[发明专利]一种利用白炭黑废水生产水溶性酚醛树脂联产水性碳酸钙悬浮液的方法

说明书

本发明提供了一种利用白炭黑废水生产水溶性酚醛树脂联产水性碳酸钙悬浮液的方法，具体生产工艺步骤：白炭黑废水经过浓缩系统处理，并回收系统中产生的蒸汽冷凝水。将预先制备的氢氧化钙悬浮液通过输送系统缓慢加到白炭黑废水浓缩液中进行苛化反应。反应结束后将物料经过脱水设备可得到氢氧化钠溶液，所得滤饼经过清水洗涤。所得氢氧化钠溶液先后与苯酚和甲醛反应得到水溶性酚醛树脂。本发明一方面解决了白炭黑废水排放污染环境的问题，另一方面制备了工业常用及附加值较高的水溶性酚醛树脂和纳米碳酸钙悬浮液，提高了整个生产工艺的附加值。而且生产设备成熟，设备操作简单，易于实现工业化生产。

技术领域

本发明属于废水资源化技术领域，具体涉及一种利用白炭黑废水生产水溶性酚醛树脂联产水性碳酸钙悬浮液的方法。

背景技术

白炭黑是白色粉末状X-射线无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，主要是指二氧化硅、气相二氧化硅和超细二氧化硅凝胶，也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等，其制造方法分三类:气相法、沉淀法和非金属矿离解法。“沉淀法白炭黑”是将水玻璃与酸作用，先生成硅酸，然后经过过滤、洗涤、干燥制得。白炭黑是多孔性物质，其组成可用SiO₂·nH₂O表示，其中nH₂O是以表面羟基的形式存在，能溶于苛性碱和氢氟酸，不溶于水、溶剂和酸(氢氟酸除外)，耐高温、不燃、无味、具有很好的电绝缘性，主要用作天然橡胶和合成橡胶的补强剂、牙膏摩擦剂等。

沉淀法生产白炭黑的主要原材料为石英砂、纯碱、工业盐酸或硫酸或硝酸或二氧化碳。其工艺路线大体上是：先采用燃油或优质煤在高温下将石英砂与纯碱反应制得工业水玻璃，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，再经清洗、过滤、干燥、粉碎、制得产品白炭黑。由此工艺可知：沉淀法生产白炭黑基本上都是无机反应过程，由于在生产过程中用到碱及酸，废水的主要成分也是因为中和而附的盐类，最主要盐类是Na₂SO₄、NaNO₃或Na₂CO₃和NaHCO₃，其它主要含K⁺、Na⁺、Mg²⁺、Na₂S等离子的无机盐和固体不溶物、悬浮物。本项目主要是通过水玻璃与二氧化碳反应制备白炭黑的生产工艺，所以生产废水中主要以Na₂CO₃和NaHCO₃无机盐为主。对于这些沉淀法废水，目前处理方法主要有直接蒸发和膜分离浓缩+蒸发。但是直接蒸发法的缺点是投资大，运行成本高。对于膜分离浓缩+蒸发法，由于沉淀白炭黑废水中含有一定量的二氧化硅，主要是胶体硅和可溶性硅，特别是由于可溶性硅的存在，膜分离设备运行数小时后就会在膜上形成硅垢，造成硅堵。无论是超滤膜还是反渗透膜，一旦形成硅堵，就现有技术手段是无法清洗的，只能报废换新膜，因此单纯的膜分离浓缩方式从根本上讲是不可行的。即使在膜分离前通过添加化学除硅药剂进行絮凝沉淀，也无法充分去除废水中的可溶性硅，再加上化学除硅药剂成本高，企业无法承担高昂的运行费用，至今，国内外没有一家生产企业真正实现白炭黑废水处理“零”排放。

由上可知，如何给本项目提供一种低成本的废水的处理方法，实现废水处理“零”排放，是目前本项目亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用白炭黑废水生产水溶性酚醛树脂联产水性碳酸钙悬浮液的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种利用白炭黑废水生产水溶性酚醛树脂联产水性碳酸钙悬浮液的方法，包括以下具体步骤：

步骤1：首先对白炭黑原废水经过浓缩处理，然后将其转移至苛化反应罐内，搅拌并加热，并逐渐加入氢氧化钙悬浮液，直至没有物质沉淀，即反应结束后，通过板框式压滤机进行脱水得到滤液和洗涤后的滤饼；