[发明专利]一种从氧氯化锆生产排放废硅渣中回收锆资源的方法

说明书

本发明涉及锆资源的综合利用领域，具体地，本发明涉及一种从氧氯化锆生产排放废硅渣中回收锆资源的方法。本发明通过分步的碱液溶硅的方式实现未熔锆英砂的分离和可溶性锆的富集，未熔锆英砂的回收率在95％以上，得到的富锆滤饼中湿基可溶性二氧化锆的含量可由0.8～2.5％富集至4～12％，该富锆料可以经水洗、转型、酸解、絮凝后制成锆液，经蒸发结晶后制得氧氯化锆产品。采用本发明方法，实现在废硅渣中锆资源的回收，具有较好的经济效益及应用前景。

技术领域

本发明涉及锆资源的综合利用领域，具体地，本发明涉及一种从氧氯化锆生产排放废硅渣中回收锆资源的方法。

背景技术

锆铪及其化合物是国民经济、国防建设的重要材料，广泛应用于核能、航空航天、电子、冶金、石油化工、纺织、造纸、印染、陶瓷、建材等行业。氧氯化锆居于锆化学品首位，其最重要的用途是作为深加工的中间原料，用氧氯化锆可制得氧化锆、稳定锆、碳/硫酸锆、硝酸锆等其它锆化学制品，也可进行核级锆铪的分离，制取核级锆材料。氧氯化锆还可作为媒色染料的原料和媒染剂、定色剂、除臭剂、阻燃剂等产品的添加剂，也可用作油田地层泥土的稳定剂等。出于环保的原因，发达经济体己经几乎停止氧氯化锆的生产。目前，中国年产氧氯化锆近20万吨，占世界总产量的95％以上，已成为世界最大的氧氯化锆生产国和出口国。

目前，国内氧氯化锆生产主要采用碱熔法，其优点为工艺简单、设备要求低，生产规模大，主要缺点是废物废渣排放量大，据统计，每生产1吨氧氯化锆约产生0.6吨废硅渣及4吨废碱液。废碱液主要为碱熔料水洗产生，主要成分为氧化钠和二氧化硅，该碱液可作为硅酸钠产品制备原料实现资源利用。废硅渣含水量高达80％以上，呈中性，主要成分为二氧化硅(16～17％)，包含未反应的锆英砂为1.6～1.8％，由于硅渣为锆液中硅絮凝形成，因此，硅渣中还夹带一定的可溶性锆，目前生产工艺中会对酸性硅渣洗涤回收锆资源，但酸洗后的硅渣中仍会包裹少量可溶性锆(以二氧化锆计含量为1.3～1.5％)，由于其包裹在絮凝硅渣的网状结构中，在硅渣洗涤中无法洗脱，酸性硅渣经中和后仍残留于中性硅渣中。经计算，硅渣中夹带的二氧化锆约占氧氯化锆生产总锆量的3～4％，目前，由于缺乏好的利用方法，硅渣一般采用堆存处理，对环境造成了污染，对硅渣中的锆资源也造成极大的浪费，成为锆生产企业进一步扩大发展的瓶颈。

对此，国内相关企业和学者已开展了相关大量研究，专利文献201310093500.X提出了一种利用酸性锆硅渣制备水泥混凝土掺合料的方法，专利文献200610037670.6提出对锆硅渣进行处理后制备白炭黑；专利文献200710054156.8提出以废硅渣和废碱液为原料生产层状二硅酸钠；专利文献200810046902.2提出以硅渣为原料，加氢氧化钠，制备水玻璃及偏硅酸钠；专利文献200810049560.0提出利用硅渣制备减水剂。但对于锆回收方面的报道较少，国内专利文献200910147212.1提出了一种氧氯化锆生产中硅渣的处理工艺，以酸洗回收硅渣中夹带的可溶性锆和重力沉降法回收未分解锆砂。如前所述，氧氯化锆生产排放的废硅渣即为酸洗硅渣经中和后得到的中性硅渣，其包裹的少量可溶性锆在工业生产中已无法采用酸洗实现回收。因此，在资源环境问题日益严峻的形势下，研发硅渣中锆资源回收技术对实现我国氧氯化锆可持续发展具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于，为解决上述问题，提高锆的资源利用率，提供一种从氧氯化锆生产排放废硅渣中回收锆资源的方法。本发明的方法，包括以下步骤：

(1)将碱液加入反应装置，然后加入废硅渣，将物料加热并保温，使硅渣溶解于碱液中，硅渣溶解后，其夹带的未反应锆英砂会沉淀于底部；

(2)将步骤(1)制得的浆料进行固液分离，使未反应锆英砂与碱液分离；

(3)将步骤(2)得到的碱液加热并保温，溶液中会出现沉淀，对物料进行液固分离，可得到溶硅碱液和富锆滤饼。

本发明所处理的废硅渣为氧氯化锆生产排放的废硅渣即为酸洗硅渣经中和后得到的中性硅渣。