專利名稱：：一種制取水合二氧化硅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種水合二氧化硅的制取方法，特別涉及一種高鈦型水淬高爐渣通過酸浸提取水合二氧化硅方法。
背景技術(shù)：
：目前水合二氧化硅的制備方法有兩種，一種方法是以硅酸鈉(水玻璃)為原料，與硫酸進(jìn)行反應(yīng)，獲得水合二氧化硅產(chǎn)品；另一種方法以含硅物質(zhì)為原料，制備成四氯化硅后，經(jīng)過氧化、水解等一系列的復(fù)雜工藝制備得到水合二氧化硅。此兩種方法成本均較高。攀枝花地區(qū)擁有豐富的釩鈦磁鐵礦資源，其中鈦儲量占全國鈦資源的95%。釩鈦磁鐵礦在選礦、高爐冶煉過程中，約有53%的鈦進(jìn)入高爐渣，形成二氧化鈦含量達(dá)20%25%的高爐渣而無法進(jìn)一步使用，目前這種高爐渣已經(jīng)在攀枝花鋼鐵公司渣場堆放5000萬噸，并仍以每年300萬噸的速度增長，既浪費(fèi)資源又污染環(huán)境。高爐渣在高溫下用水驟冷(即水淬)后晶體的無序度增加，處于非晶態(tài)甚至無定形化，其物理化學(xué)性質(zhì)將發(fā)生變化。水淬高爐渣酸浸行為也相應(yīng)地發(fā)生很大變化，與酸反應(yīng)活性大，反應(yīng)迅速，具有非常好的化學(xué)活性。水淬高爐渣典型的化學(xué)組成見表l:表l:水淬高爐渣化學(xué)成分(重量百分比)<table>tableseeoriginaldocumentpage3</column></row><table>近幾年，攀鋼一直致力于解決高鈦型高爐渣對環(huán)境的污染問題，這種原料實(shí)現(xiàn)固體廢物有價(jià)元素的利用將對環(huán)境保護(hù)起到積極作用，同時(shí)，采用這種原料制備水合二氧化硅的方法還未見有所報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種用無機(jī)酸酸浸高鈦型水淬高爐渣提取水合二氧化硅方法。通過使用酸對水淬高爐渣進(jìn)行酸浸，成本低，實(shí)現(xiàn)固體廢物的有價(jià)元素的有效利用，帶來保護(hù)環(huán)境和資源節(jié)約的雙重效益。本發(fā)明主要涉及的為高鈦型水淬高爐渣，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)將高鈦型水淬高爐渣用無機(jī)酸進(jìn)行酸浸，過濾后將濾液加熱，再冷卻，即析出水合二氧化硅晶體。其中濾液加熱溫度為7010(TC。無機(jī)酸為以下酸中的一種或其混合物硫酸、鹽酸、硝酸或磷酸。進(jìn)一步的，無機(jī)酸優(yōu)選為硫酸。無機(jī)酸的適宜濃度范圍wt^(重量百分比)為540%。酸浸時(shí)控制反應(yīng)溫度為206(TC、反應(yīng)時(shí)間30120min。工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的含有硫酸、鹽酸、硝酸或磷酸的工業(yè)廢酸同樣可以應(yīng)用于本發(fā)明方法中，特別是含有硫酸的鈦白廢酸。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明方法綜合利用了煉鐵生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的釩鈦高爐渣提取水合二氧化硅，成本低，效益明顯，解決了生產(chǎn)中排放廢物對環(huán)境的污染，同時(shí)實(shí)現(xiàn)固體廢物的有價(jià)元素的有效利用。具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，而不是以任何方式來限制本發(fā)明。實(shí)施例l將水淬高爐渣在110士5'C溫度條件下干燥120分鐘，除去試樣水分。將100g高爐水淬渣放入1000mL燒杯內(nèi)，緩慢加入硫酸溶液300mL(由工業(yè)硫酸配制，濃度為40%)，并用攪拌器不斷進(jìn)行攪拌，在整個(gè)反應(yīng)過程中控制反應(yīng)溫度在4(TC，反應(yīng)90分鐘，靜置約15分鐘，將溶液進(jìn)行過濾。將濾液加熱到8(TC后，保溫約10分鐘，進(jìn)行冷卻，二氧化硅結(jié)晶析出，過濾溶液，用水洗滌過濾物，將過濾物于105士5'C條件下烘干即得工業(yè)級品質(zhì)水合二氧化硅，二氧化硅的收率為91.30%。實(shí)施例2將水淬高鈦型高爐渣在110士5。C溫度條件下干燥120分鐘，除去試樣水分，用天平稱取100g高爐水淬渣，放入1000mL燒杯內(nèi)，緩慢加入硫酸溶液200mL(由工業(yè)硫酸配制，濃度為40%)，并用攪拌器不斷進(jìn)行攪拌，在整個(gè)反應(yīng)過程中控制反應(yīng)溫度在3(TC，反應(yīng)120分鐘，靜置約15分鐘，將溶液進(jìn)行過濾。將濾液加熱到8(TC后，保溫約10分鐘，進(jìn)行冷卻，二氧化硅結(jié)晶析出，對溶液進(jìn)行過濾，用水對過濾物進(jìn)行洗滌，將沉淀于105士5'C條件下烘干，即得工業(yè)級品質(zhì)水合二氧化硅，二氧化硅的收率為91.67%。實(shí)施例3將水淬高鈦型高爐渣在110士5。C溫度條件下干燥120分鐘，除去試樣水分，用天平稱取100g高爐水淬渣，放入1000mL燒杯內(nèi)，緩慢加入硫酸溶液500mL(由工業(yè)硫酸配制，濃度為40%)，并用攪拌器不斷進(jìn)行攪拌，在整個(gè)反應(yīng)過程中控制反應(yīng)溫度在3(TC，反應(yīng)120分鐘，靜置約15分鐘，將溶液進(jìn)行過濾。將濾液加熱到8(TC后，保溫約10分鐘，進(jìn)行冷卻，二氧化硅結(jié)晶析出，對溶液進(jìn)行過濾，用水對過濾物進(jìn)行洗滌，將沉淀于105士5'C條件下烘干，即得工業(yè)級品質(zhì)水合二氧化硅，二氧化硅的收率為90.36%。實(shí)施例4將水淬高鈦型高爐渣在110士5。C溫度條件下干燥120分鐘，除去試樣水分，用天平稱取100g高爐水淬渣，放入2000mL燒杯內(nèi)，緩慢加入硫酸溶液1000mL(由工業(yè)硫酸配制，濃度為10%)，并用攪拌器不斷進(jìn)行攪拌，在整個(gè)反應(yīng)過程中控制反應(yīng)溫度在3(TC，反應(yīng)120分鐘，靜置約15分鐘，將溶液進(jìn)行過濾。將濾液加熱到8(TC后，保溫約10分鐘，進(jìn)行冷卻，二氧化硅結(jié)晶析出，對溶液進(jìn)行過濾，用水對過濾物進(jìn)行洗滌，將沉淀于105士5'C條件下烘干，即得工業(yè)級品質(zhì)水合二氧化硅，二氧化硅的收率為91.16%。實(shí)施例5將水淬高鈦型高爐渣在110士5。C溫度條件下干燥120分鐘，除去試樣水分，用天平稱取100g高爐水淬渣，放入2000mL燒杯內(nèi)，緩慢加入酸溶液1000mL(由鈦白廢酸配制，濃度為10%)，并用攪拌器不斷進(jìn)行攪拌，在整個(gè)反應(yīng)過程中控制反應(yīng)溫度在5(TC，反應(yīng)60分鐘，靜置約15分鐘，將溶液進(jìn)行過濾。將濾液加熱到75'C后，保溫約10分鐘，進(jìn)行冷卻，二氧化硅結(jié)晶析出，對溶液進(jìn)行過濾，用水對過濾物進(jìn)行洗滌，將沉淀于105士5'C條件下烘干，即得工業(yè)級品質(zhì)水合二氧化硅，二氧化硅的收率為89.76%。實(shí)施例6將水淬高鈦型高爐渣在110士5。C溫度條件下干燥120分鐘，除去試樣水分，用天平稱取100g高爐水淬渣，放入2000mL燒杯內(nèi)，緩慢加入硫酸溶液1800mL(由工業(yè)硫酸配制，濃度為5%)，并用攪拌器不斷進(jìn)行攪拌，在整個(gè)反應(yīng)過程中控制反應(yīng)溫度在6(TC，反應(yīng)60分鐘，靜置約15分鐘，將溶液進(jìn)行過濾。將濾液加熱到75'C后，保溫約10分鐘，進(jìn)行冷卻，二氧化硅結(jié)晶析出，對溶液進(jìn)行過濾，用水對過濾物進(jìn)行洗滌，將沉淀于300士5。C條件下烘干，即得工業(yè)級品質(zhì)水合二氧化硅，二氧化硅的收率為90.95%。實(shí)施例7將水淬高鈦型高爐渣在110士5。C溫度條件下干燥120分鐘，除去試樣水分，用天平稱取100g高爐水淬渣，放入2000mL燒杯內(nèi)，緩慢加入酸溶液900mL(由工業(yè)硫酸配制，濃度為20%)，并用攪拌器不斷進(jìn)行攪拌，在整個(gè)反應(yīng)過程中控制反應(yīng)溫度在6(TC，反應(yīng)60分鐘，靜置約15分鐘，將溶液進(jìn)行過濾。將濾液加熱到75'C后，保溫約10分鐘，進(jìn)行冷卻，二氧化硅結(jié)晶析出，對溶液進(jìn)行過濾，用水對過濾物進(jìn)行洗滌，將沉淀于100士5'C條件下烘干，即得工業(yè)級品質(zhì)水合二氧化硅，二氧化硅的收率為89.77%。權(quán)利要求1.一種制取水合二氧化硅的方法，其特征在于將高鈦型水淬高爐渣用無機(jī)酸酸浸，過濾后將濾液加熱，再冷卻析出水合二氧化硅晶體。全文摘要本發(fā)明涉及一種制取水合二氧化硅的方法，特別是通過高鈦型水淬高爐渣酸浸提取水合二氧化硅方法。本發(fā)明方法以高鈦型水淬高爐渣為原料，使用無機(jī)酸酸浸，過濾后將濾液加熱，再冷卻，即析出水合二氧化硅晶體，其中無機(jī)酸可以采用工業(yè)廢酸。本發(fā)明方法綜合利用了煉鐵生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高鈦型高爐渣，工藝簡單，實(shí)現(xiàn)高爐渣中有價(jià)元素的有效利用，同時(shí)解決鈦白廢酸處理，減少廢物對環(huán)境的污染。文檔編號C01B33/12GK101181999SQ200710202680公開日2008年5月21日申請日期2007年11月26日優(yōu)先權(quán)日2007年11月26日發(fā)明者杜劍橋,程曉哲,稅必剛,羅建林,平陸申請人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院