[发明专利]一种盐酸浸提石英加工泥渣制备硅微粉联产聚氯化铝的方法

权利要求书

1.一种盐酸浸提石英加工泥渣制备硅微粉联产聚氯化铝的方法，其特征是包括下列步骤：

a、盐酸浸提石英加工泥渣：

（a）配料：取原料盐酸、石英加工泥渣和水；其中：石英加工泥渣中铁、铝分别以Fe₂O₃、Al₂O₃的量计算，根据盐酸与石英加工泥渣中Fe₂O₃、Al₂O₃发生化学反应的计量比，盐酸的用量为盐酸理论用量的101%～120%，按石英加工泥渣的质量: 盐酸用量的质量 = 1:1.1～1.3、并按下列公式计算水的用量：

根据盐酸和石英加工泥渣中Fe₂O₃、Al₂O₃的化学反应式，

则C_HCl盐酸V_HCl理论= 6 [(m_样·Fe₂O₃%)/M _{Fe2O3 +} (m_样·Al₂O₃%)/M_Al2O3]

式中：V_HCl理论为盐酸理论用量、单位为升；C_HCl为盐酸的浓度、单位是摩尔/升；m_样为石英加工泥渣的质量、单位为克；Fe₂O₃%、Al₂O₃%分别为石英加工泥渣中Fe₂O₃、Al₂O₃的质量百分比含量；M _Fe2O3、M_Al2O3 分别为Fe₂O₃、Al₂O₃的相对分子质量；

盐酸理论用量：V_HCl理论=6 [ (m_样·Fe₂O₃%)/M _Fe2O3 + (m_样·Al₂O₃%)/M_Al2O3]/C_HCl ；

盐酸的用量：V_HCl= V_HCl理论·b_HCl ；

式中：b_HCl表示101%～120% ，V_HCl表示盐酸的用量；

水的质量用量：M_水=m_样/b_固/液- V_HCl·ρ_盐酸；

式中：m_样 为石英加工泥渣的质量、单位是克，b_固/液为石英加工泥渣的质量: 盐酸用量的质量 = 1:1.1～1.3的比值， M_水为水的质量用量、单位是克，ρ_盐酸为盐酸的密度、单位是克/升；

（b）反应：将原料盐酸、石英加工泥渣和水混合，在加热至微沸的条件下，搅拌反应0.5h～3.0h，得反应后物料；

b、硅微粉的洗涤、过滤及制备：

（a）将反应后物料经第一次过滤，得到硅微粉粗品，收集滤出液；

（b）第二次洗涤过滤：按硅微粉粗品：水=1：0.2～1的质量比例取水，洗涤硅微粉粗品、过滤，收集滤出液；

（c）第三次洗涤过滤：按步骤（b）所述第二次洗涤过滤方法进行洗涤过滤，收集滤出液；

（d）第四次及以上洗涤过滤：重复步骤（b）所述第二次洗涤过滤方法进行洗涤过滤，直到滤出液pH值大于6时即完成洗涤，收集合并第四次及以上洗涤过滤获得的滤出液；

（e）将洗涤完成后的固体物干燥，即制得硅微粉产品；

c、由废液制备聚氯化铝：

（a）第一步：取步骤b所述第一次过滤、第二次洗涤过滤和第三次洗涤过滤收集的滤出液，合并得到废液；测定废液中铁、铝的含量和剩余盐酸的浓度，废液中铁、铝的含量分别以Fe₂O₃、Al₂O₃的量计算；

（b）第二步：根据剩余盐酸的质量含量，计算反应需要的铝屑量，按下面公式计算需要的铝屑理论用量；

m_铝屑理论=（V_废液×C_废液HCl×27）/3 ，

式中：m_铝屑理论为铝屑理论用量、单位为克，V_废液为废液的体积、单位为升，C_废液HCl为剩余盐酸的浓度、单位为摩尔/升；

计算铝屑的用量：铝屑用量为铝屑理论用量的101%～105%，则：

m_铝屑= m_铝屑理论·b_铝屑

式中：m_铝屑为铝屑用量、单位为克，b_铝屑 表示101%～105%；

（c）第三步：铝屑与剩余盐酸的反应：

将铝屑投入到废液中，反应至无气泡为止，得到铝屑反应后液体；

（d）第四步：聚氯化铝的制备：

按下列公式计算反应需要的铝酸钙质量用量和盐酸质量用量：

m_净水剂×10% = m_铝酸钙×Al₂O₃%_(铝酸钙) + m_铝屑×(102/54)+ m_废液× Al₂O₃%_(废液) ，

m_净水剂= m_废液+ m_铝屑×(48/54)+ m_HCl+ m_铝酸钙，

m_盐酸= 2m_铝酸钙～2.3m_铝酸钙，

则：m_铝酸钙=[m_废液×（10％-Al₂O₃%_(废液))-m_铝屑×(9/5)] / [（Al₂O₃%_(铝酸钙)-3×10％）～（Al₂O₃%_(铝酸钙)-3.3×10％）]，

式中：m_净水剂为制得的聚氯化铝总质量、单位为克，m_铝酸钙为需要的铝酸钙质量用量、单位为克，m_废液为废液的质量、单位为克，Al₂O₃%_(废液) 为废液中Al₂O₃的质量百分比含量，m_HCl为需要的盐酸质量用量、单位为克，Al₂O₃%_(铝酸钙)为铝酸钙中铝的质量百分比含量，

按上述计算的铝酸钙质量用量和盐酸质量用量，取铝酸钙和浓盐酸，备用；

反应：在搅拌条件下，将铝酸钙加入到步骤c（c）第三步得到的铝屑反应后液体中，搅拌，加入浓盐酸，反应后，放入产品池，放置熟化澄清7天，即制得聚氯化铝成品。