一种利用切割锆硅渣制备白炭黑的方法技术

本发明专利技术公开一种利用切割锆硅渣制备白炭黑的方法，包括以下操作步骤，1)将锆硅渣活化，将锆硅渣置于回转式烘干机，烘干1—2h，烘干温度为130—150℃，降温冷却至20—30℃；2)将锆硅渣进行超声破碎，活化锆硅渣；3)将锆硅渣进行活化处理后，加入3—4倍固体体积的水，固体质量分数1％的分散剂NH4CL，反复擦洗3—4次，使锆硅渣充分胶熔；4)在硅溶胶中加入NaOH，搅动，离心分离3次，直至溶液呈中性，得水合二氧化硅；5)将步骤4)制备获得的水合二氧化硅，在630—660℃下煅烧，粉碎，即得白炭黑。本技术方案中采用加入NaOH，调节PH到9，对锆硅渣进行除杂，则可有效降低SIO2胶体的稳定性，减少杂质进入最终产品白炭黑中。

【技术实现步骤摘要】
一种利用切割锆硅渣制备白炭黑的方法
本专利技术涉及白炭黑制备
，具体涉及一种利用切割锆硅渣制备白炭黑的方法。
技术介绍
白炭黑是微细粉末状或超细粒子状无水及含水二氧化硅或硅酸盐类的统称，是一种白色、无毒、无定形微细粉状物。其SiO2含量较大，原始粒径一般为10-40nm,因表面含有较多轻基，易吸水而成为聚集的细粒。白炭黑的相对密度2.319-2.653g/cm3，熔点为1750℃。不溶与水和酸，溶于强碱和氢氟酸。具有多孔性，内表面积大，高分散性，质轻，化学稳定性好，耐高温、不燃烧、无毒无味以及电绝缘性好等优异特性。在工业领域，白炭黑是橡胶制品的重要补强填充剂，它能大幅提高胶料的物理性能，减少胶料滞后，降低轮胎的滚动阻力，同时不损失其抗湿滑性。此外，白炭黑在塑料、造纸、涂料、化妆品以及油墨等方面具有广泛的应用，开发利用前景十分广阔。锆硅渣是以锆英石为原料湿法工艺生产氧化锆的工业废渣，随生产规模的扩大，其处理问题也日益突出。锆硅渣为松软团聚状的凝胶体，其主要成分为SiO2，由于锆硅渣活性低，且采用的方法不能有效去除杂质离子，直接影响锆硅渣的质量和利用。新生态的锆硅渣表面积很大，久置室外，必然吸附杂质和发生团聚，致使其活性不高，胶溶时分散性小，稳定性差，制备白炭黑时转化率低。基于此，研究并开发设计一种利用切割锆硅渣制备白炭黑的方法。
技术实现思路
本专利技术提供一种利用切割锆硅渣制备白炭黑的方法，针对现有的制备白炭黑的方法，由于锆硅渣活性低，在制备白炭黑的过程中，不能有效去除杂质离子，影响白炭黑的质量，本技术方案采用锆硅渣—回转式烘干—超声破碎—活化锆硅渣—搅拌—硅溶胶—阳离子交换—阴离子交换—洗涤、离心分离—水合二氧化硅—煅烧—齿式粉碎—白炭黑，可有效提高白炭黑的质量。本专利技术通过下述技术方案实现：一种利用切割锆硅渣制备白炭黑的方法，包括以下操作步骤：1)将锆硅渣活化，将锆硅渣置于回转式烘干机，烘干1—2h，烘干温度为130—150℃，降温冷却至20—30℃；2)将锆硅渣进行超声破碎，活化锆硅渣；3)将锆硅渣进行活化处理后，加入3—4倍固体体积的水，固体质量分数1％的分散剂NH4CL，反复擦洗3—4次，使锆硅渣充分胶熔；4)在硅溶胶中加入NaOH，搅动，离心分离3次，直至溶液呈中性，得水合二氧化硅；5)将步骤4)制备获得的水合二氧化硅，在630—660℃下煅烧，粉碎，即得白炭黑。由于现有技术中新生态锆硅渣表面积很大，活性高，但是一方面表面具有强烈的吸水性形成硅醇基团，同时另一方面，颗粒发生团聚，使锆硅渣的活性降低，因此本制备工艺中首先对锆硅渣进行活化。活化的具体处理方法为，在150℃下加热，使表面吸附的烃基离解，凝胶水释放，结构松弛。且在进行活化锆硅渣操作前，对锆硅渣进行超声破碎处理，其中，采用超声破碎，可破坏硬团聚，提高比表面积，达到锆硅渣活化，提高其利用率的目的。且本技术方案中在对锆硅渣进行超声破碎后，然后进行胶溶操作，即在经活化处理的锆硅渣中加入3—4倍的锆硅渣体积的水，固体质量分数1％的分散剂NH4CL，反复擦洗3—4次，使锆硅渣充分胶溶。在胶溶后的锆硅渣中加入NaOH，其作用是对锆硅渣中的残留酸进行中和处理，然后进行搅拌，并且调整PH值，离心分离三次，使溶液PH呈中性。本技术方案中在低温下煅烧水合二氧化硅，可降低锆硅渣活性和利用率，其中锆硅渣中的杂质离子，在胶溶过程中，进入了硅溶胶的吸附层与扩散层，采用离子交换的方法进行处理，可降低杂质的含量，从而提高制备的成品中白炭黑的质量。进一步地，为了更好的实现本专利技术，所述步骤3)中将锆硅渣进行活化处理的方法为将锆硅渣在150℃下加热，即得活化锆硅渣。基于现有锆硅渣表面积很大，不仅具有强烈的吸水性，容易形成硅醇基团，另一方面颗粒发生团聚，使硅渣的活性降低。为了提高锆硅渣的活性，因此，对锆硅渣进行活化，提高其利用率的目的。进一步地，为了更好的实现本专利技术，所述步骤4)中加入NaOH，调节PH到9，加入AI2(SO4)3升温到80℃，然后加入聚乙二醇搅拌40min，再静置30min。在硅溶胶呈中性时，胶粒间静电斥力降低，胶体稳定性增强，此时加入絮凝剂AI2(SO4)3，利于硅溶胶形成均匀小颗粒的水合二氧化硅，且在加入絮凝剂AI2(SO4)3后，然后加入聚乙二醇，聚乙二醇有促进硅溶胶凝聚和提高比表面积的作用。试验表明，在硅溶胶中加入NaOH后，硅溶胶的PH达到9时，加入絮凝剂AI2(SO4)3，然后再加入聚乙二醇搅拌，可使白炭黑的品质提高。进一步地，为了更好的实现本专利技术，所述步骤5)中水合二氧化硅在650℃下煅烧20min，即得白炭黑。在650℃煅烧，可进一步有锆硅渣的活性和利用率。进一步地，为了更好的实现本专利技术，所述步骤1)中烘干温度为130℃。进一步地，为了更好的实现本专利技术，所述步骤5)中，将水合二氧化硅煅烧后，进行粉碎，粉碎的方法为采用齿式粉碎机进行粉碎。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：(1)方案中采用锆硅渣—回转式烘干—超声破碎—活化锆硅渣—搅拌—硅溶胶—阳离子交换—阴离子交换—洗涤、离心分离—水合二氧化硅—煅烧—齿式粉碎—白炭黑的处理流程，首先对锆硅渣进行活化，使表面吸附的烃基离解，凝胶水释放，结构松弛；再施以超声破碎，破坏硬团聚，提高比表面积，达到锆硅渣活化，从而提高利用率。(2)本技术方案中采用加入NaOH，调节PH到9，对锆硅渣进行除杂，则可有效降低SIO2胶体的稳定性，减少杂质进入最终产品白炭黑中。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例1：一种利用切割锆硅渣制备白炭黑的方法，包括以下操作步骤：1)将锆硅渣活化，将锆硅渣置于回转式烘干机，烘干1h，烘干温度为130℃，降温冷却至20℃；2)将锆硅渣进行超声破碎，将锆硅渣在150℃下加热，即得活化锆硅渣；3)将锆硅渣进行活化处理后，加入3倍固体体积的水，固体质量分数1％的分散剂NH4CL，反复擦洗3次，使锆硅渣充分胶熔；4)在硅溶胶中加入NaOH，调节PH到9，加入AI2(SO4)3升温到80℃，然后加入聚乙二醇搅拌40min，再静置30min，得水合二氧化硅；5)将步骤4)制备获得的水合二氧化硅，在630℃下，煅烧20min，采用齿式粉碎机进行粉碎，即得白炭黑。实施例2：一种利用切割锆硅渣制备白炭黑的方法，包括以下操作步骤：1)将锆硅渣活化，将锆硅渣置于回转式烘干机，烘干2h，烘干温度为150℃，降温冷却至30℃；2)将锆硅渣进行超声破碎，将锆硅渣在150℃下加热，即得活化锆硅渣；3)将锆硅渣进行活化处理后，加入4倍固体体积的水，固体质量分数1％的分散剂NH4CL，反复擦洗4次，使锆硅渣充分胶熔；4)在硅溶胶中加入NaOH，调节PH到9，加入AI2(SO4)3升温到80℃，然后加入聚乙二醇搅拌40min，再静置30min，得水合二氧化硅；5)将步骤4)制备获得的水合二氧化硅，在660℃下，煅烧20min，采用齿式粉碎机进行粉碎，即得白炭黑。实施例3：一种利用切割锆硅渣制备白炭黑的方法，包括以下操作步骤：1)将锆硅渣活化，将锆硅渣置于回转式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用切割锆硅渣制备白炭黑的方法，其特征在于：包括以下操作步骤，1)将锆硅渣活化，将锆硅渣置于回转式烘干机，烘干1—2h，烘干温度为130—150℃，降温冷却至20—30℃；2)将锆硅渣进行超声破碎，活化锆硅渣；3)将锆硅渣进行活化处理后，加入3—4倍固体体积的水，固体质量分数1％的分散剂NH4CL，反复擦洗3—4次，使锆硅渣充分胶熔；4)在硅溶胶中加入NaOH，搅动，离心分离3次，直至溶液呈中性，得水合二氧化硅；5)将步骤4)制备获得的水合二氧化硅，在630—660℃下煅烧，粉碎，即得白炭黑。

【技术特征摘要】
1.一种利用切割锆硅渣制备白炭黑的方法，其特征在于：包括以下操作步骤，1)将锆硅渣活化，将锆硅渣置于回转式烘干机，烘干1—2h，烘干温度为130—150℃，降温冷却至20—30℃；2)将锆硅渣进行超声破碎，活化锆硅渣；3)将锆硅渣进行活化处理后，加入3—4倍固体体积的水，固体质量分数1％的分散剂NH4CL，反复擦洗3—4次，使锆硅渣充分胶熔；4)在硅溶胶中加入NaOH，搅动，离心分离3次，直至溶液呈中性，得水合二氧化硅；5)将步骤4)制备获得的水合二氧化硅，在630—660℃下煅烧，粉碎，即得白炭黑。2.根据权利要求1所述的一种利用切割锆硅渣制备白炭黑的方法，其特征在于：所述步骤3)中将锆硅渣进行活化处理的方法为将锆硅渣在1...

【专利技术属性】
技术研发人员：羊实，庹开正，
申请(专利权)人：成都斯力康科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51