[发明专利]一种利用煤矸石制备拟薄水铝石联产白炭黑的方法

权利要求书

1.一种利用煤矸石制备拟薄水铝石联产白炭黑的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)制备活化的煤矸石粉料：将煤矸石破碎、磨粉、焙烧后冷却，得到活化的煤矸石粉料；

2)碱浸脱硅：将上述活化的煤矸石粉料用氢氧化钠溶液进行浸取，过滤得到硅酸钠溶液和碱浸渣；

3)制备白炭黑，包括：

a、在所述硅酸钠溶液中加入分散剂，并通入含有CO₂的气体进行碳酸化处理，当溶液的pH为4~7时碳酸化反应结束，过滤，得到原硅酸沉淀滤饼和滤液；

b、将所述原硅酸沉淀滤饼进行陈化、焙烧，粉碎得到白炭黑；

4)制备拟薄水铝石，包括：

a、将步骤2)制得的碱浸渣与碳酸钠和石灰石混合后烧结，获得熟料，烧结过程中产生的含有CO₂的气体回收作碳酸化使用；

b、冷却所述熟料，然后经水淬、过滤后得到NaAlO₂粗液和硅钙渣，所述NaAlO₂粗液用石灰乳溶液深度脱硅后得到NaAlO₂精液；

c、用蒸馏水稀释所述NaAlO₂精液得到NaAlO₂溶液，向NaAlO₂溶液中通入含有CO₂的气体进行碳酸化成胶反应，成胶反应完成后，将反应浆液进行老化处理，然后过滤得到胶和滤液，胶经水洗、干燥、粉碎处理得到粉末状的拟薄水铝石。

2.根据权利要求1所述的方法，步骤1)中粉料的粒度为50-300目，焙烧的温度范围为700-1050℃，焙烧的时间为30~60分钟。

3.根据权利要求1所述的方法，步骤2)中在80~100℃条件下用质量分数为5-25%氢氧化钠溶液浸取所述煤矸石粉料30~90分钟，氢氧化钠的总用量按照Na₂O：SiO₂=1.0~1.2的摩尔比计算。

4.根据权利要求3所述的方法，步骤2)中用质量分数为10%~20%的氢氧化钠溶液浸取所述煤矸石粉料50~70分钟。

5.根据权利要求1所述的方法，步骤3-a)中的分散剂选自六偏磷酸钠、聚乙二醇、十二烷基硫酸钠、聚乙烯醇和三乙醇胺中的一种或多种。

6.根据权利要求1或5所述的方法，步骤3-a)中加入的分散剂的质量为硅酸钠溶液的0.5~5%，所述含有CO₂的气体中CO₂的体积浓度不低于15%，碳酸化反应的起始温度50~95℃，压力为0.25~0.4Mpa，终点温度为40~60℃，当溶液的pH为6时碳酸化反应结束。

7.根据权利要求6所述的方法，步骤3-a)中通入含CO₂体积浓度为30~60%的气体进行碳酸化处理。

8.根据权利要求1所述的方法，步骤3-b)中将原硅酸沉淀滤饼在陈化槽内陈化6~9小时后过滤，并在200~250℃条件下脱水，然后在500~650℃焙烧1小时，粉碎即得白炭黑。

9.根据权利要求1所述的方法，步骤4-a)中将碱浸渣与碳酸钠和石灰石按照摩尔比：Ca/Si=2~3，Na/Al=1~1.2进行混合，在1000~1350℃下进行烧结，烧结时间控制为0.5~1小时。

10.根据权利要求1所述的方法，步骤4-b)中水淬的温度控制在20℃-30℃，时间控制在30~60min，深度脱硅的条件为：石灰乳溶液浓度为5~25wt%，氢氧化钙的总用量按照Ca₂O：SiO₂=0.8~1.2的摩尔比计算，深度脱硅时间为3~10分钟。

11.根据权利要求1所述的方法，步骤4-c)中向NaAlO₂溶液中通入含CO₂体积浓度为30~50%的气体进行碳酸化成胶，成胶反应条件为温度：20~45℃，时间：45~90分钟。