專利名稱：一種利用鋯硅渣生產保溫材料托貝莫來石的方法
技術領域：
本發明屬于一種化工生產固體廢物再利用技術領域，具體涉及一種堿熔法生產氧氯化鋯的廢棄物鋯硅渣回收利用加工保溫材料托貝莫來石的方法。
背景技術：
據公開資料報道，2010-2011年我國氧氯化鋯年產量都在25萬噸左右，由此產生的鋯硅渣約在20萬噸左右。鋯硅渣是堿熔法生產氧氯化鋯絮凝除硅階段產生的，主要成分為SiO2 ·ηΗ20，含水和氧化硅占其總質量的95-98%，其中含氧化硅15_30%，剩下的為沒有反應的鋯英砂和鹽酸其他雜質。通常的處理方法是生產廉價、低檔的白炭黑和固體偏硅酸鈉，還有部分鋯硅渣用來生產水玻璃，作為陶瓷造紙等化工企業的減水劑和增白劑。由于技術和成本的原因，這部分鋯硅渣的處理量不足總量的20%，大部分企業產生的鋯硅渣通過直接填埋的方式進行處理。填埋鋯硅硅渣不僅極大地浪費了資源，同時也對環境造成了嚴重污染。

發明內容
本發明的目的在于提供一種利用鋯硅渣生產保溫材料托貝莫來石的方法，將堿熔法生產氧氯化鋯中大量難以處理的鋯硅渣，轉化為具有節能環保的托貝莫來石型鈣質保溫耐火材料，解決環境污染問題的同時，為堿熔法生產氧氯化鋯產生的鋯硅渣提供一種經濟、簡單的回收處理方法。本發明的目的是通過以下技術方案予以實現的
一種利用鋯硅渣生產保溫材料托貝莫來石的方法，其特征是，包括以下步驟
(1)將所述鋯硅渣進行水洗處理，水洗除去鋯硅渣中的Cr離子，處理后的鋯硅渣PH值為 6-7 ；
(2)向水洗處理后的鋯硅渣中加入鈣質原料和水，進行混合均化；
(3)將混合均化后的原料加入到反應釜中進行反應；
(4)向反應完成的釜料中加入增強纖維攪拌混合，然后澆模成型；
(5)成型后經過干燥處理，得到保溫材料托貝莫來石。本發明進一步技術方案還具有以下特征
所述步驟(I)中水洗方式為，攪拌水洗后壓濾或離心過濾，再重新攪拌水洗，循環次數為3-5次。所述步驟(2)中中所加入的鈣質原料為生石灰，生石灰的加入量為鋯硅渣質量的12-18%，水的加入量為鋯硅渣質量的28-35倍。所述步驟(3)中反應溫度為140_190°C，反應時間為4_8小時。所述步驟(4)中加入增強纖維為耐堿玻璃纖維、麻纖維或者兩者的混合物。所述步驟(5)干燥處理的溫度為105-110°C，干燥處理時間10_12小時。所用生石灰通過85 °C水消化處理，混合均化采用機械攪拌，攪拌速度為40_80rpm,攬拌時間為6-8小時。所述步驟(3)反應釜升溫速率為I. 5-20C /min，其中反應攪拌速度在65_80rpm。所述步驟(4)中增強纖維的用量占固體質量的4-6%，攪拌速度為90-120rpm，攪拌時間為1-1. 5小時。所述保溫材料托貝莫來石的分子式為5Ca0 · 6Si02 · 6H20。本發明的優點是本發明較好地解決了堿熔法生產氧氯化鋯過程中所產生的大量鋯硅渣的回收利用問題，有效地降低了生產成本，同時解決了對環境的污染問題。本發明使用堿熔法生產氧氯化鋯中的鋯硅渣作為原料，通過洗滌除去其中可溶的HC1，然后向其中加入消化石灰乳液，混合攪拌均化預反應，通過在反應釜攪拌反應，反應好的釜料中加入耐堿玻璃增強纖維澆注成型，干燥后制得主要成分為托貝莫來石型硅酸鈣的鈣質耐火保溫材料，廣泛應用于陶瓷、化工、冶金、建筑領域，同時托貝莫來石還是良好的耐火建筑材料。本發明無需任何特殊設備、工藝簡單，易于實施推廣，經濟效益和社會效益明顯，為鋯硅渣的回收利用開辟了一條新途徑。
具體實施例方式實施例I :
將2kg鋯硅渣加水IOkg攪拌洗滌，洗滌后離心過濾，反復洗滌4次后得到去氯鋯硅渣；將生石灰O. 24kg加入水lKg、85°C水進行消化處理，將上述洗滌好的去氯硅鋯渣和消化處理的生石灰加入均化混合爸中，同時加入水56kg進行攪拌,攪拌轉速為40rpm,攪拌時間為6小時，將混合好的混合料加入到反應釜中，以I. 5°C /min升溫速度升溫到140°C，保溫時間4小時，反應過程中采用攪拌器的轉速為65rpm進行不間斷攪拌；將攪拌反應好的釜料加入O. 09kg耐堿玻璃纖維，以90rpm轉速攪拌I小時后，澆注到模型中，在105°C溫度下保溫干燥處理10小時，成品進行檢驗包裝出廠。實施例2:
將2kg鋯硅渣加水IOkg攪拌洗滌，洗滌后離心過濾，反復洗滌4次后得到去氯鋯硅渣；將生石灰O. 3kg加入lKg、85°C水進行消化處理，將上述洗滌好的去氯硅鋯渣和消化處理的生石灰加入均化混合爸中，同時加入水57. 5kg進行攪拌,攪拌轉速為60rpm,攪拌時間為7小時，將混合好的混合料加入到反應釜中，以I. 6°C /min升溫速度升溫到160°C，保溫時間5小時，反應過程中采用攪拌器的轉速為70rpm進行不間斷攪拌；將攪拌反應好的釜料加入
O.Ilkg耐堿玻璃纖維，以90rpm轉速攪拌I小時后，澆注到模型中，在108°C溫度下保溫干燥處理10小時，成品進行檢驗包裝出廠。實施例3:
將2kg鋯硅渣加水IOkg攪拌洗滌，洗滌后離心過濾，反復洗滌5次后得到去氯鋯硅渣；將生石灰O. 32kg加入lKg、85°C水進行消化處理，將上述洗滌好的去氯硅鋯渣和消化處理的生石灰加入均化混合爸中，同時加入水65kg進行攪拌,攪拌轉速為65rpm,攪拌時間為7小時，將混合好的混合料加入到反應釜中，以I. 8V /min升溫速度升溫到170°C，保溫時間6小時，反應過程中采用攪拌器的轉速為70rpm進行不間斷攪拌；將攪拌反應好的釜料加入
O.116kg耐堿玻璃纖維，以IOOrpm轉速攪拌I小時后,燒注到模型中，在108°C溫度下保溫干燥處理11小時，成品進行檢驗包裝出廠。、
實施例4:
將2kg鋯硅渣加水8kg攪拌洗滌，洗滌后離心過濾，反復洗滌4次后得到去氯鋯硅渣；將生石灰O. 34kg加入I. 5Kg、85°C水進行消化處理，將上述洗滌好的去氯硅鋯渣和消化處理的生石灰加入均化混合爸中，同時加入水65kg進行攪拌,攪拌轉速為70rpm,攪拌時間為7. 5小時，將混合好的混合料加入到反應釜中，以I. 80C /min升溫速度升溫到170°C，保溫時間5小時，反應過程中采用攪拌器的轉速為75rpm進行不間斷攪拌；將攪拌反應好的釜料加入O. 116kg麻纖維，以IlOrpm轉速攪拌I. 5小時后，澆注到模型中，在108°C溫度下保溫干燥處理11小時，成品進行檢驗包裝出廠。實施例5: 將2kg鋯硅渣加水12kg攪拌洗滌，洗滌后離心過濾，反復洗滌4次后得到去氯鋯硅渣；將生石灰O. 36kg加入I. 5Kg、85°C水進行消化處理，將上述洗滌好的去氯硅鋯渣和消化處理的生石灰加入均化混合爸中，同時加入水70kg進行攪拌,攪拌轉速為80rpm,攪拌時間為8小時，將混合好的混合料加入到反應釜中，以2°C /min升溫速度升溫到190°C，保溫時間8小時，反應過程中采用攪拌器的轉速為SOrpm進行不間斷攪拌；將攪拌反應好的釜料加入
O.1416kg耐堿玻璃纖維，以120rpm轉速攪拌I. 5小時后，澆注到模型中，在110°C溫度下保溫干燥處理12小時，成品進行檢驗包裝出廠。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明作任何形式上的限制；任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本發明技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術內容對本發明技術方案做出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同替換、等效變化及修飾，均仍屬于本發明技術方案保護的范圍內。
權利要求
1.一種利用鋯硅渣生產保溫材料托貝莫來石的方法，其特征是，包括以下步驟 (1)將所述鋯硅渣進行水洗處理，處理后的鋯硅渣PH值為6-7； (2)向水洗處理后的鋯硅渣中加入鈣質原料和水，進行混合均化； (3)將混合均化后的原料加入到反應釜中進行反應； (4)向反應完成的釜料中加入增強纖維攪拌混合，然后澆模成型； (5)成型后經過干燥處理，得到鈣質耐火保溫材料。
2.根據權利要求I所述一種利用鋯硅渣生產保溫材料托貝莫來石的方法，其特征是， 所述步驟(I)中水洗方式為，攪拌水洗后壓濾或離心過濾，再重新攪拌水洗，循環次數為3-5 次。
3.根據權利要求I所述一種利用鋯硅渣生產保溫材料托貝莫來石的方法，其特征是，所述步驟(2)中所加入的I丐質原料為生石灰,生石灰的加入量為錯娃洛質量的12-18%,水的加入量為鋯硅渣質量的28-35倍。
4.根據權利要求I所述一種利用鋯硅渣生產保溫材料托貝莫來石的方法，其特征是，所述步驟(3)中反應溫度為140-190°C，反應時間為4-8小時。
5.根據權利要求I所述一種利用鋯硅渣生產保溫材料托貝莫來石的方法，其特征是，所述步驟(4)中加入增強纖維為耐堿玻璃纖維、麻纖維或者兩者的混合物。
6.根據權利要求I所述一種利用鋯硅渣生產保溫材料托貝莫來石的方法，其特征是，所述步驟(5)干燥處理的溫度為105-110°C，干燥處理時間10-12小時。
7.根據權利要求3所述一種利用鋯硅渣生產保溫材料托貝莫來石的方法，其特征是，所用生石灰通過85°C水消化處理，所述步驟(2)中混合均化采用機械攪拌，攪拌速度為40_80rpm,攬拌時間為6-8小時。
8.根據權利要求4所述一種利用鋯硅渣生產保溫材料托貝莫來石的方法，其特征是，所述步驟(3)反應釜升溫速率為I. 5-20C /min，其中反應攪拌速度在65_80rpm。
9.根據權利要求5所述一種利用鋯硅渣生產保溫材料托貝莫來石的方法，其特征是，所述步驟(4)中增強纖維的用量占固體質量的4-6%，攪拌速度為90-120rpm，攪拌時間為1-1. 5小時。
10.根據權利要求1-9任一所述一種利用鋯硅渣生產保溫材料托貝莫來石的方法，其特征是，所述保溫材料托貝莫來石的分子式為5CaO BSiO2 6H20。
全文摘要
本發明公開一種利用鋯硅渣生產保溫材料托貝莫來石的方法，將鋯硅渣進行水洗處理，處理后的鋯硅渣pH值為6-7；向水洗處理后的鋯硅渣中加入鈣質原料和水，進行混合均化；將混合均化后的原料加入到反應釜中進行反應；向反應完成的釜料中加入增強纖維攪拌混合，然后澆模成型；成型后經過干燥處理，得到保溫材料托貝莫來石，廣泛應用于陶瓷、化工、冶金、建筑領域，同時托貝莫來石還是良好的耐火建筑材料。本發明無需任何特殊設備、工藝相對簡單，易于推廣，經濟效益和社會效益明顯，可以很好地解決氧氯化鋯生產過程中大量鋯硅渣回收利用問題，降低企業的生產成本。
文檔編號C04B35/66GK102731120SQ20121023353
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月7日 優先權日2012年7月7日
發明者劉強, 彭壽, 湯忠海, 王永和, 董樹人 申請人:中國建材國際工程集團有限公司, 蚌埠中恒新材料科技有限責任公司, 蚌埠玻璃工業設計研究院