[发明专利]以硼泥渣制备沉淀二氧化硅的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工废物的综合利用，具体地说，是硼砂制备中的废弃物硼泥渣的综合利用。

背景技术

建国五十余年来，我国硼砂工业发展迅速，生产过程排放的废弃物——硼泥渣在其主要产地辽宁的历史积累量超过1600万吨，而且目前仍以每年100万吨以上的速度增长。硼泥主要成份为：MgO，SiO₂及Fe、Ca、Al、B等成份。其水溶液呈碱性，PH值8-9。其大量积存对当地环境造成了严重污染。

硼泥中含有较高的MgO、SiO₂，营口硼泥湿基实测含量分别为33％和24.6％，可用于提取各种镁、硅化合物。目前已报道的综合利用技术有相转移法，碳化法处理硼泥制备氧化镁工艺及酸解法处理硼泥制备阻燃级氢氧化镁工艺。这三种工艺分别简述如下：

相转移法：在催化剂的存下，以石灰乳与硼泥浆中的碳酸镁反应，使碳酸镁转化为氢氧化镁。然后在碳化塔内使来自石灰窑的净化窑气(CO₂)与氢氧化镁反应，使氢氧化镁转化为溶解度较大的碳酸氢镁，再经固液分离获重镁水，将重镁水热解生成碱式碳酸镁沉淀。将沉淀物洗涤、脱水、干燥、煅烧、粉碎获氧化镁产品。

该工艺存在的不足是：氧化镁实际上是以重质碳酸镁，硅酸镁的形态存在于硼泥中的。以氢氧化钙为转化剂使其转化为氢氧化镁，转化率为47％，转化率较低。虽然省去了硼泥煅烧工序，但镁利用率不高。同时，在石灰烧制、碳化、热解工序要消耗大量的能源。系统生产成本不低。此外生产过程有大量的碱性废渣(主要成份为活性二氧化硅)产生，会对环境造成二次污染，对硼泥中的硅资源也不能利用。此外还存在着流程长，工序复杂，设备投资大等不足。

碳化法：将硼泥煅烧、消化制成含氢氧化镁浆料，在碳化塔内与来自石灰窑的净化窑气(CO₂)反应，使氢氧化镁转化为溶解度较大的碳酸氢镁，再经固液分离获重镁水，将重镁水热解生成碱式碳酸镁沉淀。将沉淀物洗涤、脱水、干燥、煅烧、粉碎获氧化镁产品。

该工艺存在的不足：与相转移法相同，消耗大量的能源，流程长，工序复杂，设备投资大。

酸解法：将硼泥投入酸解槽中，与一定浓度的硫酸反应，其中的氧化镁转化为硫酸镁并进入液相，二氧化硅及生成的硫酸钙不进入液相，与其它不溶性残渣经过滤除去。过滤所获滤液主要成份为硫酸镁，经净化、过滤后与氨水反应，生成氢氧化镁沉淀。沉淀物经漂洗、表面处理、脱水、干燥、粉碎制得不同级别的氢氧化镁产品。

该工艺存在的不足：硼泥处理过程需消耗大量硫酸，且分解率低，生产成本偏高。生产过程产生的酸性废渣会对环境造成二次污染。对硅未能利用。

发明内容

本发明克服了上述缺点，提出了一种以硼泥渣制备沉淀二氧化硅的方法。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种以硼泥渣制备沉淀二氧化硅的方法，先酸浸硼泥渣制备食品级碳酸镁，并得到二次废渣；然后对二次废渣先后加入碱液和酸处理得到硅酸溶胶，最后加入硅酸钠溶液析出二氧化硅沉淀。

所述的碱液优选是NaOH溶液，所述的酸优选是盐酸或硫酸。

所述酸浸硼泥渣制备食品级碳酸镁时，以硼泥渣的总重量计，加入2％重量比的氢氟酸，作为活化剂。

得到二次废渣后，将经过滤产生的二次废渣用水漂洗，然后与NaOH溶液反应，使其中的SiO₂转化为水玻璃；以相对密度为1.040～1.070的盐酸在搅拌条件下与相对密度为1.160的硅酸钠溶液反应，待溶液中的二氧化硅含量为6.5-8.5％，PH值稳定在4.5左右时，即得硅酸溶胶；然后在有氯化钠pH调节液存在的条件下以硅酸溶胶与相对密度为1.074的硅酸钠溶液反应，析出二氧化硅沉淀，然后经陈化、漂洗、固液分离、干燥、粉碎和筛分制得成品。

制备食品级碳酸镁时，采用以下的净化工艺：在加氧化剂后，加助剂调PH值至7.5，然后加热在90℃条件下反应30min，将铁、铝等杂质几乎完全沉淀，重金属大部分被沉淀、吸咐，硼也被转化为溶解度极小的偏硼酸盐而进入固相。

所述的助剂优选是轻烧氧化镁或苦土粉，所述的氧化剂优选是过氧化氢或次氯酸钠。