[发明专利]一种利用锆冶金渣制备疏水二氧化硅的方法

说明书

本发明公开一种利用锆冶金渣制备疏水二氧化硅的方法，属于锆化工生产过程产生的锆冶金渣的资源化利用与改进。该方法以锆冶金渣为原料，经碱溶、过滤、酸浸、水洗、过滤、脱水、改性和干燥步骤，得到疏水二氧化硅副产品。本发明二氧化硅的回收率可以达到90％以上，滤渣可以返回至氧氯化锆生产工序继续使用，资源利用率高。本发明得到的疏水二氧化硅产品，具有良好的疏水性，接触角为140～151°，孔径大小为20nm～80nm，比表面积为200m²/g～500m²/g；产品质量高，附加值高，生产成本低，适合工业化生产，疏水二氧化硅可用于废气、废水处理等技术领域。

技术领域

本发明涉及一种利用锆冶金渣制备疏水二氧化硅的方法，通过该方法可利用锆冶金渣生产高品质的疏水二氧化硅，属于锆化工生产过程产生的锆冶金渣的资源化利用与改进。

背景技术

目前国内氧氯化锆生产企业大多采用一酸一碱法生产氧氯化锆，该工艺具有生产规模化，工艺条件易控制，产品质量稳定，成本低等优点。但一酸一碱法生产氧氯化锆中将产生大量的锆冶金渣，据统计，每生产1t氧氯化锆约产生0.5t左右的锆冶金渣，如不加以治理和综合利用，将造成环境污染和资源浪费。

目前，关于锆冶金渣综合治理技术的研究工作已有相关报道，如陈文利等人以锆冶金渣为原料采用直接中和法制备白炭黑(陈文利，欧阳贻德，姚本林等.工业废弃物锆硅渣生产白炭黑[J].武汉化工学院学报，2002，24(4):25-27)；潘群雄等人用离子交换法制备白炭黑(潘群雄，王建，蒋自红.锆硅渣制备白炭黑研究[J].非金属矿，2005，28(1):37-39)；丁浩等人采用化学沉淀法制备白炭黑(丁浩，张晓静.锆硅渣制备白炭黑的现状和发展趋势[J].中国非金属矿业导刊，2011，01:87)。中国专利CN201510769962.8公开以锆冶金渣为原料，与氟化铵进行化学反应，生成氟硅酸铵和氨气，然后将所得氟硅酸铵与氨水进行化学反应，生成二氧化硅和氟化铵，最后将所得二氧化硅经陈化、洗涤、干燥即可制得白炭黑，白炭黑产品各项指标可以达到国家标准(田娟；杨杰；周昌平；陈文兴；陈思帆；王瑶.利用废硅渣制备白炭黑的方法[P]，中国专利CN201510769962.8，2016-01-27)。以锆冶金渣为原料虽然可以制备出白炭黑副产品，但各工艺方法普遍存在硅回收率低，制备工艺不成熟、产品质量不高等问题，且白炭黑副产品的附价值较低，在综合治理和利用锆冶金渣技术领域不具有成本优势。

以锆冶金渣为原料除了制备白炭黑外，也可以制备五水偏硅酸钠，如薛彦辉等提出以锆冶金渣为原料制备五水偏硅酸钠(薛彦辉，薛大兵等.利用废硅胶生产五水偏硅酸钠的研究[J].精细化工中间体，2008，38(6):55-57)。该工艺具有投资少、试验流程短等优点，但工艺条件较难控制，产品附加值低，难以工业化应用。

此外，中国专利CN94103681.2公开了将锆冶金渣加入硼硅酸盐制作乳浊液或乳浊生料釉，此法需先将锆冶金渣经物理化学处理，再经1000-1400℃制成乳浊熔块或乳浊生釉料，该方法成本较高，实际工业应用价值不大(张秀彩，郑曼云，朱志斌.二氧化锆残渣制乳浊釉及制品[P]，中国专利CN94103681.2，1994-12-07)。

综上所述，现有技术以锆冶金渣为原料虽然可以制备白炭黑、五水偏硅酸钠、乳浊生釉料等副产品，但各技术方法普遍存在二氧化硅的回收率低、生产成本高、工业化应用价值不大等问题。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明公开了一种利用锆冶金渣制备疏水二氧化硅的制备方法，以提升锆冶金渣中二氧化硅的回收率。本发明提供了一种制备工艺简单，成本低，可工业化生产疏水二氧化硅副产品的制备方法，且产品附加值高，疏水性高，孔径均匀，可用于废气、废水处理领域。

本发明利用锆冶金渣制备疏水二氧化硅的方法，采用锆冶金渣为原料，经碱溶、过滤、酸浸、水洗、过滤、脱水、改性和干燥等工艺步骤，得到疏水二氧化硅副产品。

一种利用锆冶金渣制备疏水二氧化硅的方法，该方法包括以下步骤：