專利名稱：一種綜合利用微硅粉制備白炭黑聯(lián)產(chǎn)納米碳酸鈣的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于硅鐵合金工業(yè)廢棄資源與工業(yè)窯氣二氧化碳綜合利用技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種綜合利用微硅粉制備白炭黑聯(lián)產(chǎn)納米碳酸鈣的方法。
背景技術(shù)：
硅鐵合金和工業(yè)硅生產(chǎn)過程中，在礦熱電爐內(nèi)產(chǎn)生的大量揮發(fā)性很強(qiáng)的SiO和Si 氣體被空氣迅速氧化并冷凝而成大量含硅工業(yè)粉塵，稱為微硅粉。微硅粉中非晶態(tài)SW2含量一般可達(dá)85% 96%，粒徑約為0. 3 μ m，具有很強(qiáng)的化學(xué)活性。微硅粉可以作為水泥原料，還可用作橡膠、樹脂和其它有機(jī)化合物的填充材料。目前，由于市場容量較小，國內(nèi)企業(yè)回收的微硅粉很難銷售出去。大部分企業(yè)只能將硅鐵爐產(chǎn)生的微硅粉隨意堆放，既占用大量的場地、增加成本，還會揚(yáng)塵造成二次污染。因此微硅粉的資源化綜合利用是迫切需要解決的問題。白炭黑(SiA ·ηΗ20)又名水合二氧化硅，具有特殊的絮狀結(jié)構(gòu)和準(zhǔn)顆粒形態(tài)，是一種重要的化工原料，主要作為補(bǔ)強(qiáng)劑用于橡膠行業(yè)，此外在塑料、農(nóng)藥、油漆、制藥、造紙、日用化學(xué)品等各個領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用前景。白炭黑的生產(chǎn)主要以工業(yè)水玻璃為原料，水玻璃原料在白炭黑生產(chǎn)成本占相當(dāng)大的一部分。近年來，為了降低白炭黑生產(chǎn)成本，國內(nèi)企業(yè)一直尋求理想的制備白炭黑硅源。采用生物質(zhì)原料如硅藻(如專利CN201010200143.9)、生物質(zhì)發(fā)電廠廢棄物 (如專利CN200710053717. 2)和稻殼灰(如專利CN201010162142. X)為硅源制備二氧化硅氣凝膠、白炭黑的技術(shù)發(fā)展十分迅速；利用粉煤灰(如專利CN200610112749.0、 CN200610012780. 7)等工業(yè)廢渣生產(chǎn)氧化鋁聯(lián)產(chǎn)白炭黑已經(jīng)成為了廢棄物資源化利用的重要途徑；開展油頁巖(專利CN200710011972. 0)、鋁土礦(專利CN2006100357M. 5)、石棉尾礦(專利CN200610140458. 2)等非金屬礦生產(chǎn)氧化鋁、硫酸鋁、納米氫氧化鎂聯(lián)產(chǎn)白炭黑已成為資源綜合利用的重要發(fā)展方向。近年來，人們對高值化利用微硅粉制備白炭黑作了一些有益的嘗試。專利 CN200810115334. 8公開了一種用微硅粉制備復(fù)合白炭黑的方法。該方法是將微硅粉活化、 除雜、分散、調(diào)整表面電荷后在其表面包覆二氧化硅制備具有核-殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合白炭黑的材料。這種白灰黑制備方法工藝復(fù)雜、白炭黑表面結(jié)構(gòu)和粒徑難以控制，很難獲得高性能的白炭黑。專利CN200710018635. 4也公開了一種從硅灰中提高二氧化硅含量及生產(chǎn)白炭黑的方法。該方法是通過干式磁選將二氧化硅含量低于85%的微硅粉進(jìn)行酸洗處理，對磁性微硅粉酸洗后通過烘干和煅燒，進(jìn)一步進(jìn)行漂白處理，即得白炭黑。這種方法生產(chǎn)的白炭黑的比表面積、吸油值、白度都很難保證。目前，利用微硅粉制備高質(zhì)量白炭黑的技術(shù)十分有限。白炭黑的制備一般是水玻璃通過硫酸(或鹽酸、硝酸)的酸化濕法沉淀工藝進(jìn)行制備。二氧化碳與水玻璃凝膠化反應(yīng)可以制備白炭黑Na2SiO3 (1) +CO2 (g) +H2O (1) — Na2CO3 (1) +H2SiO3 (1)，(1)
H2SiO3 (l) + (n-l) H2O(I) ^ SiO2 ‘ nH20(s) I .(2)二氧化碳是典型的溫室氣體，冶金、化工、電力行業(yè)的工業(yè)窯爐燃燒后產(chǎn)生二氧化碳廢氣幾乎全部排入大氣，給生態(tài)環(huán)境帶來嚴(yán)重破壞，引發(fā)頻繁的自然災(zāi)害；通過(X)2沉淀法制備硅凝膠型白炭黑是二氧化碳資源化利用、減少溫室氣體排放的有效途徑。專利 CN2010101621430. X公開了稻殼灰通過氫氧化鈉溶液加熱分解制成硅酸鈉，硅酸鈉溶液再經(jīng)碳化析出二氧化硅的方法，專利CN00132275. 3采用超重力反應(yīng)器強(qiáng)化碳化反應(yīng)制備納米白炭黑的過程，專利CN200710062197. 1、CN200910175259. 9分別公開了一種通過二次碳化反應(yīng)的，分級調(diào)節(jié)碳化過程的PH值制得白炭黑。但是，從式⑴可以看出，碳化法白炭黑產(chǎn)生大量低濃度的Na2CO3溶液。由于堿液濃度低，通過蒸發(fā)方法回收純堿能耗大、成本高，而堿液直接排放不僅浪費資源，對周圍水體環(huán)境也會造成嚴(yán)重污染，前期的專利并沒有解決碳化法白炭黑殘液的資源化利用問題。碳酸鈉溶液中加入氫氧化鈣，通過苛化反應(yīng)可制成氫氧化鈉同時副產(chǎn)沉淀碳酸鈣Na2CO3 (1)+Ca (OH)2 (s) — 2Na0H(l)+CaCO3 (s)丨·(3)專利CN201010169603.6公開了一種以聯(lián)堿廢液和電石渣，生產(chǎn)超細(xì)輕質(zhì)碳酸鈣和白炭黑聯(lián)產(chǎn)氯化鈉和碳粉的方法；專利CN98122572. 1公開了一種天然堿母液二次苛化法燒堿聯(lián)產(chǎn)元明粉工藝；專利CN20091004123. 8公開了一種用電石渣制造顆粒氫氧化鈉和高檔碳酸鈣的方法，專利CN200910085908. 6也公開了一種聯(lián)產(chǎn)超細(xì)白炭黑和碳酸鈣的新工藝。但是現(xiàn)在的技術(shù)只涉及苛化過程N(yùn)a2CO3苛化率的調(diào)節(jié)，對氫氧化鈉濃度調(diào)節(jié)與沉淀碳酸鈣的粒徑與形態(tài)缺乏有效的控制方法。針對上述綜合利用硅鐵合金煙塵與二氧化碳工業(yè)窯氣制備白炭黑副產(chǎn)納米碳酸鈣存在的問題。本專利提出以硅鐵合金煙塵捕集回收的微硅粉為原料，通過氫氧化鈉熱堿法制成水玻璃；以含二氧化碳的工業(yè)窯氣進(jìn)行碳化反應(yīng)，通過結(jié)晶調(diào)控合成納米白炭黑； 在碳化過濾后的碳酸鈉殘液中加入氫氧化鈣進(jìn)行苛化反應(yīng)，合成液體燒堿并副產(chǎn)納米碳酸鈣；液體氫氧化鈉回到微硅粉熱堿溶煮工序制備水玻璃。通過綜合利用微硅粉與二氧化碳窯氣制備白炭黑聯(lián)產(chǎn)納米碳酸鈣，為冶金化工廢棄物的資源化、高值化利用提供新的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種綜合利用微硅粉制備白炭黑聯(lián)產(chǎn)納米碳酸鈣的方法。即一種綜合利用鐵合金工業(yè)粉塵與石灰石制備白炭黑聯(lián)產(chǎn)納米碳酸鈣的方法，主要是對硅鐵爐形成的微硅粉和石灰窯煅燒生成的二氧化碳和石灰進(jìn)行綜合處理一種方法。具體工藝步驟如下1、微硅粉的熱堿溶解將微硅粉、NaOH按SiO2 NaOH摩爾比為0. 85 1. 80 1 制成預(yù)混料，預(yù)熱至40 95°C，用料漿泵送入熱堿溶煮釜；加水控制料液固含量為15 45% (wt)，通入水蒸汽直接加熱，壓力控制在0. 24 2. 36MPa、溫度控制在120 220°C，保溫保壓1 6小時；經(jīng)過濾可制成模數(shù)為1. 70 3. 50的水玻璃。2、石灰石的煅燒將石灰石和焦煤加入石灰窯，窯內(nèi)溫度控制在980 1200°C，石灰石煅燒生成石灰；石灰加水消化制得濃度為10 40% (wt)的粗石灰乳；經(jīng)120 200 目濾網(wǎng)過濾，制得精制石灰乳待用。二氧化碳含量為18 30% (ν/ν)的石灰窯氣，經(jīng)除塵與洗滌，除去其中的粉塵和硫化物，作為制備白炭黑的二氧化碳原料氣。3、碳化法白炭黑的制備將步驟1制成的水玻璃溶液中S^2含量調(diào)至2. 5 15. 0% (wt)、溫度調(diào)至40 95°C，加入0. 01 0. 25% (wt)的表面活性劑，通入步驟2回收的二氧化碳原料氣進(jìn)行碳化反應(yīng)，溶液PH降至8. 5 10. 0時停止碳化。經(jīng)過濾分離， 濾液為碳酸鈉溶液，其中碳酸鈉含量為44 ；濾渣在酸化槽內(nèi)打漿配成10 40% (wt)的懸浮液，用無機(jī)酸、有機(jī)酸或其混合物調(diào)整pH至3. 5 8. 0，陳化0. 5 2. 0小時； 經(jīng)過濾、洗滌、噴霧干燥，制得沉淀白炭黑。4、苛化制備納米碳酸鈣將步驟2中制備的精制石灰乳與步驟3生成的碳酸鈉溶液用泵送入苛化器進(jìn)行苛化反應(yīng)，控制η(CaO) Ai(Na2CO3)為0. 8 1. 5、加入0. 10 3. 00kg/m3添加劑作為晶型誘導(dǎo)劑；苛化溫度為40 90°C、反應(yīng)時間40 120min，澄清過濾得到濾液與濾渣，濾液是濃度為30 190g/L的氫氧化鈉溶液。氫氧化鈉溶液蒸發(fā)提濃至150 450g/L，送回步驟1溶解微硅粉制備水玻璃，濾渣重新打漿配成5 20% (wt)的白泥漿料，控制溫度在20 50°C時通入步驟2制成的二氧化碳原料氣進(jìn)行碳化，當(dāng)pH值為 7. 0 10. 0時停止反應(yīng)，經(jīng)過濾、洗滌、干燥，制得納米碳酸鈣。本發(fā)明制備水玻璃的微硅粉原料是硅系鐵合金(如金屬硅、硅鐵合金、硅錳合金等)工業(yè)電爐產(chǎn)生的煙塵，經(jīng)除塵裝置收集的含硅粉塵。其中SiO2含量為70 95% (wt), 優(yōu)化區(qū)域為83 95% (wt)。本發(fā)明制備水玻璃的硅源還適用于硅藻土、蛋白石等含有非晶態(tài)二氧化硅的非金屬礦、工業(yè)廢渣。本發(fā)明步驟3中加入的表面活性劑為聚乙二醇(PEG)、十二烷基苯磺酸鈉(LAS)、 脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉(AES)、脂肪醇醚硫酸銨(AESA)、硬脂酸鈉、羧甲基纖維素等表面活性劑其中的一種、二種或多種復(fù)配的混合物。本發(fā)明步驟3中采用的無機(jī)酸、有機(jī)酸或其混合物為鹽酸、硫酸、磷酸、硝酸、氯酸等無機(jī)酸和甲酸、乙酸、草酸、苯甲酸、丁二酸、蘋果酸、檸檬酸、酒石酸、水楊酸等有機(jī)酸其中的一種或多種酸的混合物。本發(fā)明步驟4中加入0. 10 3. 00kg/m3添加劑作為晶型誘導(dǎo)劑，添加劑為十二烷
基磺酸鈉、聚丙烯酰銨、硬脂酸鈉、硅酸鈉、多聚磷酸鈉、焦磷酸鈉其中的一種或幾種的混合物。本發(fā)明的優(yōu)點在于(1)以硅鐵煙氣捕集回收的微硅粉為原料，經(jīng)氫氧化鈉熱堿溶解制成水玻璃。但不限于微硅粉，含非晶態(tài)二氧化硅的非金屬礦、工業(yè)廢渣如硅藻土、蛋白石等適用于本發(fā)明的方法制備水玻璃，為工業(yè)廢棄物的資料化利用，降低白炭黑的生產(chǎn)成本提供一條新途徑。(2)以石灰窯氣排放的二氧化碳溫室氣體為原料，通過水玻璃碳化法合成高性能白炭黑，實現(xiàn)工業(yè)窯爐氣體如石灰窯氣、電廠煙道氣、合成氨(尿素)弛放氣、生物發(fā)酵氣等含二氧化碳的捕集與資源化利用一體化過程，為減少溫室氣排放、保護(hù)地球生態(tài)環(huán)境提供有效的方法。(3)采用石灰乳與碳酸鈉的苛化反應(yīng)、白泥渣二次碳化合成納米碳酸鈣，通過二步法實現(xiàn)氫氧化鈉濃度調(diào)度和納米碳酸鈣的合成，為碳化殘液碳酸鈉的資源化利用提供新的方法。(4)碳化殘液中碳酸鈉與氫氧化鈣苛化反應(yīng)制成氫氧化鈉溶液，經(jīng)進(jìn)一步濃縮后送至熱堿溶煮釜作為溶煮微硅粉制水玻璃的原料，實現(xiàn)綜合利用微硅粉與石灰石制備白炭黑聯(lián)產(chǎn)納米碳酸鈣的工藝循環(huán)。


圖1是微硅粉制備白炭黑聯(lián)產(chǎn)納米碳酸鈣工藝流程圖。
具體實施例方式實施例11)微硅粉的熱堿溶解稱取140kg的微硅粉，將微硅粉、NaOH按SW2 NaOH摩爾比為1. 20 1制成預(yù)混料；料液預(yù)熱至75°C，用料漿泵送入熱堿溶煮釜；加水控制料液固含量為25% (wt)，通入水熱蒸汽直接加熱，壓力控制在0. 60MPa、溫度控制在159°C，保溫保壓2. 0小時；料液經(jīng)過濾制成模數(shù)為2. 35的水玻璃。2)石灰石的煅燒石灰窯加入石灰石和焦煤，窯內(nèi)溫度控制在1100°C左右，石灰石煅燒生成石灰；石灰消化制得粗石灰乳，經(jīng)200目濾網(wǎng)過濾，制得精制石灰乳待用，石灰乳中有效氧化鈣含量在為30% (wt)左右。石灰窯氣二氧化碳含量為25% (ν/ν)，經(jīng)除塵與洗滌，除去其中的粉塵和硫化物，作為制備白炭黑的二氧化碳原料氣。3)碳化法白炭黑的制備步驟1)制成的硅酸鈉溶液SW2含量調(diào)至10. 5% (wt)、 溫度調(diào)至85°C，加入0.075% (wt)的聚乙二醇(PEG)和羧甲基纖維素的混合物為添加劑， 通入步驟2)產(chǎn)生的二氧化碳窯氣進(jìn)行碳化反應(yīng)，在溶液pH降至9. 0時停止碳化。經(jīng)過濾分離，得碳酸鈉含量為180g/L的濾液，濾渣在酸化槽內(nèi)打漿配成30% (wt)的懸浮液，用硫酸和硝酸混合酸調(diào)整PH至7. 0，陳化1. 5小時；經(jīng)過濾、洗滌、噴霧干燥，制得沉淀白炭黑比表積 163m2/g，DBP 吸收值為 3. OmL/g。4)苛化制備納米碳酸鈣將步驟2、精制的石灰乳與步驟幻生成的碳酸鈉含量 180g/L的清堿液用泵送入苛化器進(jìn)行苛化反應(yīng)，控制n(CaO) Ai(Na2CO3)為1.05、加入 0. 75kg/m3十二烷基苯磺酸鈉為添加劑，苛化溫度為40°C、反應(yīng)時間120min，澄清過濾制得 130g/L的氫氧化鈉溶液，蒸發(fā)提濃至350g/L，送回步驟1)溶解微硅粉制備水玻璃。濾渣重新打漿配成15% (wt)的白泥漿料，在溫度在25°C時通入二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行碳化，終點pH 值為7.4.過濾，洗滌、干燥，制得碳酸鈣的粒徑63nm。實施例21)微硅粉的熱堿溶解稱取微硅粉80kg，將微硅粉、NaOH按SW2 NaOH摩爾比為 1.50 1制成預(yù)混料；料液預(yù)熱至50°C，用料漿泵送入熱堿溶煮釜；加水控制料液固含量為35% (wt)，通入水熱蒸汽直接加熱，壓力控制在0. 48MPa、溫度控制150°C，保溫保壓3. O 小時；料液經(jīng)過濾可制成模數(shù)為2. 95的水玻璃。2)石灰石的煅燒石灰窯加入石灰石和焦煤，窯內(nèi)溫度控制在980°C之間，石灰石煅燒生成石灰；石灰消化制得粗石灰乳，再經(jīng)120目濾網(wǎng)過濾，制得精制石灰乳待用，石灰乳中有效氧化鈣含量在20% (wt)左右。石灰窯氣中二氧化碳含量為30% (ν/ν)，經(jīng)除塵與洗滌，除去其中的粉塵和硫化物，作為制備白炭黑的二氧化碳原料氣。3)碳化法白炭黑的制備步驟1)制成的硅酸鈉溶液S^2含量調(diào)至3. 5% (wt)、 溫度調(diào)至70°C，加入0. 12% (wt)的十二烷基苯磺酸鈉為添加劑，通入步驟幻回收的二氧化碳進(jìn)行碳化反應(yīng)，在溶液PH降至8. 5時停止碳化。經(jīng)過濾分離，得含碳酸鈉含量為60g/ L的濾液，濾渣在酸化槽內(nèi)打漿配成20% (wt)的懸浮液，用鹽酸、乙酸混合液調(diào)整pH至 4. 5，陳化0. 5小時；經(jīng)過濾、洗滌、噴霧干燥，制得沉淀白炭黑比表積318m2/g，DBP吸收值為 2.07mL/go4)苛化制備納米碳酸鈣將步驟2~)精制的石灰乳與步驟幻生成的碳酸鈉含量 60g/L的清堿液用泵送入苛化器進(jìn)行苛化反應(yīng)，控制η (CaO) Ai(Na2CO3)為0. 95、加入1. 2kg/ m3聚丙烯酰胺為添加劑，苛化溫度為80°C、反應(yīng)時間60min，澄清過濾制得44g/L的氫氧化鈉溶液，蒸發(fā)提濃至150g/L，送回步驟1)溶解微硅粉制備水玻璃。濾渣重新打漿配成20% (wt)的白泥漿料，在溫度在40°C時通入二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行碳化，終點pH值為6. 5.過濾，洗滌、干燥，制得碳酸鈣的粒徑63nm。實施例31)微硅粉的熱堿溶解將微硅粉、NaOH按SW2 NaOH摩爾比為0.85 1制成預(yù)混料；料液預(yù)熱至95°C，用料漿泵送入熱堿溶煮釜；加水控制料液固含量為20% (wt)，通入水熱蒸汽直接加熱，壓力控制在0. 80MPa、溫度控制在170°C，保溫保壓1. 0小時；料液經(jīng)過濾可制成模數(shù)為1.70水玻璃。2)石灰石的煅燒石灰窯加入石灰石和焦煤，窯內(nèi)溫度控制在1200°C之間，石灰石煅燒生成石灰；石灰消化制得粗石灰乳，經(jīng)200目濾網(wǎng)過濾，制得精制石灰乳待用，石灰乳中有效氧化鈣含量為40% (wt)左右。石灰窯氣中二氧化碳含量為20% (ν/ν)，經(jīng)除塵與洗滌，除去其中的粉塵和硫化物，作為制備白炭黑的二氧化碳原料氣。3)碳化法白炭黑的制備步驟1)制成的硅酸鈉溶液S^2含量調(diào)至8. 5% (wt)、溫度調(diào)至65°C，加入0.08% (wt)的硬脂酸鈉、脂肪醇醚硫酸銨(AESA)混合物為添加劑，通入步驟幻回收的二氧化碳進(jìn)行碳化反應(yīng)，在溶液pH降至9. 5時停止碳化。經(jīng)過濾分離，得碳酸鈉含量為150g/L的濾液，濾渣在酸化槽內(nèi)打漿配成30% (wt)的懸浮液，用磷酸、甲酸和草酸混合液調(diào)整PH至6. 5，陳化2. 0小時；經(jīng)過濾、洗滌、噴霧干燥，制得沉淀白炭黑U8m2/ g，DBP 吸收值為 2. 08mL/g。4)苛化制備納米碳酸鈣將步驟幻精制的石灰乳與步驟幻生成的碳酸鈉含量 150g/L的清堿液用泵送入苛化器進(jìn)行苛化反應(yīng)，控制n(CaO) Ai(Na2CO3)為1.15、加入 0. 25kg/m3硬脂酸鈉為添加劑，苛化溫度為70°C、反應(yīng)時間90min，澄清過濾制得108g/L的氫氧化鈉溶液，蒸發(fā)提濃至300g/L，送回步驟1)溶解微硅粉制備水玻璃。濾渣重新打漿配成10% (wt)的白泥漿料，在溫度在30°C時通入二氧化碳?xì)怏w進(jìn)行碳化，終點pH值為8. 5， 過濾，洗滌、干燥，制得納米碳酸鈣粒徑86nm。
權(quán)利要求
1.一種綜合利用微硅粉制備白炭黑聯(lián)產(chǎn)納米碳酸鈣的方法，其特征在于，工藝步驟為(1)微硅粉的熱堿溶解將微硅粉、NaOH按SiA NaOH摩爾比為0. 85 1. 80 1 制成預(yù)混料，預(yù)熱至40 95°C，用料漿泵送入熱堿溶煮釜，加水將料液固含量調(diào)為15 45wt%，通入水蒸汽加熱，壓力為0. 24 2. 36MPa、溫度為120 220°C，保溫保壓0. 5 6 小時，過濾制成模數(shù)為1. 70 3. 50的水玻璃；(2)石灰石的煅燒將石灰石和焦煤加入石灰窯，窯內(nèi)溫度為980 1200°C，石灰石煅燒生成石灰，石灰加水消化制得濃度為10 40wt%的粗石灰乳，經(jīng)120 200目濾網(wǎng)過濾， 制得精制石灰乳，二氧化碳含量為18 30% ν/ν的石灰窯氣，除去粉塵和硫化物，作為制備白炭黑的二氧化碳原料氣；(3)碳化法白炭黑的制備將步驟(1)制成水玻璃溶液中3102含量調(diào)至2.5 15. Owt%、溫度調(diào)至40 95°C，加入0.01 0. 25wt%的表面活性劑，通入步驟( 回收的二氧化碳原料氣進(jìn)行碳化反應(yīng)，在溶液PH降至8. 5 10. 0時停止碳化，經(jīng)過濾分離，濾液為碳酸鈉溶液，其中碳酸鈉含量為44 264g/L，濾渣在酸化槽內(nèi)打漿配成10 40wt%的懸浮液，用無機(jī)酸、有機(jī)酸或其混合物調(diào)整pH至3. 5 8. 0，陳化0. 5 2. 0小時，經(jīng)過濾、 洗滌、噴霧干燥，制得沉淀白炭黑；(4)苛化制備納米碳酸鈣將步驟O)中制備的精制石灰乳與步驟(3)生成的碳酸鈉溶液用泵送入苛化器進(jìn)行苛化反應(yīng)，控制η (CaO) Ai(Na2CO3)為0. 8 1. 5、加入0. 10 3. 00kg/m3添加劑作為晶型誘導(dǎo)劑，苛化溫度為40 90°C、反應(yīng)時間40 120min，澄清過濾得到濾液與濾渣，濾液是濃度為30 190g/L的氫氧化鈉溶液；氫氧化鈉溶液蒸發(fā)提濃至 150 450g/L，送回步驟(1)溶解微硅粉制備水玻璃，濾渣重新打漿配成5 20wt%的白泥漿料，當(dāng)溫度在20 50°C時通入二氧化碳原料氣進(jìn)行碳化，當(dāng)pH值為7. 0 10. 0時停止反應(yīng)，通過過濾，洗滌、干燥，制得納米碳酸鈣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述微硅粉是硅系鐵合金或金屬硅工業(yè)礦熱爐產(chǎn)生的煙塵，通過除塵裝置收集的含硅粉塵，其中SiO2含量為70 95wt%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，SiO2含量為83 95wt%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)中所述的表面活性劑為聚乙二醇、十二烷基苯磺酸鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、脂肪醇醚硫酸銨、硬脂酸鈉、羧甲基纖維素其中的一種、二種或多種復(fù)配的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(3)中所述的無機(jī)酸、有機(jī)酸或其混合物為鹽酸、硫酸、磷酸、硝酸、氯酸和甲酸、乙酸、草酸、苯甲酸、丁二酸、蘋果酸、檸檬酸、酒石酸、水楊酸其中的一種或多種酸的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟(4)中所述的添加劑為十二烷基磺酸鈉、聚丙烯酰銨、硬脂酸鈉、硅酸鈉、多聚磷酸鈉、焦磷酸鈉其中的一種或幾種的混合物。
全文摘要
一種綜合利用微硅粉制備白炭黑聯(lián)產(chǎn)納米碳酸鈣的方法，屬于硅鐵合金工業(yè)廢棄資源與工業(yè)窯氣二氧化碳綜合利用技術(shù)領(lǐng)域。工藝步驟包括氫氧化鈉熱堿溶解微硅粉制備水玻璃；石灰石煅燒制備石灰，放出二氧化碳原料氣；水玻璃碳化法制備沉淀白炭黑；碳化濾液碳酸鈉苛化制備氫氧化鈉溶液聯(lián)產(chǎn)納米碳酸鈣；氫氧化鈉溶液循環(huán)至熱堿溶煮釜溶解微硅粉制水玻璃。優(yōu)點在于，實現(xiàn)了綜合利用微硅粉與石灰石制備白炭黑聯(lián)產(chǎn)納米碳酸鈣的工藝循環(huán)，為冶金化工廢棄物的資源化、高值化利用提供新的方法。
文檔編號C01B33/12GK102424392SQ201110267968
公開日2012年4月25日 申請日期2011年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月11日
發(fā)明者公旭中, 李巨才, 林榮毅, 白濤, 郭占成 申請人:中國科學(xué)院過程工程研究所, 內(nèi)蒙古鄂爾多斯電力冶金股份有限公司, 北京科技大學(xué)