[发明专利]一种用废弃的铝矾土、硅藻土、油页岩渣制备白炭黑的方法

说明书

技术领域

本发明属于化工废弃物利用领域，特别涉及一种用废弃的铝矾土、硅藻土、油页岩渣制备白炭黑的方法。

背景技术

白炭黑，又名水合二氧化硅(SiO₂·nH₂O)，因其结构上的羟基易与有机物的化学键结合，具有耐高温、不燃烧、多孔性、高表面活性和大比表面积等特点，可以作为橡胶和塑料优良的补强剂、理想的农药载体、油漆和油墨的增稠剂、触变剂和防沉剂等，是重要的化工原料，在橡胶、涂料、医药、造纸等诸多工业领域得到广泛应用。

我国已探明铝矾土资源储量约23亿吨，居世界第五位。在提取其中的铝后，该矿渣多数被堆存闲置或简单利用，而部分铝矾土中硅含量较高，未得到充分利用。

由于硅藻土色浅、质软，多孔而轻，吸水性和渗透性强，在工业上常用作保温材料、过滤材料、填料、研磨材料、水玻璃原料、脱色剂及催化剂载体等。硅藻土废滤渣对环境的污染比较严重，例如某石化精细化工有限公司的磺酸盐装置每年排放硅藻土废滤渣200多吨，该废料表面有大量的磺酸盐，气味很大，对环境污染严重。

我国油页岩探明储量为329.89亿吨，在提炼页岩油后，油页岩废渣中大部分为无机矿物质，其堆存和排放会对环境造成影响。

综上所述，综合利用废弃的铝矾土、硅藻土、油页岩渣，提取有效成分，不仅可以减少其对环境的危害，还可收到可观的经济效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种采用提取铝后废弃的铝矾土、精细化工生产厂磺酸盐装置排放的硅藻土废滤渣或酸浸处理后的油页岩渣制备白炭黑的方法，解决该类废弃材料对环境的污染及综合利用率低的问题。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：

1碱浸

称取一定量煅烧预处理后的铝矾土、硅藻土或酸浸处理后的油页岩渣，按照每公斤废渣质量加入浓度为3～8mol/L的NaOH溶液3～6L，升温至沸点，在微沸状态下进行碱浸反应2～5h，自然降温至50～80℃，对碱浸产物进行热过滤，所得滤液即为水玻璃母液；取滤渣，按照固液体积比为1∶1.5～1∶2.5加水，煮沸10～15min，冷却后再过滤，反复洗涤滤渣2次，收集洗液，将收集的洗液与水玻璃母液混合，得水玻璃溶液；

2碳分

采用滴定法测定上述水玻璃溶液中Si的浓度，将溶液稀释至Si浓度为0.5～1.5mol/L；取一定量稀释后的水玻璃溶液，加入稀释后的水玻璃溶液质量1％～20％的液体分散剂或稀释后的水玻璃溶液质量0.3％～2.5％的氯化钠，所述的液体分散剂为聚乙二醇400、无水乙醇、吐温80、正硅酸乙酯；或加入稀释后的水玻璃溶液质量1％～20％的分散剂混合物，所述的分散剂混合物是聚乙二醇400、无水乙醇、吐温80、正硅酸乙酯、氯化钠中任意二种组份的混合，若混合物中有氯化钠，其质量不超过稀释后的水玻璃溶液质量的2.5％；在20～70℃、搅拌条件下通入CO₂气体，每100mL稀释后水玻璃溶液的通气速度为100～500mL/min，此时，溶液中有大量沉淀生成，溶液变为固液混合物，待其pH值达到9.0～10.5时，停止通气；

3过滤后得滤液和滤渣；

4清洗

采用稀盐酸冲洗所得滤渣，待其颜色变白色时止；再用清水反复洗涤滤渣，至洗液pH值为6.5～7时止；

5干燥

洗涤后的滤渣进行干燥处理；

6粉碎、研磨

取干燥处理后的滤渣粉碎、研磨后即得白炭黑。

上述的用废弃的铝矾土、硅藻土、油页岩渣制备白炭黑的方法，碳分后还进行碱回收，用滴定法测定碳分后滤液中CO₃^2-和HCO₃^-浓度，计算其全部反应生成NaOH所需生石灰量，按照计算量缓慢加入生石灰，充分搅拌，使之反应完全；过滤，所得溶液即为NaOH溶液，蒸浓后继续用于新废渣的碱浸，滤渣即为CaCO₃沉淀，废弃。

上述的用废弃的铝矾土、硅藻土、油页岩渣制备白炭黑的方法，将碳分后得到的固液混合物过滤前置于20～70℃条件下陈化1～3h。

上述的用废弃的铝矾土、硅藻土、油页岩渣制备白炭黑的方法，干燥处理时将滤渣于100～120℃鼓风干燥1～3h。

上述的用废弃的铝矾土、硅藻土、油页岩渣制备白炭黑的方法，干燥处理时将滤渣置于微波炉中采用微波法干燥。

上述的用废弃的铝矾土、硅藻土、油页岩渣制备白炭黑的方法，在陈化前可以采用超声波分散的方法处理固液混合物，以改善性能。