[发明专利]一种利用高硅尾渣制备白炭黑的方法

说明书

本发明提供一种利用高硅尾渣制备白炭黑的方法，本发明充分利用髙硅尾渣中的主要成分二氧化硅，制得高附加值产品。本发明提供的方法，包括如下步骤：1)将高硅尾渣用研磨设备研磨得到髙硅尾渣浆料，之后干燥备用；2)将步骤1)所得物料和浓度为98wt％的硫酸按照质量比1:0.8～2混合，经焙烧活化得到活化后的高硅尾渣；3)将步骤3)所得的焙烧物和浓度为10～20wt％的稀硫酸混合进行溶出反应，溶出温度为100～160℃；4)将步骤3)所得混合物料进行过滤、洗涤并干燥；5)将步骤4)干燥后的物料在700～900℃的煅烧温度下进行煅烧，煅烧后的物料经打散得到所述白炭黑。

技术领域

本发明涉及一种利用高硅尾渣制备白炭黑的方法。

背景技术

髙硅尾渣是煤或煤矸石燃烧后产物提取氧化铝后剩余的尾渣，主要组成为SiO₂、Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO、TiO₂等。

进入21世纪，世界各国能源需求不断更新发展，但燃煤发电仍在能源发展中占重要地位，而且燃煤发电的绝对量可能还会增加。因此，加强粉煤灰利用将是世界各国面临的共同课题。碱法、酸法处理粉煤灰提取氧化铝后，大量髙硅被排出，如果这些硅产品得不到充分利用，又会形成新的废弃物—高硅尾渣，高硅尾渣的主要成分为SiO₂、Al₂O₃，这两种成分占80％以上，在硅资源利用方面具有极高的资源化价值。如果将大量的髙硅尾渣进行堆放不仅会造成二次污染，还会造成大量的硅资源浪费。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种利用高硅尾渣制备白炭黑的方法，本发明充分利用髙硅尾渣中的主要成分二氧化硅，制得高附加值产品，所得白炭黑具有较高的纯度和白度，同时该工艺方法的能耗低，原料来源广，便于推广和实施。

本发明为达到其目的，提供如下技术方案：

本发明提供一种利用高硅尾渣制备白炭黑的方法，包括如下步骤：

1)将高硅尾渣用研磨设备研磨得到髙硅尾渣浆料，之后干燥备用；

2)将步骤1)所得物料和浓度为98wt％的浓硫酸按照质量比1:0.8～2(例如1:0.8、1:0.9、1:1、1:1.5、1:2等)混合，经焙烧活化得到活化后的高硅尾渣；通过该浓硫酸以一定比例焙烧活化，可以充分活化氧化铝和其他如氧化铁、氧化钙等氧化物；

3)将步骤2)所得的焙烧物和浓度为10～20wt％(例如10wt％、15wt％、20wt％等)的稀硫酸混合进行溶出反应，溶出温度为100～160℃；本发明的原料高硅尾渣中杂质含量相对较高，其中氧化铝含量在20％左右，本发明通过预先用98％浓硫酸焙烧活化，之后用10～20wt％的稀硫酸溶出，可以获得较高的溶出率，能较为彻底的除杂。

4)将步骤3)所得混合物料进行过滤、洗涤并干燥；所述洗涤具体可以用去离子水进行洗涤；

5)将步骤4)干燥后的物料在700～900℃的煅烧温度下进行煅烧，煅烧后的物料经打散得到所述白炭黑。

本发明方法的步骤1)中，所述高硅尾渣中的二氧化硅含量≥45wt％。

本发明方法的步骤1)中，将所述高硅尾渣研磨至粒径为2～10um，从而减小颗粒尺寸，增大固液反应的接触面，提高反应速度，降低反应条件，提高氧化铝及其它金属氧化物的浸出率。

本发明方法的步骤2)中，所述焙烧活化的焙烧温度为240～340℃，保温时间为60～180min。

一些实施方式中，步骤3)中，所述焙烧物和所述稀硫酸的质量比为1:1～5(例如1:1、1:2、1:3、1:4、1:5)。

一些实施方式中，步骤3)中，所述溶出反应的溶出时间为60～240min。