[發明專利]用硅藻質粘土原位制備白炭黑的方法

有效

• 申請號: 201210092758.3
• 申請日: 2012-03-31
• 公開（公告）號: CN102616791A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 陳南春;王文輝;王榮貴
• 申請（專利權）人: 四川宏輝科技有限公司
• 主分類號: C01B33/12
• 分類號: C01B33/12
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所 51124
• 代理人: 梁鑫

技術領域

本發明屬于化工技術領域，具體涉及一種用硅藻質粘土原位制備白炭黑的方法。

背景技術

硅藻土是一種生物成因的硅質沉積巖，主要由古代硅藻遺體組成，其化學成份主要是SiO₂，含有少量Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、MgO、K₂O、Na₂O、P₂O₅和有機質。SiO₂通常占80％以上，最高可達94％。優質硅藻土的氧化鐵含量一般為1～1.5％，氧化鋁含量為3～6％。硅藻土的礦物成份主要是蛋白石及其變種，其次是粘土礦物-水云母、高嶺石和礦物碎屑。礦物碎屑有石英、長石、黑云母及有機質等。有機物含量從微量到30％以上。

硅藻土主要分布在中國、美國、丹麥、法國、蘇聯、羅馬尼亞等國。我國硅藻土儲量3.2億噸，遠景儲量達20多億噸，主要集中在華東及東北地區，其中規模較大，工作做得較多的有吉林、浙江、云南、山東、四川等省，分布雖廣，但優質土僅集中于吉林長白地區，其他地區大多礦床由于雜質含量高，不能直接深加工利用。

硅藻質粘土是硅藻土中的一種，四川硅藻質粘土資源主要集中在米易縣境內，包括回漢溝、新民村和沙壩等礦床。均為陸相湖泊沉積礦床，形成于新第三紀。含礦地層為昔格達組，主要礦石有硅藻土巖和含硅藻粘土巖兩種。米易硅藻質粘土具有以下特點：(1)硅藻種屬好，以園篩藻、小園藻為主，其次為直鏈藻，硅藻體在3～40μm，硅藻孔均勻；(2)礦石SiO₂含量低，是國內已發現硅藻土中SiO₂含量最低礦石之一，介于55％～60％；(3)Fe₂O₃和Al₂O₃等有害雜質含量高，其中Fe₂O₃含量為6％～10％；Al₂O₃含量達14％～17％；(4)礦石礦物組成復雜，粘土類及碎屑礦物含量高，局部礦產綜合利用研究詳細測定，硅藻(42％)、石英、玉髓(20％)、伊利石(18％)、綠泥石(7％)、多水高嶺石、角閃石類、針鐵礦、磷灰石、有機物等；(5)礦石結構不均勻，硅藻粒度大多為3～45μm之間，伊利石、綠泥石、隱晶質玉髓等粘土礦物呈磷片狀，微粒狀集合體組成礦石基底，以石英、云母、長石、角閃石等粉砂質礦物分散于硅藻和基底礦物之間。分選異常困難；硅藻質粘土中鐵多以二價鐵形式賦存于礦物晶格之中，除鐵提純難度很大；(6)硅藻孔結構特征不好，堆密度大，孔體積小。米易硅藻質粘土質量較差，原礦分散粒度60～70目是比較合適選擇。

硅藻土可以用于生產白炭黑，但是需要經過復雜的提純工序。白炭黑是一種超細微具有活性的二氧化硅粒子，為膠體二氧化硅或水合二氧化硅，是一種重要的硅系無機精細化工原料。白炭黑具有與炭黑相似的補強性能，可用于透明和彩色橡膠制品，還可用作塑料制品、高檔油漆、合成革、涂料、粘合劑、人造分子篩、合成樹脂、白色珠光水泥及農藥的摻和料，也是造紙顏料和化妝品、制藥、制糖、電子等產品的填充料以及生產印刷油墨的消光劑、塑料薄膜的開口劑，是一種很有前途的精細化工產品。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種用硅藻質粘土原位制備白炭黑的方法，該方法無需針對礦石進行提純。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：用硅藻質粘土原位制備白炭黑的方法，包括如下步驟：

a、硅酸鈉玻璃液的制備：將硅藻質粘土粉碎，加入氫氧化鈉和水攪拌并煮沸反應，之后冷卻陳化、過濾，制得硅酸鈉玻璃液；

b、白炭黑混合液的制備：向硅酸鈉玻璃液中加入少量硫酸鈉混合攪拌，再用硫酸溶液對硅酸鈉玻璃液進行沉析制得白炭黑混合液；

c、白炭黑的制備：將白炭黑混合液加熱進行老化處理，然后洗滌、過濾、烘干制得產品白炭黑。

所述冷卻陳化是指通過自然冷卻、靜止使雜質沉淀的過程；冷卻陳化能使反應程度增加，便于抽濾。所述老化是指達到反應終點以后，將白炭黑混合液通過恒溫加熱使體系中的白炭黑粒子均勻化，且能使白炭黑粒子聚集包裹的雜質慢慢浸出，提高白炭黑性能的過程。

其中，上述方法中所述硅藻質粘土按重量計，含SiO₂55～60％，Fe₂O₃6～10％，Ai₂O₃14～17％。