[发明专利]一种以微硅粉为原料碳化制备沉淀白炭黑的方法

摘要

一种以微硅粉为原料碳化制备沉淀白炭黑的方法，属于硅铁合金工业废弃物高值化利用技术领域。步骤包括：以微硅粉作为原料，加入氢氧化钠配制成预混料，预热至40～95℃，在热碱溶煮釜内调节固含量为15～45wt％；通入水蒸汽加热至120～220℃，保压保温1～6小时，过滤分离得水玻璃溶液；加热水调SiO₂至2.5～12.0wt％、温度40～95℃，加表面活性剂，通入CO₂，pH值降至8.5～10.0停止反应，过滤分离得到固体滤渣；滤渣配制成15～40wt％悬浮液，加入无机酸、有机酸或其混合液，陈化0.5～2.0小时，制得白炭黑。优点在于，以微硅粉为原料，通过碳化法合成白炭黑，实现二氧化碳捕集与工业废弃物资源化利用过程的一体化，减少温室气体排放，为白炭黑的低成本生产提供新的方法。

主权项

一种以微硅粉为原料碳化制备沉淀白炭黑的方法，其特征在于，工艺步骤为：(1)热碱溶解制水玻璃：微硅粉为硅系铁合金工业电炉产生的烟尘，微硅粉中SiO₂含量为70～95wt％的作为原料，按SiO₂:NaOH摩尔比0.85～1.80：1配制预混料；通入水蒸汽或热水，将预混料预热至40～95℃，用泵送至热碱溶煮釜，在热碱溶煮釜内调节混合料液中固含量为15～45wt％，通入水蒸汽加热，压力0.240～2.36MPa、温度120～220℃，保压保温0.5～6小时，制得水玻璃混合液；水玻璃混合液通过余压排出热碱溶煮釜，在50～90℃温度下加压过滤，制得模数为1.70～3.5的水玻璃；(2)碳化制备白炭黑：将步骤(1)制得的水玻璃放入碳化反应器，将SiO₂含量调至2.5～12.0wt％、温度调至40～95℃，加入表面活性剂；通入CO₂含量为15～100％的气体进行碳化反应，溶液pH值降至8.5～10停止反应；经过滤得到固体滤渣；(3)白炭黑酸化处理：将步骤(2)中的固体滤渣放入酸化槽中，加入50～90℃热水配制成固体含量15～40wt％的悬浮液；加入无机酸、有机酸或其混合物将悬浮液的pH值降低至4.5～8.0，陈化0.5～2.0小时；经过滤、洗涤、干燥制得白炭黑；在步骤(3)中所述的无机酸、有机酸及其混合物为盐酸、硫酸、磷酸、硝酸、氯酸和甲酸、乙酸、草酸、苯甲酸、丁二酸、苹果酸、柠檬酸、酒石酸、水杨酸其中的一种或多种酸的混合物。