[发明专利]一种制备白炭黑的循环新工艺

说明书

技术领域

本发明的涉及一种制备白炭黑的循环工艺。

背景技术

白炭黑是一种用途广泛的无机精细化工产品，传统的生产方法是采用沉淀法，以水玻璃 为原料，与硫酸或盐酸进行复分解反应而制成，此工艺过程中会产生浓度低、液量大的硫酸 钠或氯化钠水溶液，回收这类浓度低的物质，要消耗大量的能源，如不加以回收利用而向外 排放，肯定会对环境造成严重污染或不利于生态环境的保护。该传统的生产方法无论是对企 业还是对国家和社会都存在极大的技术缺陷。

发明内容

本发明所要解决的问题是针对上述现有技术而提出一种制备白炭黑的循环工艺，此工艺 能节省能耗、降低生产废弃物对环境和水体造成的污染，在很大程度上降低生产成本，实现 节能降耗、减排等基本要求。

本发明为解决上述提出的问题所采用解决方案为：一种制备白炭黑的循环工艺，包括有 以下步骤：

1)通过现有工艺制得水玻璃溶液，在30-50℃条件下将9-10°Be′的水玻璃溶液同碳酸氢 铵溶液或固体碳酸氢铵以并加方式进行搅拌反应，水玻璃溶液与碳酸氢铵摩尔配比是1∶ 2.0～1∶2.2，得到疏松的沉淀物白炭黑，同时逸出氨气；

2)将上述步骤1)逸出的氨气同水玻璃溶液制备过程中产生的CO₂气体一起混合并用水 吸收，制得用于同水玻璃溶液进行复分解反应的碳酸氢铵；

3)将步骤1)反应制成的沉淀物白炭黑在真空条件下过滤，得到母液甲和滤饼甲，母液 甲进行回收，滤饼甲经洗涤、干燥、粉碎即得到高分散性的白炭黑。

按上述方案，步骤3)母液甲进行回收是在真空条件下过滤得到的母液甲中含有质量浓 度为10％-12％的碳酸氢钠，经真空低温蒸发至质量浓度为25％-30％，降至室温，加入有 机溶剂，搅拌混匀，即可从中析出大量的NaHCO₃晶体，进行过滤，得到母液乙和滤饼乙，滤 饼乙经干燥后同石英矿按摩尔比2∶3.1-3.4混合后，在马蹄焰炉中进行高温反应，制得固体 水玻璃；母液乙则在蒸馏塔中用低压蒸汽加热，在78-80℃温度条件下，回收得到有机溶剂， 蒸余后的热水则用于溶解固体水玻璃而制成水玻璃溶液。

按上述方案，所述的低压蒸汽是采用水玻璃溶液制备过程中回收余热而产生的低压蒸 汽。

按上述方案，所述的有机溶剂为无水乙醇、无水甲醇或无水丙醇。

整个制备过程的主要原料为天然矿石-石英砂，其余原料则在系统中循环使用，适当补加 由于跑冒滴漏所造成的损失部分。本发明的主要反应方程式为Na₂O·mSiO₂+2NH₄HCO₃→ 2NaHCO₃+mSiO₂·nH₂O ↓+2NH₃↑+(1-mn)H₂O。

本发明的优点：

1)本发明合理地解决了生产过程中副产物的有效回收，并用于自身生产，大大提高了 原材料循环利用价值，即回收的碳酸氢钠用于制备水玻璃，逸出的氨气同煅烧工段含CO₂的 高温窑经废热锅炉回收余热产生低压蒸汽后一起进入吸收装置，用水吸收制成碳酸氢铵水溶 液，有机溶剂经减压蒸馏后也可在系统中循环使用，热的余水则用于溶解水玻璃，使整个生 产过程中做到无三废排放，原材料利用率高，其减排效果好，白炭黑生产成本可降低50％以 上，产品质量稳定可靠。

2)将母液甲中的碳酸氢钠经真空低温蒸发使质量浓度升高后再进行回收，大大减少了 有机溶剂的使用量。

附图说明

图1是本发明制备白炭黑的循环工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：