[发明专利]一种高效节能环保白炭黑生产装置及工艺

说明书

本发明公开了一种高效节能环保白炭黑生产装置及工艺，包括碳酸钠储罐、二号混炼机、高频熔炼炉，所述的碳酸钠储罐、二号混炼机、高频熔炼炉顺序连接，所述的高频熔炼炉连接到空气净化器，空气净化器连接碳酸储罐；所述高频熔炼炉出料口连接水淬融化罐，所述水淬融化罐连接白炭黑沉淀池，所述碳酸储罐出料口连接白炭黑沉淀池，白炭黑沉淀池顺序连接真空脱水机、微波干燥机，微波干燥机连接风尘磨，风尘磨连接等离子裂解炉，等离子裂解炉连接分级机。本发明采取了高频熔炼、真空脱水、微波干燥，并利用等离子技术的高温把二氧化硅瞬间裂解成20um以下的白炭黑产品，做到污染物零排放生产。整个生产过程以全自动智能化进行生产，安全、可控、质量稳定。

技术领域

本发明属于危废处理环保技术领域，具体涉及一种高效节能环保白炭黑生产装置及其提取方法。

背景技术

白炭黑的用途很广，且不同产品具有不同的用途。用作合成橡胶的良好补强剂，其补强性能仅次于炭黑，若经超细化和恰当的表面处理后，甚至优于炭黑。特别是制造白色、彩色及浅色橡胶制品时更为适用。用作稠化剂或增稠剂，合成油类、绝缘漆的调合剂，油漆的退光剂，电子元件包封材料的触变剂，荧光屏涂覆时荧光粉的沉淀剂，彩印胶板填充剂，铸造的脱模剂。加入树脂内，可提高树脂防潮和绝缘性能。填充在塑料制品内，可增加抗滑性和防油性。填充在硅树脂中，可制成耐 200℃以上的塑料。在造纸工业中用作填充剂和纸的表面配料，白炭黑用于橡胶制品有汽车、翻斗车、卡车、拖拉机、叉车、自行车等的内外胎，工业用皮带、胶管、衬垫、胶板、粮食加工用脱谷胶辊，以及胶鞋等各种橡胶工业制品中都或多或少地要用到白炭黑。在普通轮胎内添加一定量的白炭黑能提高轮胎的使用寿命。国内外市场对自行车车胎的要求也日益多样化，如轮胎胎边彩色化及闪光圈等花式新品种，都是用白炭黑代替炭黑生产的。在胶鞋的生产中，人们对胶鞋、雨靴、运动鞋、旅游鞋、健身鞋、芭蕾鞋等，不但要求牢度，而且要求色调美观、舒适轻便。白炭黑既具有良好的补强性、耐磨性、防滑性和鞋面粘着性，又是一种良好的浅色补强材料，因此在胶鞋的发展中为提供鞋的质量和款式起着重要作用。白炭黑在聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、环氧树脂等塑料中都可作为填充材料，可以提高塑料的弹性强度和耐磨性，以及硬度的热稳定性能。

国内生产白炭黑有气相法，以四氯化硅为原料，生产成本高，目前均采用沉淀法生产白炭黑，以硅酸钠为原料，硅酸钠采用干法生产工艺，在1200-1300℃下，纯碱和石英砂利用煤、重油、天然气为燃料在马蹄焰炉进行熔融反应，熔融物经风机打散后形成颗粒状固体玻璃料，再将其投入滚筒内，通入蒸汽加热溶解，经沉降、浓缩、制出合格的水玻璃产品，再经无机酸（如硫酸、盐酸等）进行水解、脱水、干燥、粉碎得白炭黑产品。以上工艺能耗大，工艺难以控制，对环境造成一定的影响。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种高效节能环保白炭黑生产装置。

本发明的第二目的在于提供一种高效节能环保的白炭黑生产工艺

本发明的第一目的是这样实现的，包括碳酸钠储罐、二号混炼机、高频熔炼炉，所述的碳酸钠储罐、二号混炼机、高频熔炼炉顺序连接，所述的高频熔炼炉连接到空气净化器，空气净化器连接碳酸储罐；所述高频熔炼炉出料口连接水淬融化罐，所述水淬融化罐连接白炭黑沉淀池，所述碳酸储罐出料口连接白炭黑沉淀池，白炭黑沉淀池顺序连接真空脱水机、微波干燥机，微波干燥机连接风尘磨，风尘磨连接等离子裂解炉，等离子裂解炉连接分级机。

本发明的第二目的是这样实现的：包括以下步骤：

（1）硅矿石经处理，粒度至0.074mm占85%，按硅石粉质量比配入碳酸钠（硅石粉：碳酸钠为1:0.5~0.7），混合好后进行熔融，熔融过程中碳酸钠释放的二氧化碳通过气液混合器10进行吸收，在空气净化器12内形成碳酸，净化吸收后气体排放，碳酸达到饱和状态备用；

（2）经过熔融的硅酸钠恒温溶成液态水玻璃，调整好水玻璃浓度进行沉淀后与碳酸进行水解反应，直到反应完全后进行脱水处理，对脱水后的液体碳酸钠进行浓缩，浓缩好后进行结晶，结晶后的碳酸钠回用；