[發明專利]一種利用石墨尾礦制備白炭黑的方法

在審

• 申請號: 201610280153.5
• 申請日: 2016-04-29
• 公開（公告）號: CN105752994A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 舒明勇;尹海英;蔣晴;侯麗
• 申請（專利權）人: 攀枝花學院
• 主分類號: C01B33/12
• 分類號: C01B33/12
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 梁鑫;高蕓

技術領域

本發明涉及利用石墨尾礦制備白炭黑的方法，屬于廢棄資源綜合利用領域。

背景技術

白炭黑，多孔和高分散性的微細白色粉末，又稱水合二氧化硅或沉淀二氧化硅，是無定形硅酸和硅酸鹽的總稱，不溶于水及絕大多數酸，能溶于氫氧化鈉和氫氟酸。白炭黑具有多孔性、高分散性、質輕、化學穩定性好、耐高溫、不燃燒、電絕緣性好等優異性能，廣泛應用于橡膠、塑料、涂料、造紙、食品和化妝品等行業。

白炭黑的生產方法，根據國內外的資料表明，主要是沉淀法和氣相法兩大類。傳統沉淀法制備白炭黑的方法是硅酸鈉酸化法，是以水玻璃為原料，通過與酸反應沉淀、過濾、洗滌、干燥得到沉淀白炭黑。或以SiO₂含量較高礦物巖土為原料，通過濕法直接中和、沉淀工藝生產制備白炭黑。此兩種方法工藝簡單，生產條件穩定，成本較低，產量大，是目前工業生產中普遍采用的方法；但直接中和法、沉淀法不能有效去除雜質離子，生產中產生大量的廢酸、廢水，燒堿使用量，因此影響制備的白炭黑的質量和利用。

專利CN201410700622.5，該方法將鈉長石、螢石、98％的硫酸在100℃～200℃和自生壓力下反應得到含有氟化硅的氣體生成物；將所述氣體生成物通到吸收塔中水解生成水解液；將所述水解液通入氨解釜，通過加入氨水的方法調節pH值，中和后陳化處理，得到混濁液；粗制成白炭黑。該方法生產工藝程序復雜，使用鈉長石、螢石、98％的濃硫酸、氨水等化工原料，價格較高，導致生產成本較高，生成的氟化硅氣體，收集難度大，并具有較強的毒性，不利于綠色環保生產。

專利CN201010245769.1，該方法將硅藻土粉末加入到液態碳源中，以硅藻土質量/碳源液懸濁液充分攪拌后干燥在惰性氣體氣氛下，升溫至600～1000℃，煅燒3小時，加強堿溶液，加熱至沸騰，保持24小時；冷卻后靜置，對懸濁液進行固液分離，用水分離固體，重復洗滌分離多次，并對所得廢液進行處理，使之生成白炭黑。該發明方法生產工藝復雜，需要在1000℃惰性氣體氣氛下高溫煅燒3小時，在強堿溶液中淬化，加熱至沸騰，保持24小時，生產能耗較大，生產的白炭黑比表面積較低250～400m²/g。

石墨尾礦作為開采石墨過程中的廢渣，主要由石英、微斜長石、斜長石和絹云母組成，另外含少量的石墨、方解石、赤鐵礦、閃石和綠泥石等，其中石英和長石含量較多。長期以來未加以利用，大量石墨尾礦造成了污染環境、土地占用和安全問題，成為制約石墨企業可持續發展的主要因素。目前，國內外利用石墨尾礦的主要途徑是制備燒結磚、免燒磚等建筑材料使用。但是由于磚體強度低，透水率大，沒有得到大面積推廣使用。

表1石墨尾礦的主要成分