[发明专利]一种用石英粉生产橡胶添加剂的方法

说明书

技术领域

本发明属于添加剂技术领域，具体涉及一种用石英粉生产橡胶添加剂的方法。

背景技术

1)石英是地球表面分布最广的矿物之一，储量丰富。在石英粉碎加工过程中，会产生大量副产品。此类副产品主要来自通过收尘器收集到的大量粉尘，此类粉尘粒度小，白度低，不满足产品外售条件。同时，由于副产品生产地和目前的使用地之间运输成本大于其销售价格，使其很难销售。因此生产企业只能将其作为废粉处理。同时在无机硅相关生产企业中，通过收尘设施收集的微硅粉具有和石英粉相同的特征，企业难以利用，只能暂时堆存，给企业造成浪费，同时造成二次扬尘污染。

2)工业窑炉,特别是以煤为燃烧介质的窑炉在运行中会产生大量的气体，这些气体含有较高的二氧化碳。在实际生产中，往往将这些二氧化碳气体直接排入大气，造成二氧化碳气的浪费，加剧温室效应演化。因此如果能充分利用窑炉燃(煅)烧过程中产生的二氧化碳气，将有利于环保，有利于支持能源循环利用。

3)上述的石英废粉通常作为废弃物堆存，增加企业生产成本，易造成粉尘污染。同时煤窑煅烧产生的气体未得到有效利用，造成资源的浪费。

4)目前国内外工业上沉淀法生产水合二氧化硅，技术路线为强酸法，即用强酸如硫酸或盐酸等对硅酸钠溶液进行分解生产水合二氧化硅。生产企业大多以石英为原料，利用硫酸等强酸制取水合二氧化硅，其优点是工艺成熟，工艺流程短等，缺点是环境污染较大，浪费矿产资源。碳酸法见诸资料介绍，目前尚无应用于工业生产的案例明确报道。

如专利公开号CN101993085A公开的“一种粉煤灰生产牙膏用白炭黑的方法”专利，存在着回溶流程、二次碳分流程复杂、生产过程损耗大的不足；再如CN102424392A公开的“一种综合利用微硅粉制备白炭黑联产纳米碳酸钙的方法”需在碳分反应过程中添加添加剂，产品质量稳定性不易控制。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术中存在的问题，提供工艺简单、损耗小、产品质量稳定易控制的一种用石英粉生产橡胶添加剂的方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种用石英粉生产橡胶添加剂的方法，其中：包括以下步骤：

1)将硅含量≥90％、粒度大小为0.1～50μm的石英粉与浓度为60～200g/L的苛性碱溶液按照水玻璃模数为1.5～2.5的质量比混合成浆液；

2)再用管道化溶出或者压煮器设备将步骤1)混合好的浆液在80～130℃的温度下反应30min～120min，制备出含杂质的水玻璃溶液；

3)将步骤2)制备的水玻璃溶液加清洁水稀释到金属氧化物为20～90g/L区间，制得混合液，将混合液按照常规的液固分离流程进行液固分离，滤出的液体导入水玻璃溶液储槽中；

4)在反应体积为V的碳分槽内加入V1体积的清洁水，作为底水，开启碳分槽内的搅拌装置，一边搅拌一边将步骤3)制备的水玻璃溶液先按V2的体积导入碳分槽内作为底碱，混合均匀，再开启碳分槽的加热装置，待碳分槽内混合液达到80～97℃的温度后，保持温度在80～97℃下，通入V_gQ1 m³/h的浓度为28％～40％的CO₂，当混合液pH值达到9～11后，再按照V_wQ m³/h的流量连续通入步骤3)中的水玻璃溶液，同时将CO₂通入量调整为V_gQ2 m³/h，使pH值达到9.5～10.5，且水玻璃溶液的通入时间到(V-V1-V2)/V_wQ时，停止通入CO₂；得到浆液；其中，V1与V的关系为0.3～0.75：1，V2的加入量是底水和底碱的混合溶液中金属氧化物含量在1～25g/L，V_gQ1与V的关系为5～40:1，V_gQ2与V的关系为5～40:1；

5)将步骤4)制得的浆液，按照常规的液固分离流程进行液固分离，将分离的滤饼酸洗涤、干燥，制得橡胶添加剂。

所述的步骤4)中所使用的CO₂气体为焦煤和石灰石混合、煅烧、净化后的CO₂气体或固态CO₂通过加入空气稀释后的混合气体。