一種工業(yè)水玻璃并流碳分生產(chǎn)白炭黑的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種工業(yè)水玻璃并流碳分生產(chǎn)白炭黑的制備方法，采用并流碳分法工藝，按照碳分塔內(nèi)有效反應(yīng)體積為1m3計(jì)量和計(jì)算，其制備方法步驟如下：將工業(yè)水玻璃原液泵入碳分塔;攪拌;攪拌同時(shí)并流加入CO2和工業(yè)水玻璃原液;待工業(yè)水玻璃原液全部進(jìn)入碳化塔后，繼續(xù)通CO2，直到pH為9-10，溶液中SiO2含量為2g/L以下;沉降分離;三次水洗滌;酸洗;二次水洗;噴霧干燥得白炭黑成品;將生石灰煅燒、消化、凈化生成石灰乳，將配置好濃度的石灰乳液移入水熱反應(yīng)釜中，加入濾液苛化，然后沉降分離、過(guò)濾、洗滌，其中溢流經(jīng)過(guò)濾后蒸發(fā)得到成品堿液，底流的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)脫水、干燥、粉碎得到輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品。本發(fā)明所生產(chǎn)的白炭黑品質(zhì)較高。
【專利說(shuō)明】一種工業(yè)水玻璃并流碳分生產(chǎn)白炭黑的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，特別是涉及一種工業(yè)水玻璃并流碳分生產(chǎn)白炭黑的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]白炭黑又名水合二氧化硅，目前常規(guī)生產(chǎn)方法主要有氣相法和沉淀法，沉淀法是指以硫酸、鹽酸、⑶2與水玻璃為基本原料，生產(chǎn)二氧化硅，沉淀法生產(chǎn)工藝主要是采用的以硫酸和水玻璃為原料生產(chǎn)，反應(yīng)后得到的白炭黑合成液為二氧化硅、硫酸鈉以及水的混合體系。反應(yīng)完成后還需對(duì)合成液進(jìn)行洗滌、壓濾、打漿和噴霧干燥，才能得到合格的白炭黑產(chǎn)品。但是利用傳統(tǒng)沉淀法生產(chǎn)的白炭黑普遍品質(zhì)不高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)以上存在的現(xiàn)象，提供一種工業(yè)水玻璃并流碳分生產(chǎn)白炭黑的制備方法，以解決利用傳統(tǒng)沉淀法生產(chǎn)的白炭黑普遍品質(zhì)不高的問(wèn)題。
[0004]一種工業(yè)水玻璃并流碳分生產(chǎn)白炭黑的制備方法，采用并流碳分法工藝，按照碳分塔內(nèi)有效反應(yīng)體積為11113計(jì)量和計(jì)算，若擴(kuò)大反應(yīng)可按比例擴(kuò)大物料投加量，其制備方法步驟如下:
(1)將工業(yè)水玻璃原液進(jìn)行濃度調(diào)整后泵入碳分塔，所述工業(yè)水玻璃濃度:他20為63.8102 為 117.14 8/1；
(2)將工業(yè)水玻璃原液進(jìn)入碳分塔，攪拌均勻，所述進(jìn)入碳分塔內(nèi)的硅酸鈉量為261，溫度為常溫；
(3)保持步驟(2)中的攪拌狀態(tài)，同時(shí)并流加入(1)2和工業(yè)水玻璃原液，此步驟中加入并流液(工業(yè)水玻璃原液)總量為340匕并流時(shí)間為90111111，002濃度為40%，并流通氣時(shí)間為 90 111111；
(4)待工業(yè)水玻璃原液全部進(jìn)入碳化塔后，繼續(xù)通(:02時(shí)間為30111111，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溶液邱值，通氣直到邱為9-10，溶液中3102含量為28凡以下，此步驟中(1)2濃度為40%，碳化過(guò)程耗(1)2總體積(包括并流):11.45-151113；
(5)沉降分離:將步驟(4)中碳化后的溶液進(jìn)行沉降分離，其中溢流為堿液，使用葉濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾，底流使用的濾液為850匕所述濾液成分:版120為19.36^/1,8102為1.63 8/1；
(6)三次水洗滌:對(duì)步驟(5)的底流進(jìn)行三次水洗滌，三次洗水的水量分別為2001，總計(jì)6001，水溫為801，濾餅約200匕，含水率80%，三次洗液混合，混合后洗液成分:麗02.48^/1, 8102 約 0.64 8/1；
(7)酸洗:使用98%工業(yè)硫酸3-3.5匕純水200匕酸洗溫度801，時(shí)間為30-11,當(dāng)測(cè)定洗液邱為3-4時(shí)即為酸洗終點(diǎn)；
(8)二次水洗:水量分別為2001，總計(jì)4001，水溫為801，酸洗和兩次水洗洗液混合，測(cè)得版120濃度為0.4-1.6^/1,濾餅約200匕，含水率80%，干重35-401^，該濾餅即為粗白炭里.(9)噴霧干燥:將粗白炭黑加入一定比例水成為混合液，其中水溫為201，液固比為6:1，然后對(duì)混合液進(jìn)行打漿，時(shí)間為50-1將混合液置于閃蒸干燥器中，同時(shí)通入來(lái)自壓縮式段儲(chǔ)氣罐的窯氣(1)2進(jìn)行噴霧，其中，002的體積濃度為44%，干燥完畢后得白炭黑成品，其中，噴霧塔進(jìn)口溫度為390-4501，噴霧塔出口溫度為95-1121，霧化器頻率為300? ；
(10)將生石灰煅燒、消化、凈化生成石灰乳，將配置好濃度的石灰乳液移入水熱反應(yīng)釜中，加入濾液溶液)進(jìn)行苛化，苛化反應(yīng)在901條件下進(jìn)行，攪拌速度為400印111，攪拌時(shí)間為4501??！，然后進(jìn)行沉降分離、過(guò)濾、洗滌，其中溢流經(jīng)過(guò)濾后蒸發(fā)得到成品堿液，底流的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)脫水、干燥、粉碎得到輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品。化學(xué)反應(yīng)方程式:(^(011)2 +^2003=2^011+080030
[0005]本發(fā)明較傳統(tǒng)方法具有以下有益效果:所生產(chǎn)的白炭黑品質(zhì)較高，同時(shí)，對(duì)于石灰制造廠來(lái)說(shuō)，可利用石灰窯產(chǎn)生的窯氣，生產(chǎn)的生石灰精制成石灰乳與制造白炭黑過(guò)程中產(chǎn)生的聯(lián)產(chǎn)品進(jìn)行反應(yīng)再次生成新產(chǎn)品，提高石灰制造廠產(chǎn)品利潤(rùn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006]附圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0007]—種工業(yè)水玻璃并流碳分生產(chǎn)白炭黑的制備方法，采用并流碳分法工藝，按照碳分塔內(nèi)有效反應(yīng)體積為11113計(jì)量和計(jì)算，其制備方法步驟如下:
(1)將工業(yè)水玻璃原液進(jìn)行濃度調(diào)整后泵入碳分塔，所述工業(yè)水玻璃濃度:他20為63.8102 為 117.14 8/1；
(2)將工業(yè)水玻璃原液進(jìn)入碳分塔，攪拌均勻，所述進(jìn)入碳分塔內(nèi)的硅酸鈉量為261，溫度為常溫；
(3)保持步驟(2)中的攪拌狀態(tài)，同時(shí)并流加入(1)2和工業(yè)水玻璃原液，此步驟中加入并流液(工業(yè)水玻璃原液)總量為340匕并流時(shí)間為90111111，002濃度為40%，并流通氣時(shí)間為 90 111111；
(4)待工業(yè)水玻璃原液全部進(jìn)入碳化塔后，繼續(xù)通(:02時(shí)間為30111111，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溶液邱值，通氣直到邱為9-10，溶液中3102含量為28凡以下，此步驟中(1)2濃度為40%，碳化過(guò)程耗(1)2總體積(包括并流):1503 ；
(5)沉降分離:將步驟(4)中碳化后的溶液進(jìn)行沉降分離，其中溢流為堿液，使用葉濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾，底流使用的濾液為850匕所述濾液成分:似20為19.36^/1, 8102為1.63 8/1；
(6)三次水洗滌:對(duì)步驟(5)的底流進(jìn)行三次水洗滌，三次洗水的水量分別為2001，總計(jì)6001，水溫為801，濾餅約200匕，含水率80%，三次洗液混合，混合后洗液成分:麗02.488/1，8102 約 0.64 8/1；
(7)酸洗:使用98%工業(yè)硫酸3-3.51,純水200匕酸洗溫度801，時(shí)間為30-11,當(dāng)測(cè)定洗液邱為3-4時(shí)即為酸洗終點(diǎn)；
(8)二次水洗:水量分別為2001，總計(jì)4001，水溫為801，酸洗和兩次水洗洗液混合，測(cè)得版120濃度為1.58/1，濾餅約200匕，含水率80%，干重381?，該濾餅即為粗白炭黑； (9)噴霧干燥:將粗白炭黑加入一定比例水成為混合液，其中水溫為201，液固比為6:1，然后對(duì)混合液進(jìn)行打漿，時(shí)間為50-1將混合液置于閃蒸干燥器中，同時(shí)通入來(lái)自壓縮式段儲(chǔ)氣罐的窯氣(1)2進(jìn)行噴霧，其中，002的體積濃度為44%，干燥完畢后得白炭黑成品，其中，噴霧塔進(jìn)口溫度為4201，噴霧塔出口溫度為1101，霧化器頻率為300??；
(10)將生石灰煅燒、消化、凈化生成石灰乳，將配置好濃度的石灰乳液移入水熱反應(yīng)釜中，加入濾液溶液)進(jìn)行苛化，苛化反應(yīng)在901條件下進(jìn)行，攪拌速度為400印111，攪拌時(shí)間為4501??！，然后進(jìn)行沉降分離、過(guò)濾、洗滌，其中溢流經(jīng)過(guò)濾后蒸發(fā)得到成品堿液，底流的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)脫水、干燥、粉碎得到輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品。
【權(quán)利要求】
1.一種工業(yè)水玻璃并流碳分生產(chǎn)白炭黑的制備方法，其特征在于:其采用并流碳分法工藝，按照碳分塔內(nèi)有效反應(yīng)體積為lrn3計(jì)量和計(jì)算，其制備方法步驟如下: (1)將工業(yè)水玻璃原液進(jìn)行濃度調(diào)整； (2)將工業(yè)水玻璃原液泵入碳化塔，攪拌均勻，所述泵入碳化塔內(nèi)的硅酸鈉量為26L，溫度為常溫； (3)保持步驟(2)中的攪拌狀態(tài)，同時(shí)并流加入C02和工業(yè)水玻璃原液； (4)待工業(yè)水玻璃原液全部進(jìn)入碳化塔后，繼續(xù)通C02時(shí)間為30min，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溶液pH值，通氣直到pH為9-10，溶液中Si02含量為2g/L以下； (5)沉降分離:將步驟(4)中碳化后的溶液進(jìn)行沉降分離，其中溢流為堿液，使用葉濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾，底流使用的濾液為850L ； (6)三次水洗滌:對(duì)步驟(5)的底流進(jìn)行三次水洗滌，三次洗水的水量分別為200L，總計(jì)600L，水溫為80°C，濾餅約200kg，含水率80%，三次洗液混合，混合后洗液成分:Na202.48g/L, Si02 約 0.64 g/L ； (7)酸洗:使用98%工業(yè)硫酸3-3.5L，純水200L，酸洗溫度80°C，時(shí)間為30min，當(dāng)測(cè)定洗液pH為3-4時(shí)即為酸洗終點(diǎn)； (8)二次水洗:水量分別為200L,總計(jì)400L,水溫為80°C,酸洗和兩次水洗洗液混合，測(cè)得Na20濃度為0.4-1.6g/L，濾餅約200kg，含水率80%，干重35_40kg，該濾餅即為粗白炭里.， (9)噴霧干燥:將粗白炭黑加入水成為混合液，其中水的溫度為20°C，液固比為6:1，然后對(duì)混合液進(jìn)行打漿，時(shí)間為50min，將混合液置于閃蒸干燥器中，同時(shí)通入來(lái)自壓縮式段儲(chǔ)氣罐的窯氣C02進(jìn)行噴霧，所述C02的體積濃度為44%，干燥完畢后得白炭黑成品； (10)將生石灰煅燒、消化、凈化生成石灰乳，將配置好濃度的石灰乳液移入水熱反應(yīng)釜中，加入濾液(Na2C03溶液)進(jìn)行苛化，然后進(jìn)行沉降分離、過(guò)濾、洗滌，其中溢流經(jīng)過(guò)濾后蒸發(fā)得到成品堿液，底流的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)脫水、干燥、粉碎得到輕質(zhì)碳酸鈣產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)水玻璃并流碳分生產(chǎn)白炭黑的制備方法，其特征在于:其步驟(1)中工業(yè)水玻璃濃度:Na20為63.llg/L，Si02為117.14 g/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)水玻璃并流碳分生產(chǎn)白炭黑的制備方法，其特征在于:其步驟(3)中加入并流液(工業(yè)水玻璃原液)總量為340L，并流時(shí)間為90min，C02濃度為40%，并流通氣時(shí)間為90 min。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)水玻璃并流碳分生產(chǎn)白炭黑的制備方法，其特征在于:其步驟(4)中C02濃度為40%，碳化過(guò)程耗C02總體積(包括并流):11.45_15m3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)水玻璃并流碳分生產(chǎn)白炭黑的制備方法，其特征在于:其步驟(5)中濾液成分:Na20為19.36g/L，Si02為1.63 g/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)水玻璃并流碳分生產(chǎn)白炭黑的制備方法，其特征在于:其步驟(9)中噴霧塔進(jìn)口溫度為390-450°C，噴霧塔出口溫度為95-112°C，霧化器頻率為 300Hz。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)水玻璃并流碳分生產(chǎn)白炭黑的制備方法，其特征在于:其步驟(10)中苛化反應(yīng)在90°C條件下進(jìn)行，攪拌速度為400rpm，攪拌時(shí)間為45min。
【文檔編號(hào)】C01B33/12GK104402004SQ201410571255
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月24日
【發(fā)明者】閆祖升 申請(qǐng)人:山西玉竹活性石灰制造有限公司