[发明专利]一种基于滤洗液与硫酸钠循环利用的白炭黑生产流程

说明书

一种基于滤洗液与硫酸钠循环利用的白炭黑生产流程，其中：将无水硫酸钠与石英粉和煤粉混合后经灼烧制得固体硅酸钠并产生二氧化硫气体，用纯碱或烧碱吸收二氧化硫气体得亚硫酸钠；用水浸溶固体硅酸钠得液体硅酸钠，再用白炭黑滤洗液稀释液体硅酸钠，过滤得浓度符合白炭黑生产技术要求的水玻璃；将水玻璃与稀硫酸反应得白炭黑粗品，再经滤洗得白炭黑湿品，将白炭黑湿品打浆、喷雾于燥得白炭黑成品；经蒸发结晶收得无水硫酸钠返回固体硅酸钠生产工序用做生产原料。不仅解决了硫酸钠法生产硅酸钠过程所产生SO₂对环境的污染问题，而且实现白炭黑生产过程工艺废水的零排放和硫酸钠的循环利用为目的。

技术领域

本发明涉及白炭黑生产技术领域，尤其是涉及一种基于滤洗液与硫酸钠循环利用的白炭黑生产流程。

背景技术

白炭黑即水合二氧化硅，是一种用途广泛的无机硅化工产品，被广泛应用于橡胶、塑料、制鞋、涂料、农药、日化等领域。

白炭黑的生产方法主要是以水玻璃为硅源，以无机酸为沉析剂的酸沉析法，所使用的无机酸主要为硫酸，其次为盐酸。在以硫酸为沉析剂生产白炭黑的过程中有大量的含硫酸钠废水产生，从我国目前的情况看，每生产一吨白炭黑约产生含硫酸钠废水25-35m³。由于这种废水含硫酸钠在2.5-3.5%之间，浓度低，处理难度大，目前多采用排放的方式进行处置。这种废水的排放会给环境造成严重的污染。

硫酸钠法生产白炭黑是将硫酸钠、石英粉及还原煤粉混合，再置窑炉中煅烧生成硅酸钠熔体和SO₂气体，然后将硅酸钠熔体冷却制得固体硅酸钠，用水浸溶固体硅酸钠得液体硅酸钠。以所得液体硅酸钠为硅源，以硫酸或盐酸为沉析剂进行处理，经沉淀、陈化、滤洗、干燥、分散得沉淀法白炭黑成品。生产过程有大量的工艺废水产生与排放。由于硅酸钠生产过程有大量的SO₂气体产生，缺乏可靠、有效的处置办法，因此该工艺被国家列为淘汰类技术。

发明内容

针对我国白炭黑行业所存在的废水排放量大等不足，本发明以实现白炭黑生产过程工艺废水的零排放和硫酸钠的循环利用为目的，以被淘汰的硫酸钠法生产硅酸钠技术为基础进行了创新研发，提出了一种基于滤洗液与硫酸钠循环利用的白炭黑生产流程。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案：该一种基于滤洗液与硫酸钠循环利用的白炭黑生产流程，其特征在于包括以下步骤:

1）将来自白炭黑滤洗液蒸发结晶系统的、经干燥的无水硫酸钠与石英粉和煤粉混合，得混合料；将所述混合料送反射炉或马蹄焰炉中控温灼烧，生成硅酸钠熔体和SO₂气体，硅酸钠熔体经冷却得固体硅酸钠；

2)将灼烧产生的SO₂气体用碳酸钠或氢氧化钠溶液进行吸收，生成亚硫酸钠，将亚硫酸钠溶液蒸发结晶、分离、干燥、包装得无水亚硫酸钠产品；

3） 将步聚1)所得固体硅酸钠用水和来自白炭黑滤洗液蒸发工序的蒸汽凝结水浸溶、沉淀并分离出杂质后得液体硅酸，用来自白炭黑滤洗工序的滤洗液稀释所述液体硅酸钠，得浓度符合工艺要求的硅酸钠溶液；

4）将步骤3）所得浓度符合工艺要求的硅酸钠溶液送白炭黑沉淀工序，与用白炭黑滤洗液稀释所得稀硫酸混合，生成白炭黑沉淀，即白炭黑粗品，过滤洗涤白炭黑粗品得白炭黑湿品和滤洗液，将白炭黑湿品与来自白炭黑滤洗液蒸发工序的蒸气凝结水、即蒸发水混合、打浆、喷雾干燥得白炭黑成品；

5）将前步骤所得白炭黑滤洗液中的一部分送蒸发工序，经蒸发结晶、分离、干燥得无水硫酸钠；所得无水硫酸钠返回硅酸钠生产工序与石英粉、煤粉混合用于生产硅酸钠；蒸发凝结水部分送步骤4）中与白炭黑湿品混合、打浆；部分送固体水玻璃浸溶工序用作浸溶剂；

6）将步骤4)所得白炭黑滤洗液中的一部分分别送硫酸稀释工序和液体硅酸钠稀释工序用作稀释剂；稀释所得稀硫酸和浓度符合工艺要求的硅酸钠溶液送白炭黑沉淀工序用做反应剂。