一种利用铝土矿酸解废渣制备白炭黑的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用铝土矿酸解废渣制备白炭黑的方法。包括以下步骤：a、将铝土矿酸解矿渣、氟化铵和硫酸溶液放入的反应器中，并将反应器上端的气体导管与盛有碳酸氢铵溶液的气体接收器相连；b、加热反应器内物质至沸腾，将产生的气体通过气体导管导入气体接收器内的碳酸氢铵溶液中，反应50～60min；c、将步骤b中气体接收器中所得的物质过滤，将过滤所得的固体置于容器中加热，在105～110℃下，保温25～35min，获得白炭黑。本发明专利技术的有益效果是：利用铝土矿酸解废渣制备白炭黑，既可以避免环境污染，又可以使废弃物得到有效利用；氟化铵循环使用，生产成本低；在常压下进行，对设备要求低；同时制备硫酸铵。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了。包括以下步骤：a、将铝土矿酸解矿渣、氟化铵和硫酸溶液放入的反应器中，并将反应器上端的气体导管与盛有碳酸氢铵溶液的气体接收器相连；b、加热反应器内物质至沸腾，将产生的气体通过气体导管导入气体接收器内的碳酸氢铵溶液中，反应50～60min；c、将步骤b中气体接收器中所得的物质过滤，将过滤所得的固体置于容器中加热，在105～110℃下，保温25～35min，获得白炭黑。本专利技术的有益效果是：利用铝土矿酸解废渣制备白炭黑，既可以避免环境污染，又可以使废弃物得到有效利用；氟化铵循环使用，生产成本低；在常压下进行，对设备要求低；同时制备硫酸铵。【专利说明】
本专利技术涉及一种制备白炭黑的方法。特别涉及一种利用铝土矿酸解废渣制备白炭 黑的方法。
技术介绍
白炭黑即水和二氧化硅，白色粉体，分子组成SiO2 · ηΗ20，其中ηΗ20是以表面羟基 的形式存在。目前，工业上生产硫酸铝是以铝土矿和硫酸为原料，在一定温度和压力下，铝 土矿中的氧化铝与硫酸反应生成硫酸铝。反应后会产生铝土矿酸解废渣（铝土矿酸解废渣 的主要成分是二氧化硅）。铝土矿酸解废渣往往不能得到有效地利用，不仅污染环境还会造 成资源的浪费。 因此，一种既可以避免环境污染，又可以使铝土矿酸解废渣得到有效利用的方法 成为解决问题的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种既可以避免环境污染，又可以使铝土矿酸解废渣得到 有效利用的利用铝土矿酸解废渣制备白炭黑的方法。 为实现上述目的，本专利技术包括如下的技术方案：一种利用铝土矿酸解废渣制备白 炭黑的方法，包括以下步骤： a、将铝土矿酸解矿渣、氟化铵和硫酸溶液放入的反应器中，将反应器密封，并将反 应器上端的气体导管与盛有碳酸氢铵溶液的气体接收器相连； b、不断搅拌反应器内的物质，将反应器内物质加热至沸腾，将产生的气体通过气 体导管导入气体接收器内的碳酸氢铵溶液中，反应50?60min ; c、将步骤b中气体接收器中所得的物质过滤，将过滤所得的固体置于容器中加 热，在105?110°C下，保温25?35min，获得白炭黑。 作为进一步优选，所述铝土矿酸解矿渣中的主要成分为二氧化硅。 作为进一步优选，步骤a中所述铝土矿酸解矿渣、氟化铵和硫酸溶液的加入量应 满足铝土矿酸解矿渣中二氧化硅、氟化铵和硫酸的摩尔质量比为I :3. 9?4. I :1. 9?2. 1。 作为进一步优选，步骤a中所述硫酸溶液中硫酸的质量分数为52%。 作为进一步优选，步骤a中所述的碳酸氢铵溶液的质量分数为25%。 作为进一步优选，步骤a中所述碳酸氢铵溶液的加入量应满足铝土矿酸解矿渣中 二氧化硅与碳酸氢铵的摩尔质量比为1 :〇. 9?1. 1。 作为进一步优选，将步骤c中过滤所得的溶液蒸发结晶获得氟化铵晶体。 作为进一步优选，将步骤b中反应后所得的溶液蒸发结晶获得硫酸铵晶体。 作为进一步优选，步骤a中在所述反应器和气体接收器之间设有冷凝器。 本专利技术的有益效果是：1、利用铝土矿酸解废渣制备白炭黑，既可以避免环境污染， 又可以使废弃物得到有效利用；2、氟化铵循环使用，生产成本低；3、在常压下进行，对设备 要求低；4、同时制备硫酸按。 【具体实施方式】 下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说 明书文字能够据以实施。 实施例1 a、首先称取IOOg铝土矿酸解废渣（二氧化硅按95. 8 %计）、230.5g氟化铵和 580. 8g质量分数为52 %硫酸溶液于反应器中。再将1947. 5g质量分数25 %碳酸氢铵溶液 置于气体接收器中，将反应器密封，并将反应器上端的气体导管与盛有碳酸氢铵溶液的气 体接收器相连，在反应器和气体接收器之间设有冷凝器。 b、不断搅拌反应器内的物质，将反应器内物质加热至沸腾，将产生的气体通过气 体导管导入气体接收器内的碳酸氢铵溶液中，反应55min。 c、停止加热和搅拌，反应器中溶液为硫酸铵溶液。将步骤b中气体接收器中所得 的物质过滤，将过滤所得的固体置于容器中加热，在108°C下，保温30min，获得白炭黑；所 得滤液为氟化铵溶液。 化学反应方程式如下： 2NH4F+H2S04= (NH4) 2S04+2HF Si02+4HF = SiF4 ? +2Η20 SiF4+nH20+4NH4HC03= 4NH4F+Si02 · ηΗ20 I (白炭黑）+4C02 t +2Η20 d、将步骤c中所得的氟化铵溶液置于容器中，加热蒸发溶剂，当液面出现晶膜时， 停止加热。搅拌溶液，使晶膜分散到溶液中作为晶核，将溶液冷却至室温，溶液中有氟化铵 晶体析出，过滤容器内物质，所得固体为氟化铵晶体。滤液为氟化铵饱和溶液，保留与其它 同样滤液一起再蒸发结晶回收。 e、将步骤c中反应器内所得溶液置于容器中，加热蒸发溶剂，当液面出现晶膜时， 停止加热，搅拌溶液，使晶膜分散到溶液中作为晶核，停止搅拌溶液，将溶液冷却至室温，溶 液中有硫酸铵晶体析出，过滤容器内物质，所得固体为硫酸铵晶体。滤液为硫酸铵饱和溶 液，保留与其它同样滤液一起再蒸发结晶回收。 实施例2 a、首先称取IOOg铝土矿酸解废渣（二氧化硅按95. 8 %计）、224.7g氟化铵和 609. 8g质量分数为52%硫酸溶液于反应器中。再将1752. 8g质量分数25%碳酸氢铵溶液 置于气体接收器中，将反应器密封，并将反应器上端的气体导管与盛有碳酸氢铵溶液的气 体接收器相连，在反应器和气体接收器之间设有冷凝器。 b、不断搅拌反应器内的物质，将反应器内物质加热至沸腾，将产生的气体通过气 体导管导入气体接收器内的碳酸氢铵溶液中，反应50min。 c、停止加热和搅拌，反应器中溶液为硫酸铵溶液。将步骤b中气体接收器中所得 的物质过滤，将过滤所得的固体置于容器中加热，在IKTC下，保温25min，获得白炭黑，所 得滤液为氟化铵溶液。 化学反应方程式如下： 2NH4F+H2S04= (NH4) 2S04+2HF Si02+4HF = SiF4 ? +2H20 SiF4+nH20+4NH4HC03= 4NH4F+Si02 · nH20 I (白炭黑）+4C02 t +2H20 d、将步骤c中所得的氟化铵溶液置于容器中，加热蒸发溶剂，当液面出现晶膜时， 停止加热。搅拌溶液，使晶膜分散到溶液中作为晶核，将溶液冷却至室温，溶液中有氟化铵 晶体析出，过滤容器内物质，所得固体为氟化铵晶体。滤液为氟化铵饱和溶液，保留与其它 同样滤液一起再蒸发结晶回收。 e、将步骤c中反应器内所得溶液置于容器中，加热蒸发溶剂，当液面出现晶膜时， 停止加热，搅拌溶液，使晶膜分散到溶液中作为晶核，停止搅拌溶液，将溶液冷却至室温，溶 液中有硫酸铵晶体析出，过滤容器内物质，所得固体为硫酸铵晶体。滤液为硫酸铵饱和溶 液，保留与其它同样滤液一起再蒸发结晶回收。 实施例3 a、首先称取IOOg铝土矿酸解废渣（二氧化硅按95. 8 %计）、236.3g氟化铵和 551. 5g质量分数为52%硫酸溶液于反应器中。再将2142本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用铝土矿酸解废渣制备白炭黑的方法，其特征在于，包括以下步骤：a、将铝土矿酸解矿渣、氟化铵和硫酸溶液放入的反应器中，将反应器密封，并将反应器上端的气体导管与盛有碳酸氢铵溶液的气体接收器相连；b、不断搅拌反应器内的物质，将反应器内物质加热至沸腾，将产生的气体通过气体导管导入气体接收器内的碳酸氢铵溶液中，反应50～60min；c、将步骤b中气体接收器中所得的物质过滤，将过滤所得的固体置于容器中加热，在105～110℃下，保温25～35min，获得白炭黑。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邸万山，
申请(专利权)人：辽宁石化职业技术学院，
类型：发明
国别省市：辽宁;21