[发明专利]一种用联碱废液和水玻璃生产白炭黑联产氯化钠的方法

说明书

技术领域

本发明涉及白炭黑的生产方法，具体地，涉及一种用联碱废液和水玻璃生产白炭黑联产氯化钠的方法。

背景技术

制备白炭黑(SiO₂)的传统方法是沉淀法：即用水玻璃(硅酸钠)和强酸，如盐酸和硫酸，反应，生成水合二氧化硅沉淀，以盐酸为例，其反应化学方程式为：

Na₂O·nSiO₂+2HCl+(n·m-1)H₂O→2NaCl+n(SiO₂·mH₂O)↓

水合二氧化硅沉淀经处理制的白炭黑。这种方法生产1吨白炭黑要消耗4～4.5吨水玻璃和1.5吨盐酸，化工原料消耗大，不经济。

为了克服传统方法的缺陷，人们也探索了其他制备白炭黑的方法，如申请号为200710055061.8的发明专利公开了一种以氟硅酸、水玻璃为主要原料制备白炭黑的方法，该方法中氟硅酸成本较低且原料易得，从而在一定程度上降低了白炭黑的生产成本。然而，该方法生产工艺十分繁琐，尤其是产生了大量的副产物氟化钠，氟化钠能够腐蚀皮肤，刺激粘膜，对神经系统有侵害作用，因而对生产环境和设备的要求较高。

申请号为200810107069.9的发明专利公开了乐一种用稻壳灰制备纳米级白炭黑的方法。该方法用稻壳灰的碱法处理制备水玻璃、水玻璃溶液的浓缩后再与硫酸反应，从而制得白炭黑。该方法并没有摆脱用传统方法制备白炭黑的缺陷。因而，也是一个不经济的方法。

另一方面，白炭黑主要用作天然橡胶和合成橡胶的补强剂、牙膏摩擦剂，也用作涂料和不饱和树脂增稠剂，涂料消光剂、增稠剂、塑料薄膜开口剂等。近年来，随着我国工业化进程的快速发展，对白炭黑的需求日益增长，这也大大刺激了白炭黑的生产，目前白炭黑的价格也不断升高，然而，国内的产量却并不能满足市场的需求。

因而，急需寻找新的生成白炭黑的方法，降低白炭黑的生产陈本，提高白炭黑的产量。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种用联碱废液和水玻璃生产白炭黑联产氯化钠的方法，该方法回避了强酸的利用，消耗了联碱法产生的废液，在生产白炭黑的同时，还生产工业氯化钠产品。

本发明的技术方案为：一种用联碱废液和水玻璃生产白炭黑联产氯化钠的方法，包括如下步骤：

A：分别折算联碱废液中氯化铵的质量含量和水玻璃种硅酸钠的质量含量；

B：将联碱废液与水玻璃按照氯化铵与硅酸钠纯物质质量比为1∶0.64～2.39投入反应器(1)中，在徐徐的搅拌下进行双水解反应，氯化铵在水溶液中水解为氨根离子和氯离子，水玻璃在水溶液中水解为硅酸根离子、钠离子和氢氧根离子，氨根离子与硅酸根离子的水解相互促进，从而生成氨气、氢离子和二氧化硅沉淀，氢离子和氢氧根离子直接结合成水分子，二氧化硅沉淀即白炭黑，氨气逸出溶液，氯离子和钠离子结合形成氯化钠；

C：将步骤B所得的反应产物经过滤器(2)过滤，得到白炭黑粗品和氯化钠溶液；

D：所述白炭黑粗品经干燥器(3)干燥得到白炭黑产品(4)；

E：所述氯化钠溶液送入减压蒸馏器(5)中蒸馏得到氯化钠产品(6)。

所述氨气返回制碱系统循环利用。

所述用联碱废液和水玻璃生产白炭黑联产氯化钠的方法所涉及的化学反应方程式为：

2NH₄Cl+NaO·nSiO₂＝＝＝＝nSiO₂+2NaCl+2NH₃+H₂O

本发明所述的用联碱废液和水玻璃生产白炭黑联产氯化钠的方法，回避了强酸的利用，消耗了联碱法产生的废液，在生产白炭黑的同时，还生产工业氯化钠产品，经济效益高，对设备的要求较低，生产工艺简单。

附图说明

图1展示了本发明所述的用联碱废液和水玻璃生产白炭黑联产氯化钠的方法工艺流程图，其中：

(1)——反应器；    (2)——过滤器；    (3)——干燥器；

(4)——白炭黑产品；(5)——减压蒸馏器；(6)——氯化钠产品。

具体实施方式

以下结合具体实施例对本发明所述用联碱废液和水玻璃生产白炭黑联产氯化钠的方法做进一步描述和说明。

实施例一

一种用联碱废液和水玻璃生产白炭黑联产氯化钠的方法，包括如下步骤：