失去結(jié)晶水而成白色粉末簡稱燒明礬。明礬廣泛應(yīng)用于化工、食品、日化、水處理等行業(yè)，我國明礬石礦產(chǎn)豐富，浙江、安徽等省的礬礦舉世聞名。將礬礦石經(jīng)煅燒后浸漬、結(jié)晶、干燥后即可得到明礬晶體。但是明礬的生產(chǎn)過程排出大量礬渣(礬泥和礬漿)，常年露天堆放，造成酸性水流失污染環(huán)境。因此，礬泥和礬漿的綜合利用已成為明礬工業(yè)急需解決的問題。礬漿是制造明礬時排出的漿液，也是無機化工中三廢排放較大的污染企業(yè)。很多同行企業(yè)雖然對礬漿的治理和利用做了處理，但是處理后又出現(xiàn)了二次污染的現(xiàn)象。治理利用加工出來的產(chǎn)品種類少又檔次低，有很多的元素及化合物都沒有拿出來。目前也沒有用礬漿廢液制備水玻璃和九水偏硅的方法的相關(guān)報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種用礬漿廢液制備水玻璃和九水偏硅的方法，該方法不僅工藝簡單，而且能有效處理廢渣的同時還能制得多種有價值的產(chǎn)品。為了達(dá)到上述的目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為一種用礬漿廢液制備水玻璃和九水偏硅的方法，包括如下制備步驟步驟A、將礬漿裝入水解罐提取其中的水溶性物質(zhì)和酸溶性物質(zhì)，完全提取后只剩下二氧化硅濾餅；步驟B、將步驟A中提取完水溶性物質(zhì)和酸性物質(zhì)后所剩下的廢物用第一過濾器進(jìn)行過濾；步驟C、將步驟B中過濾所得濾液送去深加工；步驟D、將步驟B中過濾所得濾餅與氫氧化鈉溶液以純質(zhì)量比1 1.11 1.51 — 起投入耐腐蝕反應(yīng)器里加熱加壓，同時徐徐攪拌，反應(yīng)生成硅酸鈉；步驟E、將步驟D中所得硅酸鈉在1100士2°C下用第二過濾器進(jìn)行過濾，雜質(zhì)焚燒或深埋處理；步驟F、將步驟E中過濾所得的濾液用第一冷卻器進(jìn)行冷卻，得到水玻璃產(chǎn)品；步驟G、將步驟F所得的水玻璃送入減壓蒸餾器進(jìn)行減壓蒸餾，當(dāng)蒸餾到結(jié)晶水分子剩下九個時，排出再依次用第二冷卻器、洗滌甩干機、干燥器和粉碎機進(jìn)行洗滌甩干、干燥和粉碎后檢斤包裝得到九水偏硅產(chǎn)品。
其中，所述步驟B中氫氧化鈉溶液為體積百分比濃度為25% 34%的溶液。所述步驟B中濾餅與氫氧化鈉溶液在耐腐蝕反應(yīng)器里進(jìn)行反應(yīng)時，耐腐蝕反應(yīng)器內(nèi)的溫度為1300°C 1500°C，壓力為IOOOKPa 1500KPa。本發(fā)明的反應(yīng)原理為Si02+2Na0H = = = = = Na2SiO3 · 9H20+H20本發(fā)明主要是將在治理和利用礬漿提取完水溶性物質(zhì)和酸溶性物質(zhì)之后過濾，所得的濾餅與氫氧化鈉溶液加熱、加壓反應(yīng)，生成硅酸鈉，硅酸鈉經(jīng)冷卻制得水玻璃產(chǎn)品；接著將水玻璃放進(jìn)減壓蒸餾器里進(jìn)行減壓蒸餾，當(dāng)蒸餾到結(jié)晶水分子只剩下九個時，排出來冷卻結(jié)晶、粉碎包裝得到九水偏硅酸鈉產(chǎn)品；本發(fā)明既能干干凈凈的吞掉廢渣，減輕廢渣對環(huán)境的污染；又能制得有價值的水玻璃和九水偏硅產(chǎn)品，尤其是沒有任何的二次污染，不僅具有顯著的社會效益和經(jīng)濟效益，而且工藝及生產(chǎn)設(shè)備簡單，是一種比較實際的處理和利用方法。


圖1是用礬漿廢液制備水玻璃和九水偏硅的方法的工藝流程圖；其中1-水解罐，2-第一過濾器，3-耐腐蝕反應(yīng)器，4-第二過濾器，5-第一冷卻器，6_水玻璃產(chǎn)品，7-減壓蒸餾器，8-第二冷卻器，9-洗滌甩干機，10-干燥器，11-粉碎機，12-九水
偏硅產(chǎn)品。具體的實施方式實施例1一種用礬漿廢液制備水玻璃和九水偏硅的方法，包括如下制備步驟步驟A、將礬漿裝入水解罐1提取其中的水溶性物質(zhì)和酸溶性物質(zhì)，完全提取后只剩下二氧化硅濾餅；其含量因為提取出很多含量高的物質(zhì)，所以剩下的二氧化硅高達(dá)90% 以上；步驟B、將步驟A中提取完水溶性物質(zhì)和酸性物質(zhì)后所剩下的廢物用第一過濾器2 進(jìn)行過濾；步驟C、將步驟B中過濾所得濾液送去深加工；步驟D、將步驟B中過濾所得濾餅(按500Kg純二氧化硅計算)與氫氧化鈉溶液 (體積百分比濃度為25%)以純質(zhì)量比1 1.11 一起投入耐腐蝕反應(yīng)器3里加熱加壓，同時徐徐攪拌，反應(yīng)生成硅酸鈉；所述耐腐蝕反應(yīng)器3內(nèi)的溫度為1300°C，壓力為IOOOKPa ；步驟E、將步驟D中所得硅酸鈉在1100士2°C下用第二過濾器4進(jìn)行過濾，雜質(zhì)焚燒或深埋處理； 步驟F、將步驟E中過濾所得的濾液用第一冷卻器5進(jìn)行冷卻，得到847. 07Kg水玻璃產(chǎn)品6 ；步驟G、將步驟F所得的水玻璃送入減壓蒸餾器7進(jìn)行減壓蒸餾，當(dāng)蒸餾到結(jié)晶水分子剩下九個時，排出再依次用第二冷卻器8、洗滌甩干機9、干燥器10和粉碎機11進(jìn)行洗滌甩干、干燥和粉碎后檢斤包裝得到1971. 23Kg九水偏硅產(chǎn)品12。實施例2
一種用礬漿廢液制備水玻璃和九水偏硅的方法，包括如下制備步驟步驟A、將礬漿裝入水解罐1提取其中的水溶性物質(zhì)和酸溶性物質(zhì)，完全提取后只剩下二氧化硅濾餅；其含量因為提取出很多含量高的物質(zhì)，所以剩下的二氧化硅高達(dá)90% 以上；步驟B、將步驟A中提取完水溶性物質(zhì)和酸性物質(zhì)后所剩下的廢物用第一過濾器2 進(jìn)行過濾；步驟C、將步驟B中過濾所得濾液送去深加工；步驟D、將步驟B中過濾所得濾餅(按500Kg純二氧化硅計算)與氫氧化鈉溶液 (體積百分比濃度為30%)以純質(zhì)量比1 1.31 —起投入耐腐蝕反應(yīng)器3里加熱加壓，同時徐徐攪拌，反應(yīng)生成硅酸鈉；所述耐腐蝕反應(yīng)器3內(nèi)的溫度為1400°C，壓力為1200KPa ；步驟E、將步驟D中所得硅酸鈉在1100士2°C下用第二過濾器4進(jìn)行過濾，雜質(zhì)焚燒或深埋處理；步驟F、將步驟E中過濾所得的濾液用第一冷卻器5進(jìn)行冷卻，得到999. 70Kg水玻璃產(chǎn)品6 ；步驟G、將步驟F所得的水玻璃送入減壓蒸餾器7進(jìn)行減壓蒸餾，當(dāng)蒸餾到結(jié)晶水分子剩下九個時，排出再依次用第二冷卻器8、洗滌甩干機9、干燥器10和粉碎機11進(jìn)行洗滌甩干、干燥和粉碎后檢斤包裝得到23 . 40Kg九水偏硅產(chǎn)品12。實施例3一種用礬漿廢液制備水玻璃和九水偏硅的方法，包括如下制備步驟步驟A、將礬漿裝入水解罐1提取其中的水溶性物質(zhì)和酸溶性物質(zhì)，完全提取后只剩下二氧化硅濾餅；其含量因為提取出很多含量高的物質(zhì)，所以剩下的二氧化硅高達(dá)90% 以上；步驟B、將步驟A中提取完水溶性物質(zhì)和酸性物質(zhì)后所剩下的廢物用第一過濾器2 進(jìn)行過濾；步驟C、將步驟B中過濾所得濾液送去深加工；步驟D、將步驟B中過濾所得濾餅(按500Kg純二氧化硅計算)與氫氧化鈉溶液 (體積百分比濃度為34%)以純質(zhì)量比1 1.51 —起投入耐腐蝕反應(yīng)器3里加熱加壓，同時徐徐攪拌，反應(yīng)生成硅酸鈉；所述耐腐蝕反應(yīng)器3內(nèi)的溫度為1500°C，壓力為1500KPa ；步驟E、將步驟D中所得硅酸鈉在1100士2°C下用第二過濾器4進(jìn)行過濾，雜質(zhì)焚燒或深埋處理；步驟F、將步驟E中過濾所得的濾液用第一冷卻器5進(jìn)行冷卻，得到1175. 22Kg水玻璃產(chǎn)品6 ；步驟G、將步驟F所得的水玻璃送入減壓蒸餾器7進(jìn)行減壓蒸餾，當(dāng)蒸餾到結(jié)晶水分子剩下九個時，排出再依次用第二冷卻器8、洗滌甩干機9、干燥器10和粉碎機11進(jìn)行洗滌甩干、干燥和粉碎后檢斤包裝得到2734. 86Kg九水偏硅產(chǎn)品12。上述實施例，只是本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限制本發(fā)明實施范圍，故凡以本發(fā)明權(quán)利要求所述的特征及原理所做的等效變化或修飾，均應(yīng)包括在本發(fā)明權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用礬漿廢液制備水玻璃和九水偏硅的方法，其特征在于，包括如下制備步驟步驟A、將礬漿裝入水解罐(1)提取其中的水溶性物質(zhì)和酸溶性物質(zhì)；步驟B、將步驟A中提取完水溶性物質(zhì)和酸性物質(zhì)后所剩下的廢物用第一過濾器(2)進(jìn)行過濾；步驟C、將步驟B中過濾所得濾液送去深加工；步驟D、將步驟B中過濾所得濾餅與氫氧化鈉溶液以純質(zhì)量比1 1.11 1.51—起投入耐腐蝕反應(yīng)器C3)里加熱加壓，同時徐徐攪拌，反應(yīng)生成硅酸鈉；步驟E、將步驟D中所得硅酸鈉在1100士2°C下用第二過濾器(4)進(jìn)行過濾，雜質(zhì)焚燒或深埋處理；步驟F、將步驟E中過濾所得的濾液用第一冷卻器( 進(jìn)行冷卻，得到水玻璃產(chǎn)品(6)；步驟G、將步驟F所得的水玻璃送入減壓蒸餾器(7)進(jìn)行減壓蒸餾，當(dāng)蒸餾到結(jié)晶水分子剩下九個時，排出再依次用第二冷卻器(8)、洗滌甩干機(9)、干燥器(10)和粉碎機(11) 進(jìn)行洗滌甩干、干燥和粉碎后檢斤包裝得到九水偏硅產(chǎn)品(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用礬漿廢液制備水玻璃和九水偏硅的方法，其特征在于，所述步驟B中氫氧化鈉溶液為體積百分比濃度為25% 34%的溶液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用礬漿廢液制備水玻璃和九水偏硅的方法，其特征在于，所述步驟B中濾餅與氫氧化鈉溶液在耐腐蝕反應(yīng)器C3)里進(jìn)行反應(yīng)時，耐腐蝕反應(yīng)器(3)內(nèi)的溫度為 1300°C 1500°C，壓力為 IOOOKPa 1500KPa。
全文摘要
本發(fā)明屬于無機化工三廢治理和綜合利用的技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種用礬漿廢液制備水玻璃和九水偏硅的方法；本發(fā)明主要是將礬漿提取完水溶性物質(zhì)和酸溶性物質(zhì)之后所得廢物進(jìn)行過濾，所得的濾餅與氫氧化鈉溶液加熱、加壓反應(yīng)，生成硅酸鈉，硅酸鈉經(jīng)冷卻制得水玻璃產(chǎn)品；接著將水玻璃放進(jìn)減壓蒸餾器里進(jìn)行減壓蒸餾，當(dāng)蒸餾到結(jié)晶水分子只剩下九個時，排出來冷卻結(jié)晶、粉碎包裝得到九水偏硅酸鈉產(chǎn)品；本發(fā)明既能干干凈凈的吞掉廢渣，減輕廢渣對環(huán)境的污染；又能制得有價值的水玻璃和九水偏硅產(chǎn)品，尤其是沒有任何的二次污染，不僅具有顯著的社會效益和經(jīng)濟效益，而且工藝及生產(chǎn)設(shè)備簡單，是一種比較實際的處理和利用方法。
文檔編號C01B33/32GK102167344SQ20101056661
公開日2011年8月31日 申請日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者王嘉興 申請人:王嘉興