[實用新型]一種利用高鋁粉煤灰生產白炭黑的裝置

有效

• 申請號: 200820108026.8
• 申請日: 2008-05-26
• 公開（公告）號: CN201284237Y
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發明（設計）人: 孫俊民;張戰軍;曹慧芳;張曉云;王彥武
• 申請（專利權）人: 同方環境股份有限公司
• 主分類號: C01B33/12
• 分類號: C01B33/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及材料、化工技術領域，特別是利用高鋁粉煤灰生產白炭黑的裝置。

背景技術

白炭黑，即水合二氧化硅，一種白色粉末狀無定形水合二氧化硅，其化學式為mSiO₂·nH₂O，是目前最好的具有優異補強性能的白色、透明補強填充劑。作為一種重要的精細無機化工產品，在橡膠、塑料、農藥、油漆、制藥、造紙、日用化學品等各個領域有著廣泛用途。

現有技術文獻中關于粉煤灰制備白炭黑的工藝方法有酸法和堿法，酸法是先用鹽酸溶粉煤灰除鋁，然后殘渣用堿熱解制備水玻璃，再加鹽酸制取白炭黑。其缺點是：工藝步驟多，反應過程條件難控制，而且鹽酸易對環境造成污染。堿法是先將粉煤灰加堿高溫焙燒、酸浸過濾，得到含H₂SiO₃的濾液、再加NaCl沉析制取白炭黑。其缺點是：過程復雜、條件控制要求高，能耗大。現有技術中的中國專利，申請號為93111642.2的發明專利“利用煤灰制取炭黑和白炭黑的方法”，公開的技術方案是，先對粉煤灰進行多次浮選，得到的硅灰再經脫水、干燥、分級、磨細、均化處理得到白炭黑。該方法生產步驟多，較繁瑣，而且獲得的白炭黑性能無法保證。另外，申請號為200610012780.7的實用新型專利“粉煤灰中提取氧化鋁同時聯產白炭黑的方法”，公開的技術方案是利用活化后粉煤灰和硫酸氨反應過濾后的殘渣，再加氫氧化鈉溶液反應制取水玻璃，然后加硫酸來制備白炭黑，該方法工藝復雜，采用酸法制備白炭黑，反應過程的條件必須嚴格控制，否則會導致產品的性能差異較大。

發明內容

針對上述現有技術中存在的缺點，本實用新型的目的是提供一種利用高鋁粉煤灰生產白炭黑的裝置。它不僅工藝簡單、生產成本低、能耗低，而且產品質量性能穩定，同時提取白炭黑后的粉煤灰還可以作為一種重要的鋁資源用于制備氧化鋁。

為了實現上述發明目的，本實用新型的技術方案以如下方式實現：

一種利用高鋁粉煤灰生產白炭黑方法的裝置，它包括由粉煤灰倉、定量給料機、粉煤灰漿液制備槽、脫硅喂液泵、循環母液制備槽和循環母液泵組成的粉煤灰漿液調配系統；由套管加熱器、保溫停留罐、脫硅循環泵、脫硅漿液儲槽、過濾機喂料泵、平盤式過濾機、脫硅灰濾餅槽和脫硅灰濾餅泵組成的粉煤灰預脫硅系統；由碳化槽、壓濾機喂料泵、板框式壓濾機、白炭黑濾餅槽、白炭黑濾餅泵和干燥機組成的白炭黑制備系統；以及由石灰乳槽、石灰乳泵、苛化槽、苛化液泵、管式降膜蒸發器和蒸發溶液泵組成的苛化系統。其結構特點是，所述套管加熱器分為兩段，為套管加熱器一和套管加熱器二。粉煤灰漿液制備槽底部管道通過脫硅喂液泵出口分別與套管加熱器一和套管加熱器二的內管入口連接，套管加熱器一的內管出口與套管加熱器二的內管入口相連，套管加熱器二的內管出口與保溫停留罐頂部的進口連接。保溫停留罐下部的出口管道分兩路，一路連接至脫硅漿液儲槽的入口，另一路通過脫硅循環泵連接至套管加熱器一的外管入口，套管加熱器一的外管出口連接至脫硅漿液儲槽的入口，套管加熱器二的外管與蒸汽管道連接。管式降膜蒸發器的溶液出口通過蒸發溶液泵連接至循環母液制備槽的一路入口，循環母液制備槽的另兩路入口一路為堿補充管道，另一路經苛化液泵與苛化槽的出口相連，循環母液制備槽的出口管道經循環母液泵連接至粉煤灰漿液制備槽的入口，使整個系統形成閉式循環。

在上述裝置中，所述保溫停留罐內設電加熱管束，保持罐內溫度不變。

在上述裝置中，所述管式降膜蒸發器產生的蒸發冷凝熱水分別連接到脫硅灰濾餅槽、白炭黑濾餅槽和石灰乳槽的入口。

本實用新型與現有技術比較，優點在于：

(1)原料高鋁粉煤灰是在煤粉爐中高溫熔融后的產物，煤中粘土礦物高溫熔融急速冷卻產生大量的玻璃體即非晶態的二氧化硅，反應活性強于經過天然硅石粉碎后的粉末狀微粒；

(2)采用高鋁粉煤灰作原料，為細粉狀，無需破碎，減少破碎工序；

(3)采用CO₂氣體碳化硅酸鈉溶液，工藝簡單，易操作，而且可利用其它工藝段的窯氣，生產成本低；

(4)碳化制備的白炭黑產品性能穩定，比表面積大，DBP值高；

(5)所用原料氫氧化鈉可循環使用，大大降低白炭黑的生產成本；

(6)液固分離洗水采用蒸發器冷凝水，實現了水的循環使用，節約生產成本；