[发明专利]一种用硅微粉制备白炭黑的方法

说明书

技术领域

本发明涉及固体废弃物再利用技术领域，具体涉及一种用硅微粉制备白炭黑的方法。

背景技术

微硅粉是工业硅及硅铁合金生产中产生的烟尘，通过相关设备收集所得；其主要成份为SiO₂，含量在80％--96％之间，另有少量的单质C、MgO、CaO、Al₂O₃、Fe₂O₃、等杂质。微硅粉呈灰色类球状及类球状集合体，粒度范围约在0.04---0.3um。

传统的白炭黑生产工艺是用石英岩粉为原料，通过和碱混合，经高温煅烧熔化，溶解制得水玻璃，再液相沉淀制得白炭黑。

本发明采用的生产工艺是利用工艺废渣微硅粉为原料，利用低温·低压·液相合成水玻璃，再经过液相沉淀制得白炭黑。不仅生产成本比较低，而且变废为宝，实现三废综合循环再生利用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种生产成本比较低，而且变废为宝，实现三废综合循环再生利用的用硅微粉制备白炭黑的方法。

本发明的一种用硅微粉制备白炭黑的方法是通过以下技术方案来实现的：

一种用硅微粉制备白炭黑的方法，该方法具体步骤如下：

(1)以微硅粉为原料，按照水玻璃模数为1.5～3.5，二氧化硅含量＞10wt％，将微硅粉和烧碱或纯碱及水，按照微硅粉和烧碱重量比为1.2～3.0∶1.0或微硅粉和纯碱重量比为0.95～2.2∶1.0及微硅粉和水重量比为1∶1.5～9加入压力反应釜内，在温度80～180℃，压力1～10大气压下，反应2～5小时，制得水玻璃液，过滤，得水玻璃；

(2)一步法沉淀得白炭黑：将水玻璃浓度配制为5～30wt％，硫酸或盐酸浓度配制为5～30wt％，控制水玻璃流速为10～30立方米/小时，同时加入硫酸或盐酸到白炭黑沉淀反应釜，调节酸流量让反应过程溶液pH在3.5～8.5范围内，并维持该流速沉淀白炭黑，或者先将水玻璃加入反应釜，再按照1～10立方米/小时的流速加入硫酸或盐酸，控制反应温度40～100℃，搅拌速度25～80转/分钟，终点pH3.5～8.5，沉淀出白炭黑；

(3)制得的白炭黑过滤、洗涤后，再浆化，经喷雾干燥机在100～250℃下干燥，计量包装即获成品。

作为优选方案，该方法还可以采用多步法沉淀得白炭黑：在反应釜中加入至搅拌桨位置高度的水，搅拌下直接通蒸汽升温到70～80℃，同时加入硫酸或盐酸和水玻璃；水玻璃的流量按10～30立方米/小时控制，硫酸或盐酸的流量以控制反应pH值在8～10范围为准进行调节；待反应釜中溶液体积达到反应釜体积的1/2～2/3后，升温至80～90℃，继续向反应釜同时加入硫酸或盐酸和水玻璃；水玻璃的流量按10～30立方米/小时控制，硫酸或盐酸的流量以反应pH值在4.0±0.5范围为准进行调节控制；然后通蒸汽升温至90～100℃，熟化10～30分钟，放料入冷却槽制得白炭黑。

与现有技术相比，本发明的一种用硅微粉制备白炭黑的方法的有益效果是：本发明采用的生产工艺是利用工艺废渣微硅粉为原料，利用低温·低压·液相合成水玻璃，再经过液相沉淀制得白炭黑。不仅生产成本比较低，而且变废为宝，实现三废综合循环再生利用。

具体实施方式

实施例1：

本发明的一种用硅微粉制备白炭黑的方法是通过以下技术方案来实现的：

(1)以微硅粉为原料，按照水玻璃模数为1.5，二氧化硅含量11wt％，将微硅粉和烧碱或纯碱及水，按照微硅粉和烧碱重量比为1.2∶1.0或微硅粉和纯碱重量比为0.95∶1.0及微硅粉和水重量比为1.0∶1.5加入压力反应釜内，在温度80℃，压力1大气压下，反应2小时，制得水玻璃液，过滤，得水玻璃；

(2)一步法沉淀得白炭黑：将水玻璃浓度配制为5wt％，硫酸或盐酸浓度配制为5wt％，控制水玻璃流速为10立方米/小时，同时加入硫酸或盐酸到白炭黑沉淀反应釜，调节酸流量让反应过程溶液pH在3.5，并维持该流速沉淀白炭黑，或者先将水玻璃加入反应釜，再按照1立方米/小时的流速加入硫酸或盐酸，控制反应温度40℃，搅拌速度25转/分钟，终点pH＝3.5，沉淀出白炭黑；

(3)制得的白炭黑过滤、洗涤后，再浆化，经喷雾干燥机在100℃下干燥，计量包装即获成品。