CN112408407A - 一种利用铁尾矿制备高模数水玻璃的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是为了提高废弃物铁尾矿的利用率，提供了一种利用铁尾矿制备高模数水玻璃的方法，属于水玻璃制备技术领域。本发明的方法包括以下步骤：1）将铁尾矿和液体碱按照比例添加到反应釜中，并加入活化的催化剂SY‑1，密闭反应；其中，催化剂SY‑1为含有钒和磷的化合物；2）将反应结束后的物料过滤，得到的液体即为模数2.5～3.5的水玻璃产品。该方法能耗低、操作简单，解决了铁尾矿这一工业固体废弃物的环境和再资源化难题。通过该方法制备水玻璃模数范围在2.5～3.5之间，既提高了铁尾矿的综合利用程度，也为铁尾矿中二氧化硅的有效利用提供了新的途径。

Description

一种利用铁尾矿制备高模数水玻璃的方法
技术领域
本发明属于水玻璃制备技术领域，特别涉及一种利用铁尾矿制备高模数水玻璃的方法。
背景技术
铁尾矿是矿石经粉碎、浮选等工序后余下的微粒状固体粉末，是一种重要的工业固体废弃物。大量的尾矿形成的尾矿坝占用了大量的土地；同时，由于尾矿粒度小、重量轻、表面积大、堆放时易造成流动和塌漏，尾矿粉尘在风力推动下四处飞扬，造成空气、土壤污染，土地退化、沙化、盐渍化，生态系统退化；尾矿中所含有害物质含量高，尾矿库也对附近的水源产生了危害。
目前，我国尾矿的综合利用率较低，主要利用方向是建筑领域。因此，需要进一步拓展铁尾矿的利用方式。
水玻璃是一种可溶性的无机硅酸盐，化学式为R2O·nSiO2，n为水玻璃的摩数，一般在1.5～4.0之间，我国生产的水玻璃模数一般在2.4～3.3之间。硅酸钠模数越大，氧化硅含量越多，硅酸钠粘度增大，固体硅酸钠越难溶于水，不同模数的硅酸钠有着不同的用处。
现有技术中，利用废弃物生产水玻璃的方法有：
申请号为CN105621427A的中国发明专利公开了一种利用普通循环流化床粉煤灰制备水玻璃的方法，该专利是利用浓度为90~98%硫酸在高温下处理粉煤灰，得到酸浸渣，之后再加入氢氧化钠溶液，高温160~220℃下反应得到水玻璃，但该专利中反应温度和压力较高，对设备要求高。申请号为CN107311187A的中国发明专利公开了一种用稻壳灰提取物生产水玻璃的方法，它的分离和反应过程主要是通过以下方法完成的，水洗工序、过滤工序、酸洗工序、二次水洗工序、过滤工序、加料工序、反应工序和过滤工序，反应过程复杂、操作繁琐。
发明内容
本发明的目的是为了提高废弃物铁尾矿的利用率，提供了一种对设备无特殊要求、能高效利用铁尾矿中SiO2的高模数水玻璃制备方法。该方法能耗低、操作简单，解决了铁尾矿这一工业固体废弃物的环境和再资源化难题。通过该方法制备水玻璃模数范围在2.5～3.5间，既提高了铁尾矿的综合利用程度，也为铁尾矿中二氧化硅的有效利用提供了新的途径。
本发明的技术方案为，提供了一种利用铁尾矿制备高模数水玻璃的方法，包括以下步骤：
1）将铁尾矿和液体碱按照比例添加到反应釜中，并加入活化的催化剂SY-1，密闭反应；
2）将反应结束后的物料过滤，得到模数2.5～3.5的水玻璃产品。
上述制备高模数水玻璃的方法，所述步骤1）中，铁尾矿全铁含量≤15%、SiO2含量≥67%。
上述制备高模数水玻璃的方法，所述步骤1）中，液体碱氢氧化钠的质量浓度为10%~45%。
上述制备高模数水玻璃的方法，所述步骤1）中，铁尾矿与液体碱氢氧化钠的固液比为1:1~1:5。
上述制备高模数水玻璃的方法，所述步骤1）中，催化剂SY-1与铁尾矿质量的投料比为0.05～0.2：1。
上述制备高模数水玻璃的方法，所述步骤1）中，催化剂SY-1的活化方法：将催化剂SY-1粉末在0.4~0.6MPa压力下压制成薄片，压片粉碎后筛选20～40目的颗粒在空气气氛中300~400℃活化5 ~6h。
上述制备高模数水玻璃的方法，所述步骤1）中，反应温度为100~300℃，反应时间为1~4h。
上述制备高模数水玻璃的方法，所述催化剂SY-1的制备方法为：称取一定量的V2O5，置于苯甲醇/异丁醇的混合液中，120~150℃回流2~3h后，加入分散剂聚山梨酯，继续回流2~3h后加磷酸，使P/V分子的摩尔比为1.2~1.5:1，再回流3~5h，过滤，洗涤，干燥。
上述制备高模数水玻璃的方法，所述分散剂聚山梨酯为吐温20、40、60、80或85。
与现有技术相比，本发明的优势在于：
1）本发明提供的技术方案，利用铁尾矿制备高模数水玻璃的方法处理铁尾矿，得到的水玻璃模数范围在2..5～3.5之间。
2）本发明提供的技术方案，加入自制的催化剂SY-1，不仅具有很好的催化活性，而且能多次使用而不降低催化活性。
3）本发明提供的技术方案，提高了铁尾矿的综合利用程度，也为铁尾矿中二氧化硅的有效利用提供了新的途径，同时解决了环境污染问题，实现矿山资源循环利用。
具体实施方式
以下实施例中采用的铁尾矿，主要组分为：全铁含量10.54%、SiO2含量71.75%、MgO含量1.09%、Al含量为1.18%。
所采用的催化剂SY-1的制备方法为：称取20g的V2O5，置于40mL苯甲醇和160mL异丁醇的混合液中，150℃回流3h后，加入5mL的分散剂聚山梨酯80，继续回流3h后采用滴加的方法加入磷酸，使P/V摩尔比为1.5:1，再回流5h，过滤，洗涤，在120℃空气中干燥，得到12g的催化剂SY-1。
催化剂SY-1的活化方法：将催化剂SY-1粉末在0.5MPa压力下压制成薄片，压片粉碎后筛选20～40目颗粒在空气气氛中400℃活化5h。
实施例1
（1）将铁尾矿和液体碱加入水玻璃反应釜中，液体碱的质量浓度为10%，固液比为1:1，再加入活化的催化剂SY-1，催化剂与铁尾矿质量的投料比为0.05：1。
（2）反应釜密封后，将反应釜温度提高到100℃，反应时间1h。
（3）反应结束后，将水玻璃料浆经过抽滤瓶过滤，得到的水玻璃产品模数为2.56，SiO2含量为31.84%，Na2O含量为12.84%，密度为1.234g/mL。
实施例2
（1）将铁尾矿和液体碱加入水玻璃反应釜中，液体碱的质量浓度为20%，固液比为1:3，再加入活化的催化剂SY-1，催化剂与铁尾矿质量的投料比为0.1:1。
（2）反应釜密封后，将反应釜温度提高到240℃，反应时间2h。
（3）反应结束后，将水玻璃料浆经过抽滤瓶过滤，得到的水玻璃产品模数为2.87，SiO2含量为30.69%，Na2O含量为11.04%，密度为1.434g/mL。
实施例3
（1）将铁尾矿和液体碱加入水玻璃反应釜中，液体碱的质量浓度为30%，固液比为1:4，再加入活化的催化剂SY-1，催化剂与铁尾矿质量的投料比为0.1：1。
（2）反应釜密封后，将反应釜温度提高到300℃，反应时间3h。
（3）反应结束后，将水玻璃料浆经过抽滤瓶过滤，得到的水玻璃产品模数为3.22，SiO2含量为29.14%，Na2O含量为9.34%，密度为1.358g/mL。
实施例4
（1）将铁尾矿和液体碱加入水玻璃反应釜中，液体碱的质量浓度为40%，固液比为1:4，再加入活化的催化剂SY-1，催化剂与铁尾矿质量的投料比为0.15：1。
（2）反应釜密封后，将反应釜温度提高到200℃，反应时间4h。
（3）反应结束后，将水玻璃料浆经过抽滤瓶过滤，得到的水玻璃产品模数为3.49，SiO2含量为29.20%，Na2O含量为8.64%，密度为1.431g/mL。
实施例5
（1）将铁尾矿和液体碱加入水玻璃反应釜中，液体碱的质量浓度为45%，固液比为1:5，再加入活化的催化剂SY-1，催化剂与铁尾矿质量的投料比为0.2：1。
（2）反应釜密封后，将反应釜温度提高到300℃，反应时间4h。
（3）反应结束后，将水玻璃料浆经过抽滤瓶过滤，得到的水玻璃产品模数为3.05，SiO2含量为28.53%，Na2O含量为9.64%，密度为1.308g/mL。

Claims (9)

1.一种利用铁尾矿制备高模数水玻璃的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将铁尾矿和液体碱按照比例添加到反应釜中，并加入活化的催化剂SY-1，密闭反应；
其中，催化剂SY-1为含有钒和磷的化合物；
2）将反应结束后的物料过滤，得到的液体即为模数2.5~3.5的水玻璃产品。
2.根据权利要求1所述的利用铁尾矿制备高模数水玻璃的方法，其特征在于，所述步骤1）中，铁尾矿全铁含量≤15%、SiO2含量≥67%。
3.根据权利要求1所述的利用铁尾矿制备高模数水玻璃的方法，其特征在于，所述步骤1）中，液体碱为质量浓度10%~45%的氢氧化钠溶液。
4.根据权利要求1所述的利用铁尾矿制备高模数水玻璃的方法，其特征在于，所述步骤1）中，铁尾矿与液体碱的固液比为1:1~1:5。
5.根据权利要求1所述的利用铁尾矿制备高模数水玻璃的方法，其特征在于，所述步骤1）中，催化剂SY-1与铁尾矿的投料质量比为0.05~0.2：1。
6.根据权利要求1所述的利用铁尾矿制备高模数水玻璃的方法，其特征在于，所述步骤1）中，催化剂SY-1的制备方法为：称取一定量的V2O5，置于苯甲醇/异丁醇的混合液中，120~150℃回流2~3h后，加入分散剂聚山梨酯，继续回流2~3h后加磷酸，使P/V分子的摩尔比为1.2~1.5:1，再回流3~5h，过滤，洗涤，干燥。
7.根据权利要求1所述的利用铁尾矿制备高模数水玻璃的方法，其特征在于，所述步骤1）中，催化剂SY-1的活化方法：将催化剂SY-1粉末在0.4~0.6MPa压力下压制成薄片，压片粉碎后筛选20～40目的颗粒在空气气氛中300~400℃活化5 ~6h。
8.根据权利要求1所述的利用铁尾矿制备高模数水玻璃的方法，其特征在于，所述步骤1）中，反应温度为100~300℃，反应时间为1~4h。
9.根据权利要求6所述的利用铁尾矿制备高模数水玻璃的方法，其特征在于，分散剂聚山梨酯为吐温20、40、60、80或85。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050115872A1 (en) * 2003-09-19 2005-06-02 Cecile Thomazeau Catalyst for hydrorefining and/or hydroconversion comprising a novel active phase in the form of sulphide solid solution
CN106829982A (zh) * 2017-03-23 2017-06-13 山东鲁北企业集团总公司 一种湿法水玻璃的制备方法
CN107866244A (zh) * 2016-09-23 2018-04-03 中国石油化工股份有限公司 钒磷催化剂及其制备方法
CN109110771A (zh) * 2018-09-12 2019-01-01 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种利用催化气化灰渣制备水玻璃的方法
CN110560154A (zh) * 2019-08-10 2019-12-13 桂林理工大学 一种有色金属尾矿提取锰铁制备FeMn-ZSM-5催化剂的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050115872A1 (en) * 2003-09-19 2005-06-02 Cecile Thomazeau Catalyst for hydrorefining and/or hydroconversion comprising a novel active phase in the form of sulphide solid solution
CN107866244A (zh) * 2016-09-23 2018-04-03 中国石油化工股份有限公司 钒磷催化剂及其制备方法
CN106829982A (zh) * 2017-03-23 2017-06-13 山东鲁北企业集团总公司 一种湿法水玻璃的制备方法
CN109110771A (zh) * 2018-09-12 2019-01-01 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种利用催化气化灰渣制备水玻璃的方法
CN110560154A (zh) * 2019-08-10 2019-12-13 桂林理工大学 一种有色金属尾矿提取锰铁制备FeMn-ZSM-5催化剂的方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
杨绍利等: "钒系催化剂的研究与应用", 《材料导报》 *
王灿等: "响应面法优化凹凸棒石尾矿中蛋白石制备水玻璃工艺", 《过程工程学报》 *

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