[发明专利]以硅灰石为原料生产白炭黑的方法

说明书

本发明涉及一种化工产品-白炭黑生产方法。

白炭黑是一种超微细，具有活性二氧化硅粒子，其化学名称为水合二氧化硅，分子式为SiOn·nH₂O。广泛应用在橡胶、塑料、皮革、涂料、化肥等领域。

目前，生产白炭黑方法较多，为获得不同用途的产品而采用的方法也不同，一般有四种方法，两种高温法，两种湿法沉淀。

两种高温法：（1）火焰水解法;（2）电弧法。两种湿法沉淀：（1）沉淀法;（2）热水法。

电弧法和热水法生产的白炭黑主要用于涂料和漆的去光剂。

火焰水解法是硅橡胶的典型补强或重要填料。

沉淀法主要应用于橡胶的补强材料或其它领域。

上述生产白炭黑无论采取何种方法，其主要原料都是硅酸钠，硅酸钠的生产消耗大量的纯碱和能源，基本建设投资也大，所以生产的白炭黑成本高，因此产品产量和应用方面均受到了限制。

本发明的目的在于提出一种以天然矿物硅灰石为原料生产白炭黑的方法，而且降低了生产成本，原料来源充足。

本发明的主要特征在于以硅灰石为原料，经过酸解、沉淀、水洗、干燥、粉碎至出产品-白炭黑。

经本发明生产的白炭黑具有投资少，原料易得，能耗低，降低了原料材料费用。另外，在酸解过程用稀硫酸（7-10%）代替浓硫酸，减少了环境污染。开辟了一条新的原料路线和工艺路线，为硅灰石矿产资源开发利用开辟了一条新途径。

附图及图面说明：

图1是高温法的火焰水解法反应式;

图2是高温法的电弧法反应式;

图3是湿法沉淀法反应式;

图4是湿法热水法反应式;

图5是本发明以硅灰石为原料生产白炭黑的反应式;

图6是本发明工艺流程方框图;

图7是本发明酸解流程图。

根据图5、图6、图7进一步说明工艺流程。图5是以硅灰石粉为原料生产白炭黑反应式：

图6，稀硫酸、硅灰石粉进行酸解1，加调节剂A、絮凝剂B、沉淀2、水洗3、干燥4、粉碎5、成品6、包装7。

结合图6、图7加以说明。

1、酸解

首先将7-10%浓度硫酸放入φ1800×2500硬PVC储罐8内，分析浓度，然后用HJB-32-125耐酸陶瓷真空泵打入φ1200×1400PVC计量罐9内备用，将水打入φ800×1200碳钢水计量罐10内备用，将计量罐的水加入φ1524×3485搪瓷酸解釜11，开始搅拌，然后加入计量的硅灰石12，当温度升到40-50℃时，加入计量的7-10%稀硫酸13，此时温度会不断上升，开冷却水14，控制酸解温度10-30分钟，反应终止。酸解好的物料即放入φ1200×100PVC真空过滤器15内，所得滤液被吸收φ1524-3485搪瓷稀W液贮罐16，然后用泵打入计量罐。

2、沉淀

将计量的絮凝剂，送入φ1524-3485搪瓷沉淀釜，再加入一定量的调节剂，使其达到要求的PH值，开沉淀釜加热蒸汽，使沉淀釜的温度升高到要求温度，再开始缓漫滴加W液，当PH值达到要求时的PH值时，出现白色沉淀，再开始，滴加调节剂，始终使PH值控制同一PH值，用酸度计监控，反应100-180分钟，加酸化剂处理15分钟出料。

3、水洗

沉淀物料放入真空过滤器内开真空泵过掉母液，在不断搅拌的情况下，热水洗四次，检查盐和硫酸根含量，达到合格为止。

4、干燥

将水洗好的物料装盘送入干燥室，烘干控制水份≤6%，送入粉碎工段。

5、粉碎

将≤6%水份的物料，开动粉碎机粉碎。

6、包装

将粉碎好的物料进行包装。

本发明各工艺步骤的收率：

1、酸解收率为69%;

2、沉淀收率为91.6%

3、水洗收率为94.8%

各工艺步骤的损失量：

1、一次投入80kg硅灰石粉，可得二氧化硅（100%计算）为39.2kg。

2、实际被酸分解出的二氧化硅（按100%计算）为27.0kg。

3、石膏渣中截留二氧化硅（100%计算）为12.2kg。

实际得成品23.8kg，收率达到60-65%。

影响本发明因素

1、酸解工艺部分