[发明专利]一种以石英质萤石尾矿为原料制备气相白炭黑的工艺及装置

摘要

本发明提供了一种以石英质萤石尾矿为原料低温制备气相白炭黑的工艺，该工艺中以石英质萤石尾矿等废弃物作为原料，将其与含氟酸液、盐酸以及硝酸进行反应，制备成高附加值的产物气相白炭黑并回高价金属和萤石粉，所制得的产物中SiO2含量大于99.9％，其多点BET法测定比表面积为：350～500m2/g，达到了变废为宝的效果；上述制备工艺中所产生的酸性气体经负压水吸收罐吸收后，能够制得对应的酸液，当酸液浓缩到一定的浓度后可循环使用。同时本发明还提供了用于上述工艺中的生产装置，该生产装置所用到的零部件均为化工厂常用器具，成本低廉，能够实现大规模工业化生产。

主权项

一种以石英质萤石尾矿为原料制备气相白炭黑的工艺，其特征在于包括以下步骤:(1)、将含氟酸液，与硝酸、盐酸中的一种或两种进行混合，制得混合酸液备用；将石英质萤石尾矿研磨至200目以下的细度，在磨矿过程中用10000高斯以上的磁选机磁选除铁，制得粉料；(2)、将混合酸液投入反应釜中，开启反应釜的搅拌装置和反应系统中的废气吸收装置，将粉料投入到反应釜中；(3)、控制反应釜中的反应温度为70～85℃，混合酸液中的氢氟酸或氟硅酸与石英质萤石尾矿中的二氧化硅反应生成四氟化硅气体，该四氟化硅气体与混合酸液中所挥发的酸性气体以及水蒸气一起被负压带入冷却釜中；(4)、控制冷却釜中的冷却温度为0～36℃，混合气体在冷却釜中反应生成HF、Cl₂/NO₂、SiO₂·nH₂O，其中HF和Cl₂/NO₂被负压从冷却釜中带出，并被水吸收生成可供重复使用的氢氟酸、盐酸/硝酸，SiO₂·nH₂O凝结吸附在冷却釜中的冷却装置上，收集冷却釜中的SiO₂·nH₂O；(5)、将所收集的SiO₂·nH₂O在真空加热器内进行负压预热，除去其中残留的酸性气体HF和Cl₂/NO₂，然后再进行干燥，干燥后即可制得气相白炭黑产品，产品中SiO₂含量大于99.9％，其多点BET法测定比表面积不小于350m²/g；(6)、在反应釜中，混合酸液把粉料中的硫组分氧化成硫酸，反应釜中反应完成后，趁热过滤，得到滤渣和滤液，将滤渣用水洗涤到中性，洗涤好的滤渣干燥后出售或用作水泥添加材料；或者将滤渣再进行浮选，即可得到高纯度的萤石粉和三氟化铝粉。