[发明专利]一种利用蔗渣制备炭黑的方法

说明书

技术领域

本发明属于固体废弃物资源化技术领域，具体涉及一种利用蔗渣制备炭黑的方法。

背景技术

蔗渣是制糖工业的主要副产物之一，如果处置不当会对环境造成危害。中国是仅次于巴 西和印度的第三甘蔗种植大国，蔗渣产量达到七百多万吨。蔗渣的成分以纤维素，半纤维素 以及木质素为主；由于其木质化程度高、蔗茎表皮细胞硅化和养分不协调等因素，因此将蔗 渣用作反刍动物饲料、造纸原料、食用菌栽培料或功能性食品原料等存在诸多弊端。在某些 制糖地区，蔗渣被视为一种会造成环境问题的固态废弃料，因此，寻求更佳的蔗渣处置方式 迫在眉睫。

炭黑是一种无定形碳，可作黑色染料，用于制造中国墨、油墨、油漆等，也用作橡胶补 强剂；此外，炭黑在光防护和增强导电性等多方面具有重要作用，是国民经济中不可缺少的 工业产品。炭黑的生产方法有多种，其中包括油炉法、接触法、灯烟法及热裂解法等，原料 多为烃类。有文献报道，以蔗渣为原料，将其经过酸浸泡活化以后，在600～700℃温度下炭 化，制备具有一定性能的炭黑材料。但较高的热解温度浪费了大量的能量，且具有较多副产 物，因此经济性并不好。

浓硫酸在常温常压下便可以使得有机物迅速脱水炭化，因此，用浓硫酸将蔗渣脱水炭化 制备炭黑是一种非常便捷的方法。这种方法不但能得到蔗渣炭黑，还能降低蔗渣这种固体废 弃物对环境的危害。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用蔗渣制备炭黑的方法，向蔗渣中添加浓硫酸将其脱水炭 化，并在反应过程中添加氧化剂来提高炭黑质量，并可将反应所得炭黑磨碎分级得到不同粒 度蔗渣炭黑。从而将被视为一种会造成环境问题的固态废弃料的蔗渣制备成为炭黑这种国民 经济中不可缺少的工业产品。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

针对对蔗渣这种固态废弃料的环境危害性以及炭黑这种多用途的工业产品的经济性，本 发明将利用蔗渣来制备炭黑。在反应器中添加一定量机械粉碎后含水率为10～30％的蔗渣； 向反应器中加入一定量的浓硫酸，迅速搅拌均匀，并向其中添加氧化剂继续搅拌反应；反应 5～20分钟，将反应得到的炭黑清洗干燥；取干燥后的炭黑可用振动磨磨碎，并可用超细气 流分级机分级得到不同粒度的蔗渣炭黑。

所述浓硫酸的添加方式为一次性添加、分批添加或连续添加；

优选的，反应所用蔗渣的含水率为10～30％；

优选的，向反应过程中所添加的氧化剂包括但不限于臭氧、浓磷酸、硝酸和双氧水等。

通过上述过程实现蔗渣制备炭黑来实现蔗渣这种固体废弃物的资源化。经过反应过后， 蔗渣被制备成为不同粒度的蔗渣炭黑，可用作黑色染料，用于制造中国墨、油墨、油漆等， 也用作橡胶制品塑料制品的补强剂；此外，还能应用在光防护和增强导电性等多方面。

在反应过程中，浓硫酸将蔗渣脱水炭化制备成炭黑，氧化剂的添加可以提高炭黑的质量。 最后经过粉碎分级的炭黑，可以作为工业产品用在各个领域。

有益效果：

(1)将蔗渣这种固体废弃物制备成炭黑实现了蔗渣的资源化。

(2)反应简单且条件为常温常压，大大降低了制备炭黑的成本。

具体实施方式

实施例1

取20g机械粉碎后含水率为10～30％的蔗渣置于500mL圆底烧瓶中，然后加入50mL98％的 浓硫酸迅速搅拌，然后向烧瓶内连续通入臭氧并用磁力搅拌器连续搅拌。可以看到蔗渣逐渐 变黑，体积膨胀，形成疏松多孔的海绵状炭黑。将反应的到的炭黑用蒸馏水反复冲洗干净， 并在105℃恒温干燥。干燥后的炭黑可用振动磨磨碎，并可用超细气流分级机分级得到不同 粒度的蔗渣炭黑。