專利名稱：利用硫酸鋁廢渣生產白炭黑的工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及白炭黑的生產工藝，特別是利用硫酸鋁廢渣生產白炭黑的工藝。
背景技術：
目前，全國生產硫酸鋁的企業達190多家，生產能力已達115萬噸，產量突破95萬噸，僅次于美國和日本，每生產一噸硫酸鋁將產生0.5噸左右的廢渣，如果以50％的硫酸鋁以鋁土礦為原料生產，則每年所排放的廢渣至少25萬噸，每噸硫酸鋁廢渣(矽渣)處理費用以20元/噸計，每年處理廢渣的費用將達到500萬元以上，并且硫酸鋁廢渣會污染環境。白炭黑廣泛用于橡膠、塑料的填充補強劑、油墨增稠劑、油漆涂料添加劑、合成潤滑脂和硅脂稠化劑、制革業平光劑、造紙填充劑、合成樹脂的添加劑、電子電氣業絕緣絕熱填料及日用化工原料等行業。同時用作聚丙烯、無毒聚氯乙烯塑料薄膜的開口劑和食品、農藥、醫藥的防結塊劑和載體。現在白炭黑的制備方法有干法生產、鹽酸沉淀法和硝酸沉淀法，其中干法生產和硝酸沉淀法所用的原料昂貴，對設備的要求高，技術復雜，因而應用最多的是鹽酸沉淀法，該方法主要原料是石英砂、純堿、鹽酸和二氧化碳，其工藝路線為首先采用燃油或優質煤，在高溫下將石英砂與純堿反應制得水玻璃，然后在一定條件下，從水玻璃的水溶液中制取白炭黑，此方法有如下缺點第一、能耗高，第二、對原料要求嚴格，產品成本高，因此應用受到限制，往往需依賴進口。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是為了克服上述缺陷，提供一種有利于廢物利用、生產工藝簡單、生產成本低的利用硫酸鋁廢渣生產白炭黑的工藝。
為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是利用硫酸鋁廢渣生產白炭黑的工藝，其步驟(1)用清水將經制取硫酸鋁工序后的硫酸鋁廢渣水洗至中性；(2)用質量百分比濃度為10-60％的堿液與經過洗滌后的硫酸鋁廢渣充分攪拌并在攝氏50-100度下反應1-3小時制取硅酸鈉溶液；(3)將制得的硅酸鈉溶液過濾后加入清水使之質量百分比濃度為10％-30％；(4)將上述硅酸鈉溶液充分攪勻并在攝氏50-100度條件下加入質量百分比濃度為5-30％的稀硫酸反應1-3小時，即沉析出白炭黑粗品；(5)白炭黑粗品過濾后，水洗至PH值＝6-7，烘干、粉碎即得成品；所述的利用硫酸鋁廢渣生產白炭黑的工藝，其硫酸鋁廢渣是含鋁硅成份原料制得硫酸鋁后的廢渣，為鋁礬土廢渣、鋁土礦廢渣、高嶺土廢渣或明礬石廢渣；所述的利用硫酸鋁廢渣生產白炭黑的工藝，其硫酸鋁廢渣中二氧化硅的含量為20-90％；所述的利用硫酸鋁廢渣生產白炭黑的工藝，其堿液為質量百分比濃度為10-60％的氫氧化鈉。
與現有技術相比本發明所具有的有益效果是
比表面積A大于190；B161～190；C136～160；D106～135；E71～105；F小于70(GB10517-89)；測定方法ST-03A表面與孔徑測定儀。
用歐美克儀器測試的白炭黑粒度如圖1所示。
本發明的工藝過程中雖有廢渣及硫酸水洗母液產生，但廢渣可作為硅肥用于農作物，硫酸水洗母液可循環利用，所以本工藝絕無污染。
本發明原料來源廣泛，變廢為寶，減少了環境污染，并解決了硫酸鋁生產廠家廢渣處理難的問題；另外，本發明工藝簡單，成本低，利潤高，并容易實現工業化生產。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明圖1為本發明白炭黑粒度分布圖。
實施例一取100克硫酸鋁廢渣(二氧化硅的含量為90％)水洗至中性，再稱取10克氫氧化鈉溶于100毫升水中，使氫氧化鈉溶液與硫酸鋁廢渣充分攪拌并在100攝氏度反應3小時制取硅酸鈉，然后濾去反應殘渣加水使硅酸鈉溶液濃度至10％并充分攪勻，在100攝氏度條件下加入質量百分比濃度為5％的稀硫酸反應3小時充分完成，沉析出白炭黑，然后過濾，水洗至PH值＝7，最后干燥、粉碎得白炭黑。
上述反應過程分兩次反應，具體表示如下1.硫酸鋁廢渣與氫氧化鈉溶液反應
2.硅酸鈉與稀硫酸反應
實施例二取100克硫酸鋁廢渣(二氧化硅的含量為70％)水洗至中性，再稱取10克氫氧化鈉溶于50毫升水中，使氫氧化鈉溶液與硫酸鋁廢渣充分攪拌并在80攝氏度反應2小時制取硅酸鈉，然后濾去反應殘渣加水使硅酸鈉溶液濃度至15％并充分攪勻，在50攝氏度條件下加入質量百分比濃度為15％的稀硫酸反應2小時充分完成，沉析出白炭黑，然后過濾，水洗至PH值＝6，最后干燥、粉碎得白炭黑。
實施例三取100克硫酸鋁廢渣(二氧化硅的含量為30％)水洗至中性，再稱取10克氫氧化鈉溶于16.7毫升水中，使氫氧化鈉溶液與硫酸鋁廢渣充分攪拌并在50攝氏度反應1小時制取硅酸鈉，然后濾去反應殘渣加水使硅酸鈉溶液濃度至30％并充分攪勻，在80攝氏度條件下加入質量百分比濃度為30％的稀硫酸反應1小時充分完成，沉析出白炭黑，然后過濾，水洗至PH值＝6.5，最后干燥、粉碎得白炭黑。
實施例四取100克硫酸鋁廢渣(二氧化硅的含量為50％)水洗至中性，再稱取10克氫氧化鈉溶于30毫升水中，使氫氧化鈉溶液與硫酸鋁廢渣充分攪拌并在75攝氏度反應1.5小時制取硅酸鈉，然后濾去反應殘渣加水使硅酸鈉溶液濃度至20％并充分攪勻，在60攝氏度條件下加入質量百分比濃度為20％的稀硫酸反應1.5小時充分完成，沉析出白炭黑，然后過濾，水洗至PH值＝6，最后干燥、粉碎得白炭黑。
實施例五取100克硫酸鋁廢渣(二氧化硅的含量為20％)水洗至中性，再稱取10克氫氧化鈉溶于20毫升水中，使氫氧化鈉溶液與硫酸鋁廢渣充分攪拌并在60攝氏度反應2小時制取硅酸鈉，然后濾去反應殘渣加水使硅酸鈉溶液濃度至25％并充分攪勻，在80攝氏度條件下加入質量百分比濃度為15％的稀硫酸反應2小時充分完成，沉析出白炭黑，然后過濾，水洗至PH值＝6.5，最后干燥、粉碎得白炭黑。
用ST-03A表面與孔徑測定儀的測定方法測得上述實施例中白炭黑的各項指標如下
用歐美克儀器測試的白炭黑粒度如圖1所示。
權利要求
1.利用硫酸鋁廢渣生產白炭黑的工藝，其特征在于(1)用清水將經制取硫酸鋁工序后的硫酸鋁廢渣水洗至中性；(2)用質量百分比濃度為10-60％的堿液與經過洗滌后的硫酸鋁廢渣充分攪拌并在攝氏50-100度下反應1-3小時制取硅酸鈉溶液；(3)將制得的硅酸鈉溶液過濾后加入清水使之質量百分比濃度為10％-30％；(4)將上述硅酸鈉溶液充分攪勻并在攝氏50-100度條件下加入質量百分比濃度為5-30％的稀硫酸反應1-3小時，即沉析出白炭黑粗品；(5)白炭黑粗品過濾后，水洗至PH值＝6-7，烘干、粉碎即得成品。
2.根據權利要求1所述的利用硫酸鋁廢渣生產白炭黑的工藝，其特征在于硫酸鋁廢渣是含鋁硅成份原料制得硫酸鋁后的廢渣，為鋁礬土廢渣、鋁土礦廢渣、高嶺土廢渣或明礬石廢渣。
3.根據權利要求1或2所述的利用硫酸鋁廢渣生產白炭黑的工藝，其特征在于硫酸鋁廢渣中二氧化硅的含量為20-90％。
4.根據權利要求1所述的利用硫酸鋁廢渣生產白炭黑的工藝，其特征在于堿液為質量百分比濃度為10-60％的氫氧化鈉。
全文摘要
利用硫酸鋁廢渣生產白炭黑的工藝，屬于白炭黑的生產工藝。其特征在于(1)用清水將經制取硫酸鋁工序后的硫酸鋁廢渣水洗至中性；(2)用質量百分比濃度為10－60％的堿液與經過洗滌后的硫酸鋁廢渣充分攪拌并在攝氏50－100度下反應1－3小時制取硅酸鈉溶液；(3)將制得的硅酸鈉溶液過濾后加入清水使之質量百分比濃度為10％－30％；(4)將上述硅酸鈉溶液充分攪勻并在攝氏50－100度條件下加入質量百分比濃度為5－30％的稀硫酸反應1－3小時，即沉析出白炭黑粗品；(5)白炭黑粗品過濾后，水洗至pH值＝6－7，烘干、粉碎即得成品。本發明原料來源廣泛，變廢為寶，減少了環境污染，并解決了硫酸鋁生產廠家廢渣處理難的問題，工藝簡單，成本低，利潤高，并容易實現工業化生產。
文檔編號C01B33/113GK1760125SQ20051004510
公開日2006年4月19日 申請日期2005年11月11日 優先權日2005年11月11日
發明者宋軍 申請人:宋軍