[发明专利]一种白炭黑生产工艺中资源回收的方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种从白炭黑生产工艺中资源回收的方法，尤其是应用膜技术来实现白炭黑生产工艺中资源回收的方法，属于粉体生产技术领域。

 

背景技术

白炭黑，又名水合二氧化硅，是一种白色、无毒、无定形微粉末。具有多孔性、内表面积大、质轻、化学稳定性好、耐高温、不燃烧、电绝缘性好等优异性能，主要用作橡胶、油漆、塑料等产品的填充剂，也可作润滑剂 和绝缘材料。

目前，国内外白炭黑的生产方法主要是气相法和沉淀法。而国内主要使用硫酸沉淀法。其以泡花碱为原料，用硫酸酸化、生成硅酸，再分解而制得沉淀二氧化硅。从反应器出来的粗料浆经板框压滤机进行压滤，得到滤饼和4.0~8.0%硫酸钠母液。而由于板框压滤的精度不高，母液中还混有少量的白炭黑产品，直接排放或用大量清水稀释排放，不仅对环境造成污染，也浪费了资源。若能回收母液中的白炭黑和硫酸钠，每年可获得一笔可观的经济利润。

无水硫酸钠是重要的无机化工产品，主要用来制备硅酸钠、硫化钠、泡花碱等化工产品；此外，在电镀、玻璃、瓷釉、造纸、合成纤维、制革、医药等行业也有广泛的应用，市场需求量很大。当前，工业级无水硫酸钠的生成主要靠天然盐湖中的硝泥经过溶解、过滤、蒸发、干燥等工艺制备，由于盐湖的硝泥中含有大量的钙、镁、铁、氯等离子，使通过该法制备的工业硫酸钠产品杂质含量高，制约了硫酸钠产业的发展。

一般从化工副产硫酸钠溶液中制取硫酸钠多采用机械冷冻法、CN103318923A报道采用蒸发浓缩、CN102320629A报道也可采用电渗析浓缩，但白炭黑生成过程中副产的硫酸钠溶液浓度较低，直接采用机械冷冻法、蒸发浓缩或电渗析浓缩法均有能耗过高的困扰，但可先经纳滤膜浓缩，提高硫酸钠的浓度，再采用以上方法回收副产硫酸钠，大大降低了能耗。

目前白炭黑制备过程中需大量清水对滤饼洗涤，对大量低浓度废水目前并没有理想的处理方法，一般一些厂家常用大量的清水稀释，直接排放，并没有从根本上解决废水的处理。CN1951806A对白炭黑生产过程中低浓度洗涤废水进行处理，主要是将白炭黑粗料洗涤废水按照硫酸钠浓度的大小依次放入1号池、2号池、到n-1号池、n号池n≥2），其中n号池硫酸钠浓度＜n-1号池硫酸钠浓度＜……＜2号池硫酸钠浓度＜1号池硫酸钠浓度，采用逐一提浓，浓度达到一定浓度后排入前一号池中，但该方法工序繁琐，操作复杂。

 

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用陶瓷膜、纳滤膜等处理程序，对白炭黑生成工艺中资源进行回收，从而实现资源再利用的方法。

一种白炭黑生产工艺中资源回收的方法，包括如下步骤：

第一步、将由水玻璃与浓硫酸反应得到的白炭黑粗料浆送入陶瓷膜过滤器进行加水透析，然后再进行浓缩，得到浓缩液与渗透液；

第二步、将第一步所得的浓缩液通过板框过滤机进行压滤，得到滤饼与板框滤液；

第三步、将滤饼进行干燥后得到白炭黑产品，将板框滤液返回至白炭黑粗料浆；

第四步、对第一步所得的渗透液进行纳滤处理，得到纳滤清液和纳滤浓缩液；纳滤清液返用于第一步中的透析，纳滤浓缩液经过冷冻、离心、干燥回收硫酸钠。