[发明专利]一种绿色环保的特种二氧化硅及其生产方法

权利要求书

1.一种绿色环保的特种二氧化硅生产方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

微硅粉收集活化处理：将从工业硅冶炼烟气中热分离收集得到的微硅粉进行富氧气氛下的高温焙烧得到焙烧微硅粉；

余热回收利用处理：将温度为450～900℃的一部分工业硅冶炼烟气与给水换热并将所得过热蒸汽用于发电，获得回收电能与余热回收蒸汽；将温度为450～900℃的另一部分工业硅冶炼烟气与空气换热，获得换热空气；

高纯水玻璃制备：将所述焙烧微硅粉与氢氧化钠溶液和工艺水搅拌混合均匀并以余热回收蒸汽作为热源进行反应，冷却过滤后得到高纯水玻璃母液；

特种二氧化硅制备：将所述高纯水玻璃母液稀释至预定浓度后与硫酸溶液和工艺水搅拌混合均匀并以余热回收蒸汽作为热源进行反应，过滤洗涤后得到特种二氧化硅滤饼和废水，以所述换热空气为干燥热源并且将所述特种二氧化硅滤饼进行闪蒸干燥或将所述特种二氧化硅滤饼打浆均化所得浆料进行喷雾干燥，超细粉碎后得到特种二氧化硅；

废水处理：将所述废水预处理后进行电渗析处理，获得浓盐水和淡水；将所述浓盐水依次进行螯合树脂净化处理和双极膜电渗析处理，获得硫酸溶液和氢氧化钠溶液；将所述淡水进行反渗透膜分离处理，得到回用水和浓水溶液。

2.根据权利要求1所述绿色环保的特种二氧化硅生产方法，其特征在于，在微硅粉收集活化处理的步骤中，所述微硅粉包括工业硅冶炼高温烟气经旋风分离器连续分离出来且温度为450～900℃的高温微硅粉和经余热回收利用处理后的工业硅冶炼烟气经布袋除尘器连续分离出来且温度为180～220℃的低温微硅粉。

3.根据权利要求2所述绿色环保的特种二氧化硅生产方法，其特征在于，将所述微硅粉预热至560～650℃后以静态或动态的方式在富氧气氛中进行720～1100℃的高温焙烧，焙烧15～90分钟后出料冷却得到焙烧微硅粉，其中，所述高温焙烧的电能来源于所述回收电能。

4.根据权利要求1所述绿色环保的特种二氧化硅生产方法，其特征在于，在所述余热回收利用处理的步骤中，将经余热回收利用处理后的工业硅冶炼烟气温度控制为180～220℃并对其依次进行除尘、脱硫、脱硝处理后排放，将所述余热回收蒸汽的压力控制为1～3MPa且温度控制为220～450℃，将所述换热空气的温度控制为350～550℃。

5.根据权利要求1所述绿色环保的特种二氧化硅生产方法，其特征在于，在高纯水玻璃制备的步骤中，所述高纯水玻璃母液稀释的预定浓度为18～26％，所述氢氧化钠溶液的浓度为8～15％，控制原料中SiO₂:NaOH:H₂O的质量比为2～2.7:1:3～9.5，控制反应温度为165～210℃，控制反应时间为60～360分钟，其中，将废水处理所得氢氧化钠溶液和回用水作为本步骤的原料。

6.根据权利要求1所述绿色环保的特种二氧化硅生产方法，其特征在于，在特种二氧化硅制备的步骤中，所述硫酸溶液的浓度为8～10％，其中，将废水处理所得硫酸溶液和回用水作为本步骤的原料。

7.根据权利要求1所述绿色环保的特种二氧化硅生产方法，其特征在于，所述预处理包括除硅、絮凝、沉淀和过滤，将所述浓水溶液返回与废水一起进行所述预处理并实现废水零排放，还将所述回用水用于特种二氧化硅制备步骤中的过滤洗涤。

8.根据权利要求1所述绿色环保的特种二氧化硅生产方法，其特征在于，利用余热锅炉进行工业硅冶炼烟气与给水的换热并利用发电机发电，利用空气换热器进行工业硅冶炼烟气与空气的换热。

9.一种特种二氧化硅，其特征在于，采用权利要求1至8中任一项所述绿色环保的特种二氧化硅生产方法制得。

10.根据权利要求9所述的特种二氧化硅，其特征在于，所述特种二氧化硅中的二氧化硅含量达99wt％以上、砷含量在2ppm以下、铅含量在3ppm以下、铁含量在120pm以下且其它重金属(以铅计)总含量在15ppm以下。