[发明专利]一种利用稻壳灰生产聚硅硫酸铁的方法

说明书

技术领域

本发明属于农业作物废弃物综合利用技术领域。具体涉及一种利用稻壳灰来生产聚硅硫酸铁的方法。

背景技术

稻壳灰是由稻壳加热煅烧后得到的产物，稻壳燃烧后剩下的稻壳灰一般为稻壳质量的20%，其主要成分是二氧化硅，含量高达87%—97%。我国是水稻种植大国，2012年国内水稻产量约为143百万吨，可产生稻壳约29百万吨，对应可产生稻壳灰约4300万吨。如果可以对稻壳和稻壳灰进行综合利用，不但可以解决稻壳和稻壳灰的存放处理带来的污染问题，还可以带来巨大经济效益。

    目前国内已经公开有多种方法对稻壳灰进行综合利用。专利“一种掺有低温稻壳灰的水泥基无收缩灌浆材料及使用方法 - 201210179337.4”中提及将低温稻壳灰加入水泥灌浆料中，可以使浆料具有流动性好、无收缩、早期强度发展快、后期强度高、抗渗性和抗侵蚀性好等优点。专利“稻壳灰联产制备纳米二氧化硅和活性炭的方法 - 200910272352.1”中通过碱液、乙酸乙酯、盐酸等分别处理稻壳灰后，可得到纳米二氧化硅和活性炭。专利“一种稻壳灰-天然橡胶复合材料的制备方法 - 200810239410.6”中提及一种利用环氧天然橡胶改性稻壳灰制备高性能稻壳灰－天然橡胶复合材料的方法。上述方法均较好的实现了对稻壳灰的再生利用，但是在制备过程中均会有较多废液产生，可能会给环境带来一定污染。

发明内容

本发明的目的是针对稻壳灰在利用时往往产生较多废液的问题，提出了一种新的利用方法——利用稻壳灰和硫酸法生产钛白粉的副产物硫酸亚铁为原料，充分利用稻壳灰处理时产生的强碱性环境，减少废液排放，生产高效絮凝剂聚硅硫酸铁。通过本方法不但可以较好的解决稻壳灰和硫酸亚铁的存放和环境污染问题，同时也实现了对两者的有效利用，且利用过程中三废排放极少。

    本发明中，首先通过碱热处理稻壳灰，然后对其过滤得到碱性含有大量硅酸钠的滤液，在通空气搅拌条件下，向其中按比例加入一定量的钛白粉生产的副产物硫酸亚铁，加热反应一段时间，最终生成具有絮凝作用的聚硅硫酸铁。

    本发明涉及一种利用稻壳灰生产聚硅硫酸铁的方法，具体步骤如下：

1）取稻壳灰测量其硅含量，按照硅的物质的量1.1～1.3倍加入摩尔浓度7～10 M的氢氧化钠溶液，混合均匀。

2）将步骤1）所述混合物放入有聚四氟内衬的高压容器，填充度70~85%，在120～150℃条件下保温30分钟，降温过滤得到碱性硅酸钠滤液。

3）在通空气搅拌条件下，按照铁：硅物质的量比1～1.6：1向碱性硅酸钠滤液中加入硫酸亚铁，室温搅拌1.5小时，静置陈化一定时间，得到聚硅硫酸铁产品。

取制备得到的聚硅硫酸铁2.5 mL加入到1000 mL 马鞍山钢铁股份有限公司的连退平整废液中，振荡15分钟后静置，测得废液浊度去除率平均达到98.2%，说明本产品具有良好的絮凝聚沉效果。

具体实施方式

实施例1：取稻壳灰100 g测量硅质量百分比为92.1%，按照硅的物质的量1.1倍加入摩尔浓度10 M的氢氧化钠溶液169 mL，混合均匀。将上述步骤得到的混合物放入有聚四氟内衬的高压容器，填充度70%，在150℃条件下保温30分钟，降温过滤得到碱性硅酸钠滤液。在通空气搅拌条件下，空气流速2.3 mL/min，按照铁：硅物质的量比1：1向碱性硅酸钠滤液中加入硫酸亚铁，室温搅拌1.5小时，静置陈化24小时，得到聚硅硫酸铁产品。取制备得到的聚硅硫酸铁2.5 mL加入到1000 mL 马鞍山钢铁股份有限公司的连退平整废液中，振荡15分钟后静置，测得废液浊度去除率达到97.7%，说明本产品具有良好的絮凝聚沉效果。

实施例2：取稻壳灰100 g测量硅质量百分比为92.1%，按照硅的物质的量1.2倍加入摩尔浓度8 M的氢氧化钠溶液230 mL，混合均匀。将上述步骤得到的混合物放入有聚四氟内衬的高压容器，填充度80 %，在140℃条件下保温30分钟，降温过滤得到碱性硅酸钠滤液。在通空气搅拌条件下，空气流速3.5 mL /min，按照铁：硅物质的量比1.2：1向碱性硅酸钠滤液中加入硫酸亚铁，室温搅拌1.5小时，静置陈化24小时，得到聚硅硫酸铁产品。取制备得到的聚硅硫酸铁2.5 mL加入到1000 mL 马鞍山钢铁股份有限公司的连退平整废液中，振荡15分钟后静置，测得废液浊度去除率达到98.3%，说明本产品具有良好的絮凝聚沉效果。