[发明专利]利用工业硅副产微硅粉生产的高纯白炭黑及其生产方法

权利要求书

1.一种利用工业硅副产微硅粉生产高纯白炭黑的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括以下步骤：

A、将从工业硅冶炼烟气中分离收集得到的微硅粉进行富氧气氛下的高温焙烧得到焙烧微硅粉；

B、将所述焙烧微硅粉与液体氢氧化钠和水一起加入第一反应釜中搅拌混合均匀并通入蒸汽进行加热升温，反应生成水玻璃母液，将冷却后的水玻璃母液过滤得到高纯水玻璃；

C、先用高纯水玻璃加水配制成碱性底液，再将高纯水玻璃与硫酸并流加入所述碱性底液中反应得到悬浮浆液，将所述悬浮浆液进行过滤、洗涤、打浆、干燥得到高纯白炭黑。

2.根据权利要求1所述利用工业硅副产微硅粉生产高纯白炭黑的生产方法，其特征在于，在步骤A中，将所述微硅粉预热至560～650℃之后连续送入焙烧炉中，向焙烧炉中通入富氧空气或纯氧气并在850～950℃的条件下动态焙烧20～50分钟得到所述焙烧微硅粉。

3.根据权利要求1所述利用工业硅副产微硅粉生产高纯白炭黑的生产方法，其特征在于，所述微硅粉是采用旋风分离器或布袋除尘器从工业硅冶炼烟气中分离收集得到的，所述微硅粉中的二氧化硅含量在94wt％以上。

4.根据权利要求1所述利用工业硅副产微硅粉生产高纯白炭黑的生产方法，其特征在于，在步骤B中，控制SiO2:NaOH/KOH:H2O的质量比为2.4～2.6:1:5～9，控制反应温度为170～190℃、反应时间为120～180分钟。

5.根据权利要求1所述利用工业硅副产微硅粉生产高纯白炭黑的生产方法，其特征在于，在步骤B中，采用管式换热器将所述水玻璃母液冷却至50～60℃后采用吸滤机或压滤机对水玻璃母液进行过滤得到高纯水玻璃。

6.根据权利要求1所述利用工业硅副产微硅粉生产高纯白炭黑的生产方法，其特征在于，步骤B得到的高纯水玻璃中SiO2含量为15.5～20wt％、Na2O含量为5.5～6.2wt％、Fe含量为0～6ppm、Al含量为0～20ppm且无重金属检出，模数为3.1～3.4。

7.根据权利要求1所述利用工业硅副产微硅粉生产高纯白炭黑的生产方法，其特征在于，所述步骤C具体包括以下子步骤：

a、向高纯水玻璃中加水配制成氧化钠浓度为0.9～1.3mol/L的水玻璃，向第二反应釜中加入所述水玻璃总质量的4.5～7.5％并加水配制成氧化钠浓度为0.025～0.05mol/L的弱碱性底液；

b、将所述弱碱性底液升温至60～90℃之后向其中并流加入剩余水玻璃和硫酸，反应90～120分钟，或者，

将所述弱碱性底液升温至60～90℃之后向其中加入所述水玻璃总质量的35～45％，反应30～50分钟；随后将反应液升温至85～95℃之后再并流加入剩余水玻璃和硫酸进行反应，直至加完所有水玻璃，反应55～75分钟；

其中，在整个反应过程中保持反应液中的氧化钠过量且氧化钠浓度为0.025～0.05mol/L；

c、将硫酸的加入速度调整为并流时的1/3～1/2并调整反应液的pH值至3.8～5后停止反应，熟化20～50分钟得到白炭黑悬浮浆液，压滤、洗涤至白炭黑中的硫酸盐含量低于0.8wt％，经滤饼打浆、喷雾干燥得到高纯白炭黑。

8.根据权利要求1所述利用工业硅副产微硅粉生产高纯白炭黑的生产方法，其特征在于，所述硫酸是在工业硫酸中加入除杂剂精制除杂后得到的精制硫酸。

9.一种利用工业硅副产微硅粉生产的高纯白炭黑，其特征在于，所述高纯白炭黑采用权利要求1至8中任一项所述利用工业硅副产微硅粉生产高纯白炭黑的生产方法制得。

10.根据权利要求9所述利用工业硅副产微硅粉生产的高纯白炭黑，其特征在于，所述高纯白炭黑中的二氧化硅含量≥93wt％、Fe含量≤150ppm、Al含量≤240ppm、重金属含量≤5ppm、DBP吸收值为2.6～3.2ml/g、比表面积为160～220m2/g。