一种利用煤矸石灰渣低温焙烧水热联合活化法制备白炭黑的方法技术

一种利用煤矸石灰渣低温焙烧水热联合活化法制备白炭黑的方法，它属于煤矸石灰渣加工技术领域。本发明专利技术要解决的技术问题为煤矸石灰渣资源的回收利用。本发明专利技术将煤矸石灰渣加入盐酸酸浸，减压过滤后，得到第一酸浸液、第一滤渣，第一酸浸液经过碱液调节PH值减压过滤得到第一滤液、第二滤渣，第一滤渣加入碱液搅拌、低温焙烧得到焙烧后的滤渣加入碱液搅拌均匀后，置于反应釜中进行反应，反应后得到活化产物酸浸，减压过滤后，得到第二酸浸液、第三滤渣，第二酸浸液经过碱液调节PH值，再经过减压过滤得到第二滤液、第四滤渣；第一滤液和第二滤液混合后，得到的混合滤液酸浸、水洗、烘干后，得到白炭黑。本发明专利技术白炭黑收率可达到45％～50％。本发明专利技术白炭黑收率可达到45％～50％。

【技术实现步骤摘要】
一种利用煤矸石灰渣低温焙烧水热联合活化法制备白炭黑的方法


[0001]本专利技术属于煤矸石灰渣加工
；具体涉及一种利用煤矸石灰渣低温焙烧水热联合活化法制备白炭黑的方法。

技术介绍

[0002]煤矸石是指在煤矿建设、煤炭开采及加工过程中排放出的废弃岩石，是无机质和少量有机质构成的混合物，其产量约为原煤总产量的15％～20％，年排放量近1亿吨，而且堆积量每年还以1.5～2.0亿吨的速度增加，积存量已达70亿吨，占地70km2。
[0003]长期大量堆积的煤矸石侵占了大量的生活建筑用地和生态用地，长期大量堆积的煤矸石经日晒雨淋易析出有毒重金属引起水体的污染；长期大量堆积的煤矸石因自然堆积，导致其结构疏松稳定性差，容易形成地质灾害，严重影响了矿区居民的生命财产安全和生态环境。
[0004]一般情况下，煤矸石灰渣加工
中采用在700℃～800℃高温焙烧或在高浓度的强碱条件下活化煤矸石的方法制备白炭黑，但消耗能源。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的是提供了一种利用煤矸石灰渣低温焙烧水热联合活化法制备白炭黑的方法。
[0006]本专利技术通过以下技术方案实现：
[0007]一种利用煤矸石灰渣低温焙烧水热联合活化法制备白炭黑的方法，包括如下步骤：
[0008]步骤1、将煤矸石灰渣按照一定的质量比加入1.00～4.00mol/L的盐酸中，在20～50℃温度下酸浸0.5～2h，减压过滤后，得到第一酸浸液、第一滤渣，待用；
[0009]步骤2、步骤1得到的第一酸浸液经过碱液调节PH值为9～11，再经过减压过滤得到第一滤液、第二滤渣，待用；
[0010]步骤3、步骤1得到的第一滤渣按照质量比加入碱液搅拌均匀后，置于200～400℃的马弗炉中低温焙烧一定时间，得到焙烧后的滤渣，待用；
[0011]步骤4、将步骤3得到的焙烧后的滤渣按照质量比加入碱液搅拌均匀后，置于反应釜中，在温度为150～375℃的条件下、转速为600r/min的条件下进行反应，反应后得到活化产物；
[0012]步骤5、步骤4得到的活化产物按照一定的质量比加入1.00～4.00mol/L的盐酸中，在20～50℃温度下酸浸0.5～2h，减压过滤后，得到第二酸浸液、第三滤渣，待用；
[0013]步骤6、将步骤5得到的第二酸浸液经过碱液调节PH值为9～11，再经过减压过滤得到第二滤液、第四滤渣；
[0014]步骤7、步骤2得到的第一滤液和步骤6得到的第二滤液混合后，得到的混合滤液按
照一定的质量比加入1.00～4.00mol/L的盐酸中，得到的产物水洗、烘干后，得到白炭黑。
[0015]本专利技术所述的一种利用煤矸石灰渣低温焙烧水热联合活化法制备白炭黑的方法，减压过滤的滤膜孔径为0.45μm。
[0016]本专利技术所述的一种利用煤矸石灰渣低温焙烧水热联合活化法制备白炭黑的方法，步骤1中煤矸石灰渣的粒径为0.075～0.20mm，步骤1中煤矸石灰渣和盐酸的质量比为1:5～10。
[0017]本专利技术所述的一种利用煤矸石灰渣低温焙烧水热联合活化法制备白炭黑的方法，步骤2中的碱液为浓度为2.00～3.00mol/L的NaOH或Na2CO3或KOH。
[0018]本专利技术所述的一种利用煤矸石灰渣低温焙烧水热联合活化法制备白炭黑的方法，步骤3中的碱液为浓度为2.00～3.00mol/L的NaOH或Na2CO3或KOH，第一滤渣和碱液的质量比为1:5～10，低温焙烧时间1.5～3h。
[0019]本专利技术所述的一种利用煤矸石灰渣低温焙烧水热联合活化法制备白炭黑的方法，步骤4中碱液为浓度为2.00～3.00mol/L的NaOH或Na2CO3或KOH，焙烧后的滤渣和碱液的质量比为1:5～10，反应时间为5～8min。
[0020]本专利技术所述的一种利用煤矸石灰渣低温焙烧水热联合活化法制备白炭黑的方法，步骤5中活化产物和盐酸的质量比为1:5～10。
[0021]本专利技术所述的一种利用煤矸石灰渣低温焙烧水热联合活化法制备白炭黑的方法，步骤6中碱液为浓度为2.00～3.00mol/L的NaOH或Na2CO3或KOH。
[0022]本专利技术所述的一种利用煤矸石灰渣低温焙烧水热联合活化法制备白炭黑的方法，步骤7中混合滤液和盐酸的质量比为1:5～10。
[0023]本专利技术所述的一种利用煤矸石灰渣低温焙烧水热联合活化法制备白炭黑的方法，步骤7中的烘干温度为80～90℃。
[0024]本专利技术所述的一种利用煤矸石灰渣低温焙烧水热联合活化法制备白炭黑的方法，采用在200℃～400℃较低温度和150～375℃较低温度下水热联合活化法活化煤矸石灰渣，制备得到白炭黑。
[0025]本专利技术所述的一种利用煤矸石灰渣低温焙烧水热联合活化法制备白炭黑的方法，煤矸石灰渣中硅的提取率可达到95％～98％，制得的白炭黑收率可达到45％～50％。
具体实施方式
[0026]具体实施方式一：
[0027]一种利用煤矸石灰渣低温焙烧水热联合活化法制备白炭黑的方法，包括如下步骤：
[0028]步骤1、将煤矸石灰渣按照一定的质量比加入1.00mol/L的盐酸中，在50℃温度下酸浸1h，减压过滤后，得到第一酸浸液、第一滤渣，待用；
[0029]步骤2、步骤1得到的第一酸浸液经过碱液调节PH值为10，再经过减压过滤得到第一滤液、第二滤渣，待用；
[0030]步骤3、步骤1得到的第一滤渣按照质量比加入碱液搅拌均匀后，置于300℃的马弗炉中低温焙烧一定时间，得到焙烧后的滤渣，待用；
[0031]步骤4、将步骤3得到的焙烧后的滤渣按照质量比加入碱液搅拌均匀后，置于反应
釜中，在温度为200℃的条件下、转速为600r/min的条件下进行反应，反应后得到活化产物；
[0032]步骤5、步骤4得到的活化产物按照一定的质量比加入1.00mol/L的盐酸中，在50℃温度下酸浸0.5h，减压过滤后，得到第二酸浸液、第三滤渣，待用；
[0033]步骤6、将步骤5得到的第二酸浸液经过碱液调节PH值为10，再经过减压过滤得到第二滤液、第四滤渣；
[0034]步骤7、步骤2得到的第一滤液和步骤6得到的第二滤液混合后，得到的混合滤液按照一定的质量比加入1.00mol/L的盐酸中，得到的产物水洗、烘干后，得到白炭黑。
[0035]本实施方式所述的一种利用煤矸石灰渣低温焙烧水热联合活化法制备白炭黑的方法，减压过滤的滤膜孔径为0.45μm。
[0036]本实施方式所述的一种利用煤矸石灰渣低温焙烧水热联合活化法制备白炭黑的方法，步骤1中煤矸石灰渣的粒径为0.075～0.20mm，步骤1中煤矸石灰渣和盐酸的质量比为1:10。
[0037]本实施方式所述的一种利用煤矸石灰渣低温焙烧水热联合活化法制备白炭黑的方法，步骤2中的碱液为浓度为2.00mol/L的NaOH。
[0038]本实施方式所述的一种利用煤矸石灰渣低温焙本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用煤矸石灰渣低温焙烧水热联合活化法制备白炭黑的方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、将煤矸石灰渣按照一定的质量比加入1.00～4.00mol/L的盐酸中，在20～50℃温度下酸浸0.5～2h，减压过滤后，得到第一酸浸液、第一滤渣，待用；步骤2、步骤1得到的第一酸浸液经过碱液调节PH值为9～11，再经过减压过滤得到第一滤液、第二滤渣，待用；步骤3、步骤1得到的第一滤渣按照质量比加入碱液搅拌均匀后，置于200～400℃的马弗炉中低温焙烧一定时间，得到焙烧后的滤渣，待用；步骤4、将步骤3得到的焙烧后的滤渣按照质量比加入碱液搅拌均匀后，置于反应釜中，在温度为150～375℃的条件下、转速为600r/min的条件下进行反应，反应后得到活化产物；步骤5、步骤4得到的活化产物按照一定的质量比加入1.00～4.00mol/L的盐酸中，在20～50℃温度下酸浸0.5～2h，减压过滤后，得到第二酸浸液、第三滤渣，待用；步骤6、将步骤5得到的第二酸浸液经过碱液调节PH值为9～11，再经过减压过滤得到第二滤液、第四滤渣；步骤7、步骤2得到的第一滤液和步骤6得到的第二滤液混合后，得到的混合滤液按照一定的质量比加入1.00～4.00mol/L的盐酸中，得到的产物水洗、烘干后，得到白炭黑。2.根据权利要求1所述的一种利用煤矸石灰渣低温焙烧水热联合活化法制备白炭黑的方法，其特征在于：减压过滤的滤膜孔径为0.45μm。3.根据权利要求1或2所述的一种利用煤矸石灰渣低温焙烧水热联合活化法制备白炭黑的方法，其特征在于：步骤1中煤矸石灰渣的粒径...

【专利技术属性】
技术研发人员：张宇，
申请(专利权)人：黑龙江省能源环境研究院，
类型：发明
国别省市：