專利名稱：一種利用鋯硅渣生產(chǎn)保溫材料托貝莫來石的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種化工生產(chǎn)固體廢物再利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種堿熔法生產(chǎn)氧氯化鋯的廢棄物鋯硅渣回收利用加工保溫材料托貝莫來石的方法。
背景技術(shù)：
據(jù)公開資料報(bào)道，2010-2011年我國氧氯化鋯年產(chǎn)量都在25萬噸左右，由此產(chǎn)生的鋯硅渣約在20萬噸左右。鋯硅渣是堿熔法生產(chǎn)氧氯化鋯絮凝除硅階段產(chǎn)生的，主要成分為SiO2 ·ηΗ20，含水和氧化硅占其總質(zhì)量的95-98%，其中含氧化硅15_30%，剩下的為沒有反應(yīng)的鋯英砂和鹽酸其他雜質(zhì)。通常的處理方法是生產(chǎn)廉價(jià)、低檔的白炭黑和固體偏硅酸鈉，還有部分鋯硅渣用來生產(chǎn)水玻璃，作為陶瓷造紙等化工企業(yè)的減水劑和增白劑。由于技術(shù)和成本的原因，這部分鋯硅渣的處理量不足總量的20%，大部分企業(yè)產(chǎn)生的鋯硅渣通過直接填埋的方式進(jìn)行處理。填埋鋯硅硅渣不僅極大地浪費(fèi)了資源，同時(shí)也對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用鋯硅渣生產(chǎn)保溫材料托貝莫來石的方法，將堿熔法生產(chǎn)氧氯化鋯中大量難以處理的鋯硅渣，轉(zhuǎn)化為具有節(jié)能環(huán)保的托貝莫來石型鈣質(zhì)保溫耐火材料，解決環(huán)境污染問題的同時(shí)，為堿熔法生產(chǎn)氧氯化鋯產(chǎn)生的鋯硅渣提供一種經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單的回收處理方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的
一種利用鋯硅渣生產(chǎn)保溫材料托貝莫來石的方法，其特征是，包括以下步驟
(1)將所述鋯硅渣進(jìn)行水洗處理，水洗除去鋯硅渣中的Cr離子，處理后的鋯硅渣PH值為 6-7 ；
(2)向水洗處理后的鋯硅渣中加入鈣質(zhì)原料和水，進(jìn)行混合均化；
(3)將混合均化后的原料加入到反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)；
(4)向反應(yīng)完成的釜料中加入增強(qiáng)纖維攪拌混合，然后澆模成型；
(5)成型后經(jīng)過干燥處理，得到保溫材料托貝莫來石。本發(fā)明進(jìn)一步技術(shù)方案還具有以下特征
所述步驟(I)中水洗方式為，攪拌水洗后壓濾或離心過濾，再重新攪拌水洗，循環(huán)次數(shù)為3-5次。所述步驟(2)中中所加入的鈣質(zhì)原料為生石灰，生石灰的加入量為鋯硅渣質(zhì)量的12-18%，水的加入量為鋯硅渣質(zhì)量的28-35倍。所述步驟(3)中反應(yīng)溫度為140_190°C，反應(yīng)時(shí)間為4_8小時(shí)。所述步驟(4)中加入增強(qiáng)纖維為耐堿玻璃纖維、麻纖維或者兩者的混合物。所述步驟(5)干燥處理的溫度為105-110°C，干燥處理時(shí)間10_12小時(shí)。所用生石灰通過85 °C水消化處理，混合均化采用機(jī)械攪拌，攪拌速度為40_80rpm,攬拌時(shí)間為6-8小時(shí)。所述步驟(3)反應(yīng)釜升溫速率為I. 5-20C /min，其中反應(yīng)攪拌速度在65_80rpm。所述步驟(4)中增強(qiáng)纖維的用量占固體質(zhì)量的4-6%，攪拌速度為90-120rpm，攪拌時(shí)間為1-1. 5小時(shí)。所述保溫材料托貝莫來石的分子式為5Ca0 · 6Si02 · 6H20。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明較好地解決了堿熔法生產(chǎn)氧氯化鋯過程中所產(chǎn)生的大量鋯硅渣的回收利用問題，有效地降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)解決了對(duì)環(huán)境的污染問題。本發(fā)明使用堿熔法生產(chǎn)氧氯化鋯中的鋯硅渣作為原料，通過洗滌除去其中可溶的HC1，然后向其中加入消化石灰乳液，混合攪拌均化預(yù)反應(yīng)，通過在反應(yīng)釜攪拌反應(yīng)，反應(yīng)好的釜料中加入耐堿玻璃增強(qiáng)纖維澆注成型，干燥后制得主要成分為托貝莫來石型硅酸鈣的鈣質(zhì)耐火保溫材料，廣泛應(yīng)用于陶瓷、化工、冶金、建筑領(lǐng)域，同時(shí)托貝莫來石還是良好的耐火建筑材料。本發(fā)明無需任何特殊設(shè)備、工藝簡(jiǎn)單，易于實(shí)施推廣，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益明顯，為鋯硅渣的回收利用開辟了一條新途徑。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :
將2kg鋯硅渣加水IOkg攪拌洗滌，洗滌后離心過濾，反復(fù)洗滌4次后得到去氯鋯硅渣；將生石灰O. 24kg加入水lKg、85°C水進(jìn)行消化處理，將上述洗滌好的去氯硅鋯渣和消化處理的生石灰加入均化混合爸中，同時(shí)加入水56kg進(jìn)行攪拌,攪拌轉(zhuǎn)速為40rpm,攪拌時(shí)間為6小時(shí)，將混合好的混合料加入到反應(yīng)釜中，以I. 5°C /min升溫速度升溫到140°C，保溫時(shí)間4小時(shí)，反應(yīng)過程中采用攪拌器的轉(zhuǎn)速為65rpm進(jìn)行不間斷攪拌；將攪拌反應(yīng)好的釜料加入O. 09kg耐堿玻璃纖維，以90rpm轉(zhuǎn)速攪拌I小時(shí)后，澆注到模型中，在105°C溫度下保溫干燥處理10小時(shí)，成品進(jìn)行檢驗(yàn)包裝出廠。實(shí)施例2:
將2kg鋯硅渣加水IOkg攪拌洗滌，洗滌后離心過濾，反復(fù)洗滌4次后得到去氯鋯硅渣；將生石灰O. 3kg加入lKg、85°C水進(jìn)行消化處理，將上述洗滌好的去氯硅鋯渣和消化處理的生石灰加入均化混合爸中，同時(shí)加入水57. 5kg進(jìn)行攪拌,攪拌轉(zhuǎn)速為60rpm,攪拌時(shí)間為7小時(shí)，將混合好的混合料加入到反應(yīng)釜中，以I. 6°C /min升溫速度升溫到160°C，保溫時(shí)間5小時(shí)，反應(yīng)過程中采用攪拌器的轉(zhuǎn)速為70rpm進(jìn)行不間斷攪拌；將攪拌反應(yīng)好的釜料加入
O.Ilkg耐堿玻璃纖維，以90rpm轉(zhuǎn)速攪拌I小時(shí)后，澆注到模型中，在108°C溫度下保溫干燥處理10小時(shí)，成品進(jìn)行檢驗(yàn)包裝出廠。實(shí)施例3:
將2kg鋯硅渣加水IOkg攪拌洗滌，洗滌后離心過濾，反復(fù)洗滌5次后得到去氯鋯硅渣；將生石灰O. 32kg加入lKg、85°C水進(jìn)行消化處理，將上述洗滌好的去氯硅鋯渣和消化處理的生石灰加入均化混合爸中，同時(shí)加入水65kg進(jìn)行攪拌,攪拌轉(zhuǎn)速為65rpm,攪拌時(shí)間為7小時(shí)，將混合好的混合料加入到反應(yīng)釜中，以I. 8V /min升溫速度升溫到170°C，保溫時(shí)間6小時(shí)，反應(yīng)過程中采用攪拌器的轉(zhuǎn)速為70rpm進(jìn)行不間斷攪拌；將攪拌反應(yīng)好的釜料加入
O.116kg耐堿玻璃纖維，以IOOrpm轉(zhuǎn)速攪拌I小時(shí)后,燒注到模型中，在108°C溫度下保溫干燥處理11小時(shí)，成品進(jìn)行檢驗(yàn)包裝出廠。、
實(shí)施例4:
將2kg鋯硅渣加水8kg攪拌洗滌，洗滌后離心過濾，反復(fù)洗滌4次后得到去氯鋯硅渣；將生石灰O. 34kg加入I. 5Kg、85°C水進(jìn)行消化處理，將上述洗滌好的去氯硅鋯渣和消化處理的生石灰加入均化混合爸中，同時(shí)加入水65kg進(jìn)行攪拌,攪拌轉(zhuǎn)速為70rpm,攪拌時(shí)間為7. 5小時(shí)，將混合好的混合料加入到反應(yīng)釜中，以I. 80C /min升溫速度升溫到170°C，保溫時(shí)間5小時(shí)，反應(yīng)過程中采用攪拌器的轉(zhuǎn)速為75rpm進(jìn)行不間斷攪拌；將攪拌反應(yīng)好的釜料加入O. 116kg麻纖維，以IlOrpm轉(zhuǎn)速攪拌I. 5小時(shí)后，澆注到模型中，在108°C溫度下保溫干燥處理11小時(shí)，成品進(jìn)行檢驗(yàn)包裝出廠。實(shí)施例5: 將2kg鋯硅渣加水12kg攪拌洗滌，洗滌后離心過濾，反復(fù)洗滌4次后得到去氯鋯硅渣；將生石灰O. 36kg加入I. 5Kg、85°C水進(jìn)行消化處理，將上述洗滌好的去氯硅鋯渣和消化處理的生石灰加入均化混合爸中，同時(shí)加入水70kg進(jìn)行攪拌,攪拌轉(zhuǎn)速為80rpm,攪拌時(shí)間為8小時(shí)，將混合好的混合料加入到反應(yīng)釜中，以2°C /min升溫速度升溫到190°C，保溫時(shí)間8小時(shí)，反應(yīng)過程中采用攪拌器的轉(zhuǎn)速為SOrpm進(jìn)行不間斷攪拌；將攪拌反應(yīng)好的釜料加入
O.1416kg耐堿玻璃纖維，以120rpm轉(zhuǎn)速攪拌I. 5小時(shí)后，澆注到模型中，在110°C溫度下保溫干燥處理12小時(shí)，成品進(jìn)行檢驗(yàn)包裝出廠。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制；任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同替換、等效變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種利用鋯硅渣生產(chǎn)保溫材料托貝莫來石的方法，其特征是，包括以下步驟 (1)將所述鋯硅渣進(jìn)行水洗處理，處理后的鋯硅渣PH值為6-7； (2)向水洗處理后的鋯硅渣中加入鈣質(zhì)原料和水，進(jìn)行混合均化； (3)將混合均化后的原料加入到反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)； (4)向反應(yīng)完成的釜料中加入增強(qiáng)纖維攪拌混合，然后澆模成型； (5)成型后經(jīng)過干燥處理，得到鈣質(zhì)耐火保溫材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種利用鋯硅渣生產(chǎn)保溫材料托貝莫來石的方法，其特征是， 所述步驟(I)中水洗方式為，攪拌水洗后壓濾或離心過濾，再重新攪拌水洗，循環(huán)次數(shù)為3-5 次。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種利用鋯硅渣生產(chǎn)保溫材料托貝莫來石的方法，其特征是，所述步驟(2)中所加入的I丐質(zhì)原料為生石灰,生石灰的加入量為錯(cuò)娃洛質(zhì)量的12-18%,水的加入量為鋯硅渣質(zhì)量的28-35倍。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種利用鋯硅渣生產(chǎn)保溫材料托貝莫來石的方法，其特征是，所述步驟(3)中反應(yīng)溫度為140-190°C，反應(yīng)時(shí)間為4-8小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種利用鋯硅渣生產(chǎn)保溫材料托貝莫來石的方法，其特征是，所述步驟(4)中加入增強(qiáng)纖維為耐堿玻璃纖維、麻纖維或者兩者的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種利用鋯硅渣生產(chǎn)保溫材料托貝莫來石的方法，其特征是，所述步驟(5)干燥處理的溫度為105-110°C，干燥處理時(shí)間10-12小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種利用鋯硅渣生產(chǎn)保溫材料托貝莫來石的方法，其特征是，所用生石灰通過85°C水消化處理，所述步驟(2)中混合均化采用機(jī)械攪拌，攪拌速度為40_80rpm,攬拌時(shí)間為6-8小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種利用鋯硅渣生產(chǎn)保溫材料托貝莫來石的方法，其特征是，所述步驟(3)反應(yīng)釜升溫速率為I. 5-20C /min，其中反應(yīng)攪拌速度在65_80rpm。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種利用鋯硅渣生產(chǎn)保溫材料托貝莫來石的方法，其特征是，所述步驟(4)中增強(qiáng)纖維的用量占固體質(zhì)量的4-6%，攪拌速度為90-120rpm，攪拌時(shí)間為1-1. 5小時(shí)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一所述一種利用鋯硅渣生產(chǎn)保溫材料托貝莫來石的方法，其特征是，所述保溫材料托貝莫來石的分子式為5CaO BSiO2 6H20。
全文摘要
本發(fā)明公開一種利用鋯硅渣生產(chǎn)保溫材料托貝莫來石的方法，將鋯硅渣進(jìn)行水洗處理，處理后的鋯硅渣pH值為6-7；向水洗處理后的鋯硅渣中加入鈣質(zhì)原料和水，進(jìn)行混合均化；將混合均化后的原料加入到反應(yīng)釜中進(jìn)行反應(yīng)；向反應(yīng)完成的釜料中加入增強(qiáng)纖維攪拌混合，然后澆模成型；成型后經(jīng)過干燥處理，得到保溫材料托貝莫來石，廣泛應(yīng)用于陶瓷、化工、冶金、建筑領(lǐng)域，同時(shí)托貝莫來石還是良好的耐火建筑材料。本發(fā)明無需任何特殊設(shè)備、工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，易于推廣，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益明顯，可以很好地解決氧氯化鋯生產(chǎn)過程中大量鋯硅渣回收利用問題，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)C04B35/66GK102731120SQ20121023353
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月7日
發(fā)明者劉強(qiáng), 彭壽, 湯忠海, 王永和, 董樹人 申請(qǐng)人:中國建材國際工程集團(tuán)有限公司, 蚌埠中恒新材料科技有限責(zé)任公司, 蚌埠玻璃工業(yè)設(shè)計(jì)研究院