[发明专利]利用生产钒铁的废渣制备沉淀白炭黑的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业废渣制备沉淀白炭黑的制备方法。

背景技术

沉淀二氧化硅，俗称白炭黑，又称水合硅酸、轻质二氧化硅，分子式为SiO₂·nH₂O，外观为白色高度分散无定形粉末，也有加工成颗粒状。沉淀二氧化硅不溶于水及绝大多数酸，耐高温不易分解，化学性能稳定，比重2.319～2.653，是一种极为重要的工业原料，广泛应用于橡胶、塑料的填充补强剂、油墨增稠剂、油漆涂料添加剂、合成润滑脂和硅脂稠化剂、制革业平光剂、农药分散剂、造纸填充剂、合成树脂(聚脂树脂、弹性聚氨脂)的添加剂、电子电气业绝缘隔热填料及日用化工原料等领域。由于制造方法的不同，白炭黑的物化性质，微观结构均有所差异，故其应用领域及应用效果也有所差异。超细白炭黑作为橡胶补强剂可提高硫化橡胶制品的抗张强度、硬度、曲挠、撕裂、磨耗、耐老化性能，是浅色、彩色及透明橡胶制品不可缺少的优质补强填充剂，广泛用作彩色雨鞋、运动鞋、透明胶鞋底、轮胎、胶辊、电缆等的补强；作为塑料硬制品的补强剂可提高其耐蚀性、耐候性和流平性。据报道，中国对白炭黑的需求将以每年8％～10％的速度快速增加。

白炭黑的主要生产工艺有四氯化硅高温水解法和硅酸钠酸解沉淀法两大类。四氯化硅高温水解法投资大，产品成本高，产品质量好，产品档次高，适用不同要求的高端领域和范围。硅酸钠酸解沉淀法——俗称沉淀法。其工艺大体上是先采用燃油或燃气在高温下将石英砂与纯碱反应制得硅酸钠溶液，即工业水玻璃，工业水玻璃用水配制成一定浓度的稀溶液，然后在一定条件下加入某种酸，使二氧化硅沉淀出来，再经洗涤、过滤、干燥、粉碎制得沉淀二氧化硅，即沉淀白炭黑。沉淀法中又分酸法、溶胶法、碳化法等不同具体方法，但其制备原理未变。我国沉淀法主要采用酸法，酸法是将可溶性硅酸盐与酸一起反应，当反应到达某一PH值时停止加酸，进行陈化，然后过滤，洗涤脱除Na⁺后，送干燥粉碎包装得产品。

钒铁是钒和铁组合成的合金。为提高炼制钢材的强度、韧性、延展性和耐温性，钒铁合金是其必备的炼制添加助剂，是一种重要的钢材冶炼助剂。

钒铁的制备方法(≤60的钒铁)：用片状五氧化二钒和75％硅铁与石灰在电弧炉中经1800℃左右流态化还原、精炼2个阶段可制得所要求的合格产品——钒铁。

取出钒铁产品后剩余部分为钒铁废渣，该废渣量是钒铁产量的4.5倍左右，即生产一吨钒铁产生4.5吨左右的废渣，该废渣主要成份为CaO、SiO₂及少量的Al₂O₃、MgO和钒铁等物质。

该废渣成份：

  名称  二氧化硅  氧化钙  三氧化二铝  氧化镁  其它  份数％  34.60  53.08  1.70  9.98  0.64