一種從粉煤灰提鋁渣中提取二氧化硅的工藝的制作方法
【專利摘要】本案為從粉煤灰提鋁渣中提取二氧化硅的工藝，將酸浸反應(yīng)得到的粉煤灰提鋁渣清洗至中性，還包括：(1)濃堿浸出：將渣餅與NaOH溶液混合后，在110℃～120℃下反應(yīng)80～120min，然后加入熱水使生成的Na2SiO3充分溶解形成硅酸鈉溶液，過濾分離后即可得到Na2SiO3溶液和堿浸反應(yīng)余渣；(2)碳分、除鐵：碳分所述Na2SiO3溶液，得到沉淀SiO2，用濃度為5％～30％的HCl清洗SiO2除去其中的鐵，然后用蒸餾水清洗至中性，即可得到純度較高的SiO2；(3)低溫干燥：將除鐵后的SiO2于低于70℃下干燥一定時間，即可得到粒徑10μm左右的SiO2粉末；(4)苛化：將Na2SiO3溶液碳分后得到的Na2CO3溶液用CaO苛化，生成NaOH溶液和CaCO3沉淀，生成的NaOH溶液蒸發(fā)濃縮后返回濃堿浸出工藝，產(chǎn)生的CO2氣體返回碳分工藝，CaO返回苛化工藝。
【專利說明】一種從粉煤灰提鋁渣中提取二氧化硅的工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種二氧化硅提取方法，特別是涉及一種從粉煤灰提鋁渣中提取二氧化硅的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]粉煤灰是發(fā)電廠排放的固體廢棄物，是當(dāng)今社會最大的污染源之一。粉煤灰中鋁、硅含量很高，若能通過簡單的工藝，提取粉煤灰中鋁，既可解決大量粉煤灰堆積帶來的污染問題，又可使粉煤灰變廢為寶，成為一種廉價的二次資源。提取粉煤灰中的氧化鋁和二氧化硅不僅具有較好的環(huán)境效益和社會效益，而且在技術(shù)上是可行的。但是目前對粉煤灰中的氧化鋁和二氧化硅能夠全部提取分離，生成高附加值的氧化鋁和二氧化硅產(chǎn)品的工藝還不多。
[0003]特別是粉煤灰提取氧化鋁后，剩余廢渣接近粉煤灰原料的60%，其中二氧化硅含量高達(dá)85%，現(xiàn)有技術(shù)中，提出了粉煤灰酸法提鋁渣直接配制水泥的工藝，雖然工業(yè)上可行，但是此工藝不僅經(jīng)濟(jì)效益差，產(chǎn)品附加值低，而且由于產(chǎn)量大，當(dāng)?shù)責(zé)o法全部利用，因而不能實現(xiàn)粉煤灰高附加值綜合利用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種濕法浸出工藝，由于粉煤灰提鋁后渣中二氧化硅含量較高，可以采取兩步法，先制備硅酸鈉，進(jìn)而再加工制備硅微粉產(chǎn)品，旨在生產(chǎn)出多樣化、附加值高、經(jīng)濟(jì)價值好、市場競爭力大的硅微粉產(chǎn)品，為粉煤灰的精細(xì)化綜合利用開辟一條新道路。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):將酸浸反應(yīng)從粉煤灰中提取氧化鋁后殘余的渣餅(粉煤灰提鋁渣)清洗至中性，用于制備3102產(chǎn)品，還包括以下工藝流程:
[0006](1)濃堿浸出:將所述渣餅與濃度為40%?60%的似0?溶液混合后，其中，所述渣餅與版10?溶液的固液比是100?200重量份:100(^1,在110”?1201下反應(yīng)80?120-??！，然后加入熱水使生成的似23103充分溶解形成硅酸鈉溶液，過濾分離后即可得到^28103溶液和堿浸反應(yīng)余渣；
[0007](2)碳分、除鐵:碳分所述版123103溶液，得到沉淀3102，此沉淀3102中鐵含量較高，用濃度為5%?30%的此1清洗3102除去其中的鐵，然后用蒸餾水清洗3102至中性，即可得到純度較高的3102 ；
[0008](3)低溫干燥:將除鐵后的3102于低于70”下干燥一定時間，即可得到粒徑約為10 9 III左右的3102粉末；
[0009](4)苛化:將硅酸鈉溶液碳分后得到的似#03溶液用(^0苛化，生成版10?溶液和沉淀，生成的版10?溶液蒸發(fā)濃縮后返回濃堿浸出工藝，生成的01(?沉淀經(jīng)過焙燒分解后，產(chǎn)生的(?氣體返回碳分工藝，0^0返回苛化工藝。
[0010]優(yōu)選的是，所述的從粉煤灰提鋁渣中提取二氧化硅的工藝，其中，所述堿浸反應(yīng)余渣返回濃酸浸出工藝。
[0011]優(yōu)選的是，所述的從粉煤灰提鋁渣中提取二氧化硅的工藝，其中，所述碳分采取二次碳分法，使得到的沉淀二氧化硅純度較高。
[0012]優(yōu)選的是，所述的從粉煤灰提鋁渣中提取二氧化硅的工藝，其中，所述3102粉末中8102 含量彡 99.75%。
[0013]優(yōu)選的是，所述的從粉煤灰提鋁渣中提取二氧化硅的工藝，其中，所述苛化溫度為75 ?80。。,時間為 5 ?150111, 0302 加入量為 0302: ^28103 = 1 ?1.2: 1。
[0014]優(yōu)選的是，所述的從粉煤灰提鋁渣中提取二氧化硅的工藝，其中，所述渣餅清洗至中性后，用濃度為5%?30%的！￠1溶液攪拌反應(yīng)一定時間，除去渣中大量的鐵，然后清洗至中性，干燥即可得到硅微粉，所述硅微粉中3102含量彡99.55%。
[0015]本發(fā)明的有益效果:(1)粉煤灰的排放對環(huán)境造成很大的污染和危害，以粉煤灰提鋁渣為原料制備硅微粉和二氧化硅，達(dá)到了節(jié)約資源，變害為利的目的，生產(chǎn)過程中實現(xiàn)了無污染物的排放；(2)制備出的硅微粉主要應(yīng)用于硅橡膠的行業(yè)中做增強填料，另外，還可用做油漆、涂料的添加劑；制備出的高純二氧化硅作為一種基礎(chǔ)的工業(yè)原料，可廣泛應(yīng)用在微電子、光電子、高級陶瓷、涂料、醫(yī)藥等領(lǐng)域。(3)工藝中原料實現(xiàn)循環(huán)利用，酸耗、堿耗低，廢渣排放量低，對水、氣、各種污染物均采取了有效的循環(huán)治理措施，符合國家發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的要求。

【具體實施方式】
[0016]下面對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實施。
[0017]實施例1:
[0018]將酸浸反應(yīng)從粉煤灰中提取氧化鋁后殘余的渣餅(粉煤灰提鋁渣)清洗至中性，用于制備3102產(chǎn)品，還包括以下工藝流程:
[0019](1)濃堿浸出:取所述提鋁渣餅100重量份與濃度為40%的版10?溶液100001混合后，在1101下反應(yīng)900111，然后加入熱水使生成的版123103充分溶解形成硅酸鈉溶液，過濾分離后即可得到他23103溶液和堿浸反應(yīng)余渣；
[0020](2)碳分、除鐵:采取二次碳分法，碳分所述^123103溶液，使得到的沉淀二氧化硅純度較高，此沉淀3102中鐵含量較高，用濃度為5%的此1清洗3102除去其中的鐵，然后用蒸餾水清洗3102至中性，即可得到純度較高的3102 ；
[0021](3)低溫干燥:將除鐵后的3102在低于701下干燥一定時間，即可得到粒徑約為
109 III左右的3102粉末，得到的3102粉末中3102含量為99.78%。
[0022](4)苛化:將硅酸鈉溶液碳分后得到的溶液用(^0苛化，苛化溫度為751，時間為15111111，0102加入量為0102: ^28103 = 1: 1，生成版10?溶液和0^03沉淀，生成的版10?溶液蒸發(fā)濃縮后返回濃堿浸出工藝，生成的01(?沉淀經(jīng)過焙燒分解后，產(chǎn)生的(?氣體返回碳分工藝，0^0返回苛化工藝。
[0023]實施例2:
[0024]將酸浸反應(yīng)從粉煤灰中提取氧化鋁后殘余的渣餅(粉煤灰提鋁渣)清洗至中性，用于制備3102產(chǎn)品，還可以包括以下工藝流程:
[0025](1)濃堿浸出:取所述提鋁渣餅150重量份與濃度為50%的版10?溶液100001混合后，在1201下反應(yīng)800111，然后加入熱水使生成的版123103充分溶解形成硅酸鈉溶液，過濾分離后即可得到他23103溶液和堿浸反應(yīng)余渣；
[0026](2)碳分、除鐵:采取二次碳分法，碳分所述^123103溶液，使得到的沉淀二氧化硅純度較高，此沉淀3102中鐵含量較高，用濃度為15%的此1清洗3102除去其中的鐵，然后用蒸餾水清洗3102至中性，即可得到純度較高的3102 ；
[0027](3)低溫干燥:將除鐵后的3102在低于601以下干燥一定時間，即可得到粒徑約為12 9 111左右的3102粉末，得到的3102粉末中3102含量為99.85%。
[0028](4)苛化:將硅酸鈉溶液碳分后得到的溶液用&10苛化，苛化溫度為80\時間為10111111, 0302加入量為0^02: ^28103 = 1.1: 1，生成細(xì)!I溶液和(?⑶3沉淀，生成的版10?溶液蒸發(fā)濃縮后返回濃堿浸出工藝，生成的01(?沉淀經(jīng)過焙燒分解后，產(chǎn)生的(?氣體返回碳分工藝，0^0返回苛化工藝。
[0029]實施例3:
[0030]將酸浸反應(yīng)從粉煤灰中提取氧化鋁后殘余的渣餅(粉煤灰提鋁渣)清洗至中性，用于制備3102產(chǎn)品，還可以包括以下工藝流程:
[0031](1)濃堿浸出:取所述提鋁渣餅200重量份與濃度為60%的版10?溶液100001混合后，在1151下反應(yīng)1200111，然后加入熱水使生成的似23103充分溶解形成硅酸鈉溶液，過濾分離后即可得到他23103溶液和堿浸反應(yīng)余渣；
[0032](2)碳分、除鐵:采取二次碳分法，碳分所述^123103溶液，使得到的沉淀二氧化硅純度較高，此沉淀3102中鐵含量較高，用濃度為30%的此1清洗3102除去其中的鐵，然后用蒸餾水清洗3102至中性，即可得到純度較高的3102 ；
[0033](3)低溫干燥:將除鐵后的3102在低于70”以下干燥一定時間，即可得到粒徑約為15 9 III左右的3102粉末，得到的3102粉末中3102含量為99.85%。
[0034](4)苛化:將硅酸鈉溶液碳分后得到的似#03溶液用&10苛化，苛化溫度為80”，時間為15111111, 0302加入量為0^02: ^28103 = 1.2: 1，生成細(xì)!I溶液和(?⑶3沉淀，生成的版10?溶液蒸發(fā)濃縮后返回濃堿浸出工藝，生成的01(?沉淀經(jīng)過焙燒分解后，產(chǎn)生的(?氣體返回碳分工藝，0^0返回苛化工藝。
[0035]實施例4:
[0036]本發(fā)明還可以包括下述變形，以制備硅微粉，所述渣餅清洗至中性后，用濃度為25%的此1溶液攪拌反應(yīng)一定時間，除去渣中大量的鐵，然后清洗至中性，干燥即可得到硅微粉，所述硅微粉中3102含量? 99.55%。
[0037]盡管本發(fā)明的實施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實施方式中所列運用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出的實施例。
【權(quán)利要求】
1.一種從粉煤灰提鋁渣中提取二氧化硅的工藝，其特征在于，將酸浸反應(yīng)從粉煤灰中提取氧化鋁后殘余的渣餅(粉煤灰提鋁渣)清洗至中性，用于制備S12產(chǎn)品，還包括以下工藝流程: (1)濃堿浸出:將所述渣餅與40%?60%濃度NaOH溶液混合后，其中，所述渣餅與NaOH溶液的固液比是100?200重量份:1000ml，在110°C?120°C下反應(yīng)80?120min，然后加入熱水使生成的Na2S13充分溶解形成硅酸鈉溶液，過濾分離后即可得到Na2S13溶液和堿浸反應(yīng)余洛; (2)碳分、除鐵:碳分所述Na2S13溶液，得到沉淀S12,此沉淀S12中鐵含量較高，用濃度為5%?30%的HCl清洗S12除去其中的鐵，然后用蒸餾水清洗S12至中性，即可得到純度較高的S12 ； (3)低溫干燥:將除鐵后的S12于低于70°C下干燥一定時間，即可得到粒徑約為10μ m左右的S12粉末； (4)苛化:將硅酸鈉溶液碳分后得到的Na2CO3溶液用CaO苛化，生成NaOH溶液和CaCO3沉淀，生成的NaOH溶液蒸發(fā)濃縮后返回濃堿浸出工藝，生成的CaCO3沉淀經(jīng)過焙燒分解后，產(chǎn)生的CO2氣體返回碳分工藝，CaO返回苛化工藝。
2.如權(quán)利要求1所述的從粉煤灰提鋁渣中提取二氧化硅的工藝，其特征在于，所述堿浸反應(yīng)余渣返回濃酸浸出工藝。
3.如權(quán)利要求2所述的從粉煤灰提鋁渣中提取二氧化硅的工藝，其特征在于，所述碳分采取二次碳分法。
4.如權(quán)利要求3所述的從粉煤灰提鋁渣中提取二氧化硅的工藝，其特征在于，所述S12粉末中S12含量彡99.75%。
5.如權(quán)利要求4所述的從粉煤灰提鋁渣中提取二氧化硅的工藝，其特征在于，所述苛化溫度為75?80°C，時間為5?15min，Ca02W入量為CaO2: Na2S13 = I?1.2: I。
6.如權(quán)利要求5所述的從粉煤灰提鋁渣中提取二氧化硅的工藝，其特征在于，所述渣餅清洗至中性后，用濃度為5%?30%的HCl溶液攪拌反應(yīng)一定時間，除去渣中大量的鐵，然后清洗至中性，干燥即可得到硅微粉，所述硅微粉中S12含量> 99.55%。
【文檔編號】C01B33/12GK104402007SQ201410712130
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】張婷婷, 雷紹民, 張勛, 張鳳凱, 徐騰 申請人:新沂市天悅石英有限公司