[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

摘要

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：取盐酸、石英加工泥渣和水为原料，在微沸下，搅拌反应0.5～3小时，得反应后物料；用水洗涤反应后物料，洗涤后的固体物干燥，制得硅微粉产品；收集合并第1～3次洗涤液，测定铁、铝和剩余盐酸浓度，计算铝屑量，投入铝屑反应至无气泡为止；再投入铝酸钙，搅拌分散均匀，加入浓盐酸，反应至聚合完全，放入产品池，熟化澄清7天，制得聚氯化铝；洗涤水可以回用作反应用水及洗涤用水，实现水的全循环综合利用。本发明提供了一种石英加工泥渣的综合利用方法，工艺简单、成本低、清洁环保，实用性强。

主权项

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CHCl盐酸VHCl理论= 6 [(m样·Fe2O3%)/M Fe2O3 + (m样·Al2O3%)/MAl2O3]式中：VHCl理论为盐酸理论用量、单位为升；CHCl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、MAl2O3 分别为Fe2O3、Al2O3的相对分子质量；盐酸理论用量：VHCl理论=6 [ (m样·Fe2O3%)/M Fe2O3  + (m样·Al2O3%)/MAl2O3]/CHCl  ；盐酸的用量：VHCl= VHCl理论 ·bHCl  ；式中：bHCl表示101%～120% ，VHCl表示盐酸的用量；水的质量用量：M水 =m样  /b固/液 ‑ VHCl·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)+ mHCl+ 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， Fe2O3%(废液)、Al2O3%(废液) 分别为废液中Fe2O3、Al2O3的质量百分比含量，mHCl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。