[发明专利]一种焚烧含硅灰渣的资源化处理生产无钠硅溶胶的方法

说明书

本发明公开了一种焚烧含硅灰渣的资源化处理生产无钠硅溶胶的方法，属于无机固废和危废资源化处理方法领域，主要步骤包括焚烧含硅灰渣的高速剪切活化、用硫酸加温加压溶出杂质、离心分离的离心液杂质另行处理。离心渣物料加硫酸和催化剂进行硅溶胶反应，经过滤滤渣杂质，另行处理。滤液经蒸发浓缩冷却水回收，浓缩液即无钠硅溶胶产品经计量灌装、产品入库。本发明将预处理除杂后的焚烧含硅灰渣直接用硫酸和催化剂反应生成无钠硅溶胶，比用硅酸钠做原料和工业硅做原料生产硅溶胶的传统方法，具有工艺流程简单，无钠、产品质量好、成本低，生产规模大优于传统方法生产的硅溶胶。

技术领域

本发明涉及焚烧含硅灰渣资源化处理的固废(包括危废)的综合利用领域，具体为制无钠硅溶胶领域,特别涉及一种焚烧含硅灰渣的资源化处理生产无钠硅溶胶的方法。

背景技术

传统的焚烧含硅灰渣中不属于危废的主要是制水泥、砖、砌块等建筑材料，属于危废的与交联剂一起用于固化重金属，然后用水泥固化后填埋处理，或者还有用玻璃熔融后再填埋处理，属于无害化处理。还有将其添到水泥中做为配料，添加量不超过15％烧制水泥的。属于低附加值的处理方法。

传统的硅溶胶生产所需原料为硅酸钠(又称水玻璃、泡花碱)，采用稀释后用离子交换树脂脱大部分钠后，再浓缩叫碱法，产品为碱性硅溶胶。还有一种方法先稀释后用硫酸中和硅酸钠中的钠形成硫酸钠，采取溶剂萃取法分出硫酸钠后再浓缩称酸法硅溶胶。还有一种方法是将金属硅用水溶解，用氨中和的方法，虽然无钠但成本特别高。(化工产品手册、无机化工产品P465－P468)

用焚烧含硅灰渣的固体废弃物做原料，用硫酸将杂质Fe、AI、Ca、Mg、K、 Na等用硫酸强制溶出后，再高温高压下催化还原法制硅溶胶是无钠的，具有生产成本低，原料来源广，固废又得到处理。由于无钠提高了产品质量，用废弃物做原料低成本、低售价，拓宽了硅溶胶的应用领域。

发明内容

传统理论认为，只有金属硅和硅酸钠做原料，才能产生硅溶胶，用硫酸和催化剂同二氧化硅反应生产硅溶胶未加报导，“《无机化学丛书》第三卷、碳、硅、锗分族科学出版社2018.4”。

本发明打破了这一禁区，是在含硅灰渣经焚烧热活化和用水或常温空气输送过程的冷活化基础上经高速剪切机械力化学活化，进一步松动硅同其它成分的结合键再用硫酸进行前处理除去其它杂质Fe、Ae、Ca、Mg、K、Na后的纯净二氧化硅同硫酸进行高温高压催化还原反应；其中硫酸在水中解离的二个氢离子攻击二氧化硅中的氧原子形成一分子水，不可逆。硫酸根在催化剂作用下还原成硫离子，同硅反应形成二硫化硅和二硫化硅、二氧化硅混和类型的硅溶胶。

化学反应式如下：单一类型

H₂SO₄→2H⁺+SO₄^＝ SO₄^2－+2M→S^2－+2M⁺·O₂

SiO₂+4H⁺+S^2－→2H₂O+SiS₂

也有部分反应形成SiO₂、SiS₂混合的硅溶胶

SiO₂+4H⁺+2S^2－→2H₂O+SiS₂·SiO₂

M⁺为亚态的金属氧化物催化剂如低价亚态的FeO、MnO、CuO等。

本发明为原始创新理论性原理性创新、技术工艺创新。

本发明是为了解决下述技术问题：