一种由煤矸石提铝废渣制备白炭黑的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103420386A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103420386103420386A(43)申请公布日2013.12.04(21)申请号201310337070.1(22)申请日2013.08.05(71)申请人山西大学地址030006山西省太原市小店区坞城路92号(72)发明人程芳琴方莉陈荣明薛芳斌段晓芳孙岩(74)专利代理机构山西五维专利事务所(有限公司)14105代理人杨耀田(51)Int.Cl.C01B33/12(2006.01)B09B3/00(2006.01)权利要求书1页权利要求书1页说明书4页说明书4页(54)发明名称一种由煤矸石提铝废渣制备白炭黑的方法(57)摘要本发明涉及一种利用煤矸石提铝废渣制备白炭黑的方法。步骤包括：先将煤矸石提铝废渣通过掺石英砂的方法使SiO2含量大于等于90%，Al2O3含量小于6%，然后按照SiO2与碳酸钠的摩尔比1:0.3～1加入碳酸钠，混合研磨成50～200μm的颗粒后，置于转炉中于750～830℃下熔融反应1～5小时，得到的粗硅酸钠颗粒于高压反应釜中溶解得硅酸钠溶液；将硅酸钠溶液稀释到5～15Bé，通入过程中产生的CO2进行碳分，制得白炭黑。该法所得硅酸钠固体的溶解度高达90%，白炭黑符合国家标准，吸油值>3.1ml/g。本发明提高了煤矸石的综合利用率，消解了熔融反应过程中产生的CO2，减少了三废排放。CN103420386ACN1034286ACN103420386A权利要求书1/1页1.一种由煤矸石提铝废渣制备白炭黑的方法，其特征在于，步骤包括：1）先将煤矸石提铝后的废渣用掺石英砂的方法使二氧化硅含量不低于90%，且氧化铝含量低于6%，然后按照二氧化硅与碳酸钠的摩尔比1:0.3～1加入碳酸钠，混合后用球磨机研磨成50～200μm的颗粒，置于转炉中于750～830℃下反应1～5小时，得到粗硅酸钠固体颗粒；2）将上述粗硅酸钠颗粒置于高压反应釜中，按照固液比1:1～5加入蒸馏水，升温至150～250℃，搅拌下溶解2～5小时后，降至室温，过滤分离，得到无色透明的硅酸钠溶液和滤渣；3）将硅酸钠溶液稀释到5～15Bé后，利用熔融反应产生的CO2进行碳分反应，过滤分离后制得白炭黑产品。2.根据权利要求1所述的一种由煤矸石提铝废渣制备白炭黑的方法，其特征在于：步骤1）中所述转炉中的温度为780～820℃。3.根据权利要求1所述的一种由煤矸石提铝废渣制备白炭黑的方法，其特征在于，所述的煤矸石用粉煤灰、高岭土或铝矾土代替。2CN103420386A说明书1/4页一种由煤矸石提铝废渣制备白炭黑的方法技术领域[0001]本发明涉及白炭黑的制备，具体属于一种利用煤矸石提铝废渣制备白炭黑的方法。背景技术[0002]以煤矸石、高岭土和粉煤灰等为原料制备聚合氯化铝或结晶氯化铝等铝系产品时，会产生大量的废渣，废渣中二氧化硅含量为60～90%，如不能有效综合利用，必然导致原料的浪费和二次环境污染。到目前为止，许多煤基固废提铝技术都因为过程物耗能耗高、废液废渣排放量大、二次污染严重以及产品附加值低等原因，难以实现工业化。因此，以煤基固废提铝废渣为原料，制备硅酸钠或白炭黑等高值化产品成为降低煤基固废提铝工艺的废物排放、减少二次污染的重要研究方向之一。[0003]目前，关于煤基固废制备白炭黑的文献报道有很多。专利200610012780.7提供了一种粉煤灰中提取氧化铝同时联产白炭黑的方法，对焙烧活化粉煤灰与氯化铵反应后的水浸废渣采用氢氧化钠碱溶，在0.2-0.3MPa下反应得高模数硅酸钠液体，用硫酸酸化分离后得白炭黑；专利200510045102.6提供了一种利用硫酸铝废渣生产白炭黑的工艺，将硫酸铝废渣采用浓度为10-60%的氢氧化钠溶液80℃碱溶稀释后，用稀硫酸沉淀得到白炭黑；专利200610035724.5提供了一种利用铝铁矿制备无铁硫酸铝和超细活性白炭黑的方法，对由铝铁矿制备无铁硫酸铝的滤渣进行碱溶后，在有活性控制剂存在下沉淀得到超细活性白炭黑；专利200112070.0提供了一种利用煤矸石生产铝盐和硅酸盐工艺方法，采用碱溶-水解-碳化-苛化及相应的酸溶、碱溶工艺制得铝盐和硅酸盐；专利200910029329.x提供了一种利用煤矸石生产氢氧化铝和硅酸及纯碱工艺方法，采用烧结法工艺，通过纯碱碱溶-烧碱碱溶-碳化-水解，制得氢氧化铝和硅酸及纯碱；专利201010266645.1提供了一种煤矸石燃烧灰渣提取氧化铝、氧化硅和氧化铁的方法，对煤矸石配煤煅烧灰渣采用酸法提铝、碱法提硅；郑林义等在《煤矸石低温煅烧法制备白炭黑》中利用煤矸石和碳酸钠溶液在800℃下反应2h水淬过滤得水玻璃后，碳分制得白炭黑；王超瑞等在《煤矸石制备白炭黑的实验及