CN108726525A - 一种红土镍矿浸出渣生产水玻璃的方法 - Google Patents

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张会
王小丰
张学飞
农雄军
田建华
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Abstract

本发明提供一种红土镍矿浸出渣生产水玻璃的方法，将经过酸浸的红土镍矿得到的浸出渣洗涤、压滤得到滤饼，滤饼经过脱水、碾压得到固体粉末，将固体粉末加水制浆与氢氧化钠溶液依次加入反应槽中进行混合，制得水玻璃混合液，将水玻璃混合液进行过滤、脱色，制得水玻璃。本发明拓宽了红土镍矿浸出渣的综合利用范围，有效避免浸出渣的二次污染，制备出的水玻璃模数可达2‑3.5且质量稳定、纯度高，与传统生产水玻璃的方法相比，本发明设备要求低、操作简便、成本低、安全性高。

Description

一种红土镍矿浸出渣生产水玻璃的方法
技术领域
本发明属于材料领域，具体涉及一种红土镍矿浸出渣生产水玻璃的方法。
背景技术
红土镍矿中主要元素的含量从高到低依次为二氧化硅、镁、铁、镍、铝，其中，二氧化硅含量一般是镍含量的20-25倍，红土镍矿熟化堆浸提取矿物中的有价金属，浸出渣含有大量的硅渣。此前相关专利表明，硅渣的处理方法一般用于制砖或堆存待用甚至直接丢弃，这样做一是污染环境，二是占用大量土地作为浸出渣的堆场，三是不能综合利用有用元素，既不符合国家环保政策，也浪费资源。
水玻璃(Na2O・mSiO2)作为粘结剂，广泛用于造纸、电焊、建筑等领域，是一种用途较为广泛的无机化工产品。水玻璃的生产方法分为干法（固相法）和湿法（液相法）两种。干法生产是将石英砂和纯碱按一定比例混合后在反应炉中通过高温熔融反应制得，能耗大，生产成本较高；湿法生产是将烧碱水溶液和石英粉在高压釜内共热直接生成水玻璃，再过滤浓缩得到成品水玻璃，能耗略低于干法生产，但二氧化硅的溶解率低，碱耗高，生产成本较高。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种红土镍矿浸出渣生产水玻璃的方法，红土镍矿经过酸浸得到红土镍矿浸出渣，红土镍矿浸出渣中的二氧化硅因经酸浸后出现团聚现象而形成一定的孔洞结构，颗粒的比表面积增大，从而具备较好的活性和吸附力，与氢氧化钠溶液在常压下反应生成水玻璃，避免了浸出渣的二次污染且制备出的水玻璃用途广泛、经济价值较高。
本发明采用如下技术方案：
一种红土镍矿浸出渣生产水玻璃的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（1）将经过酸浸的红土镍矿得到的红土镍矿浸出渣洗涤、压滤得到滤饼，滤饼经过脱水、碾压得到固体粉末；
（2）将步骤（1）的固体粉末加水搅拌得到浆体，将固体粉末加水搅拌得到的浆体与氢氧化钠溶液依次加入反应槽中进行混合，制得水玻璃混合液；
（3）将步骤（2）的水玻璃混合液进行过滤、脱色，制得水玻璃。
根据上述的方法，其特征在于，步骤（1）红土镍矿的酸浸过程为：将红土镍矿采用硫酸溶液进行堆浸或池浸后得到的混合物加水浸出、分离得到红土镍矿浸出渣和红土镍矿浸出液；所述硫酸溶液的质量百分浓度为30%-98%，红土镍矿采用硫酸溶液进行堆浸或池浸的反应时间为8h-100h，硫酸溶液与红土镍矿的质量比为0.6-1.2:1。
根据上述的方法，其特征在于，步骤（1）中滤饼脱水的方法包括自然晾晒、烘干。
根据上述的方法，其特征在于，步骤（1）的固体粉末的组分及质量百分含量为：二氧化硅 85%-95%，水分 3%-13%，含元素镁的物质 0-0.6%，含元素钙的物质 0-0.6%，含元素铝的物质 0-0.6%，含元素铁的物质 0-0.6%。
根据上述的方法，其特征在于，步骤（2）中氢氧化钠溶液的质量百分浓度为10%-40%。
根据上述的方法，其特征在于，步骤（2）固体粉末加水搅拌过程中固体粉末与水的质量比为0.5-1：1-3。
根据上述的方法，其特征在于，步骤（2）中固体粉末加水搅拌得到的浆体与氢氧化钠溶液在反应槽中的反应温度为70℃-100℃，反应时间为1h-8h。
根据上述的方法，其特征在于，步骤（2）的固体粉末与氢氧化钠溶液的加入量根据水玻璃模数确定，使固体粉末中的二氧化硅与制备氢氧化钠溶液的氧化钠的摩尔比为水玻璃模数。
本发明的有益效果：本发明利用红土镍矿浸出渣制备水玻璃，实现了红土镍矿的综合利用，同时拓宽了红土镍矿浸出渣的综合利用范围，有效避免浸出渣的二次污染，制备出的水玻璃模数可达2-3.5且质量稳定、纯度高，水玻璃用途广泛、经济价值较高，可为企业创造更多的经济效益，本发明与传统生产水玻璃的方法相比，设备要求低、操作简便、成本低、安全性高。
附图说明
图1为本发明的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
参见图1的流程示意图，本发明的一种红土镍矿浸出渣生产水玻璃的方法包括以下步骤：（1）将经过酸浸的红土镍矿得到的红土镍矿浸出渣洗涤、压滤得到滤饼，滤饼经过脱水、碾压得到固体粉末得到固体粉末。红土镍矿的酸浸过程为：将红土镍矿采用硫酸溶液进行堆浸或池浸后得到的混合物加水浸出、分离得到红土镍矿浸出渣和红土镍矿浸出液；硫酸溶液的质量百分浓度为30%-98%，红土镍矿采用硫酸溶液进行堆浸或池浸的反应时间为8h-100h，硫酸溶液与红土镍矿的质量比为0.6-1.2:1。滤饼脱水的方法包括自然晾晒、烘干。固体粉末的组分及质量百分含量为：二氧化硅 85%-95%，水分 3%-13%，含元素镁的物质0-0.6%，含元素钙的物质 0-0.6%，含元素铝的物质 0-0.6%，含元素铁的物质 0-0.6%。（2）将步骤（1）的固体粉末加水搅拌得到浆体，将固体粉末加水搅拌得到的浆体与氢氧化钠溶液依次加入反应槽中进行混合，制得水玻璃混合液。氢氧化钠溶液的质量百分浓度为10%-40%。固体粉末加水搅拌过程中固体粉末与水的质量比为0.5-1：1-3。固体粉末加水搅拌得到的浆体与氢氧化钠溶液在反应槽中的反应温度为70℃-100℃，反应时间为1h-8h。固体粉末与氢氧化钠溶液的加入量根据水玻璃模数确定，使固体粉末中的二氧化硅与制备氢氧化钠溶液的氧化钠的摩尔比为水玻璃模数。（3）将步骤（2）的水玻璃混合液进行过滤、脱色，制得水玻璃。
步骤（1）中红土镍矿的酸浸过程中，红土镍矿采用硫酸溶液进行堆浸或池浸后引发硫酸化反应放出热量，放出的热量使反应自动继续进行，利用硫酸化反应，其中的金属成分转变成水溶性的金属硫酸盐；反应堆自发反应产生的温度可达90℃-150℃。
实施例1
选用经过酸浸的红土镍矿得到的红土镍矿浸出渣，经洗涤、压滤得到滤饼，将滤饼自然晾晒，脱去一定水分后碾压得到固体粉末，固体粉末的主要组分及质量百分含量分别为：SiO2 85.43%、水分12%、含元素镁的物质 0.57%、含元素钙的物质 0.44%、含元素铝的物质0.52%、含元素铁的物质 0.54%。
称取上述固体粉末100g，按固体粉末与水0.5:1的质量比搅拌得到浆体，再称取质量百分浓度为10%的氢氧化钠溶液415g，将上述浆体在80℃的恒温水浴锅中搅拌形成漩涡状，加入上述质量百分浓度为10%的氢氧化钠溶液反应6h，反应过程中适当补充蒸发失去的水分，反应结束后趁热过滤、脱色，得到模数为2.01的水玻璃。
实施例2
选用实例1的固体粉末，称取100g固体粉末，按固体粉末与水1:1的质量比搅拌得到浆体，再称取质量百分浓度为25%的氢氧化钠溶液220g，将上述浆体在100℃的恒温水浴锅中搅拌形成漩涡状，加入上述质量百分浓度为25%的氢氧化钠溶液反应8h，反应过程中适当补充蒸发失去的水分，反应结束后趁热过滤、脱色，得到模数为2.41的水玻璃。
实施例3
选用实例1的固体粉末，称取100g固体粉末，按固体粉末与水1:3的质量比搅拌得到浆体，再称取质量百分浓度为37%的氢氧化钠溶液100g，将上述浆体在75℃的恒温水浴锅中搅拌形成漩涡状，加入上述质量百分浓度为37%的氢氧化钠溶液反应1.5h，反应过程中适当补充蒸发失去的水分，反应结束后趁热过滤、脱色，得到模数为2.87的水玻璃。
实施例4
选用实例1的固体粉末，称取100g固体粉末，按固体粉末与水0.5:1的质量比搅拌得到浆体，再称取质量百分浓度为15%的氢氧化钠溶液246g，将上述浆体在100℃的恒温水浴锅中搅拌形成漩涡状，加入上述质量百分浓度为15%的氢氧化钠溶液反应5.5h，反应过程中适当补充蒸发失去的水分，反应结束后趁热过滤、脱色，得到模数为3.18的水玻璃。
实施例5
选用实例1的固体粉末，称取100g固体粉末，按固体粉末与水1:2的质量比搅拌得到浆体，再称取质量百分浓度为40%的氢氧化钠溶液93g，将上述浆体在80℃的恒温水浴锅中搅拌形成漩涡状，加入上述质量百分浓度为40%的氢氧化钠溶液反应8h，反应过程中适当补充蒸发失去的水分，反应结束后趁热过滤、脱色，得到模数为3.47的水玻璃。

Claims (8)

1.一种红土镍矿浸出渣生产水玻璃的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（1）将经过酸浸的红土镍矿得到的红土镍矿浸出渣洗涤、压滤得到滤饼，滤饼经过脱水、碾压得到固体粉末；
（2）将步骤（1）的固体粉末加水搅拌得到浆体，将固体粉末加水搅拌得到的浆体与氢氧化钠溶液依次加入反应槽中进行混合，制得水玻璃混合液；
（3）将步骤（2）的水玻璃混合液进行过滤、脱色，制得水玻璃。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）红土镍矿的酸浸过程为：将红土镍矿采用硫酸溶液进行堆浸或池浸后得到的混合物加水浸出、分离得到红土镍矿浸出渣和红土镍矿浸出液；所述硫酸溶液的质量百分浓度为30%-98%，红土镍矿采用硫酸溶液进行堆浸或池浸的反应时间为8h-100h，硫酸溶液与红土镍矿的质量比为0.6-1.2:1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中滤饼脱水的方法包括自然晾晒、烘干。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）的固体粉末的组分及质量百分含量为：二氧化硅 85%-95%，水分 3%-13%，含元素镁的物质 0-0.6%，含元素钙的物质 0-0.6%，含元素铝的物质 0-0.6%，含元素铁的物质 0-0.6%。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中氢氧化钠溶液的质量百分浓度为10%-40%。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）固体粉末加水搅拌过程中固体粉末与水的质量比为0.5-1：1-3。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中固体粉末加水搅拌得到的浆体与氢氧化钠溶液在反应槽中的反应温度为70℃-100℃，反应时间为1h-8h。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）的固体粉末与氢氧化钠溶液的加入量根据水玻璃模数确定，使固体粉末中的二氧化硅与制备氢氧化钠溶液的氧化钠的摩尔比为水玻璃模数。
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