一種用石英粉生產(chǎn)橡膠添加劑的方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于添加劑技術領域，具體涉及一種用石英粉生產(chǎn)橡膠添加劑的方法。包括以下步驟：將石英粉與苛性堿溶液混合成漿液；再用管道化溶出或者壓煮器設備將漿液反應制備出含雜質(zhì)的水玻璃溶液；將水玻璃溶液加清潔水稀釋，制得混合液，將混合液按照常規(guī)的液固分離流程進行液固分離，濾出的液體導入水玻璃溶液儲槽中；在碳分槽內(nèi)加入清潔水，再將水玻璃溶液導入碳分槽內(nèi)混合均勻，并加熱，保持溫度下通入CO2，當混合液ph值達到9～11后，再連續(xù)通入水玻璃溶液，同時調(diào)整CO2通入量，得到漿液；將制得的漿液，按照常規(guī)的液固分離流程進行液固分離，將分離的濾餅酸洗滌、干燥，制得橡膠添加劑。
【專利說明】
一種用石英粉生產(chǎn)橡膠添加劑的方法
技術領域
[0001]本發(fā)明屬于添加劑技術領域，具體涉及一種用石英粉生產(chǎn)橡膠添加劑的方法。【背景技術】
[0002]1)石英是地球表面分布最廣的礦物之一，儲量豐富。在石英粉碎加工過程中，會產(chǎn)生大量副產(chǎn)品。此類副產(chǎn)品主要來自通過收塵器收集到的大量粉塵，此類粉塵粒度小，白度低，不滿足產(chǎn)品外售條件。同時，由于副產(chǎn)品生產(chǎn)地和目前的使用地之間運輸成本大于其銷售價格，使其很難銷售。因此生產(chǎn)企業(yè)只能將其作為廢粉處理。同時在無機硅相關生產(chǎn)企業(yè)中，通過收塵設施收集的微硅粉具有和石英粉相同的特征，企業(yè)難以利用，只能暫時堆存， 給企業(yè)造成浪費，同時造成二次揚塵污染。[〇〇〇3] 2)工業(yè)窯爐，特別是以煤為燃燒介質(zhì)的窯爐在運行中會產(chǎn)生大量的氣體，這些氣體含有較高的二氧化碳。在實際生產(chǎn)中，往往將這些二氧化碳氣體直接排入大氣，造成二氧化碳氣的浪費，加劇溫室效應演化。因此如果能充分利用窯爐燃(煅)燒過程中產(chǎn)生的二氧化碳氣，將有利于環(huán)保，有利于支持能源循環(huán)利用。
[0004]3)上述的石英廢粉通常作為廢棄物堆存，增加企業(yè)生產(chǎn)成本，易造成粉塵污染。同時煤窯煅燒產(chǎn)生的氣體未得到有效利用，造成資源的浪費。
[0005]4)目前國內(nèi)外工業(yè)上沉淀法生產(chǎn)水合二氧化硅，技術路線為強酸法，即用強酸如硫酸或鹽酸等對硅酸鈉溶液進行分解生產(chǎn)水合二氧化硅。生產(chǎn)企業(yè)大多以石英為原料，利用硫酸等強酸制取水合二氧化硅，其優(yōu)點是工藝成熟，工藝流程短等，缺點是環(huán)境污染較大，浪費礦產(chǎn)資源。碳酸法見諸資料介紹，目前尚無應用于工業(yè)生產(chǎn)的案例明確報道。
[0006]如專利公開號CN101993085A公開的“一種粉煤灰生產(chǎn)牙膏用白炭黑的方法”專利， 存在著回溶流程、二次碳分流程復雜、生產(chǎn)過程損耗大的不足;再如CN102424392A公開的 “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”需在碳分反應過程中添加添加劑，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性不易控制。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術中存在的問題，提供工藝簡單、損耗小、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定易控制的一種用石英粉生產(chǎn)橡膠添加劑的方法。
[0008]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為:
[0009]—種用石英粉生產(chǎn)橡膠添加劑的方法，其中:包括以下步驟:
[0010]1)將硅含量彡90%、粒度大小為0.1?50_的石英粉與濃度為60?200g/L的苛性堿溶液按照水玻璃模數(shù)為1.5?2.5的質(zhì)量比混合成漿液；
[0011]2)再用管道化溶出或者壓煮器設備將步驟1)混合好的漿液在80?130°C的溫度下反應30min?120min，制備出含雜質(zhì)的水玻璃溶液；
[0012]3)將步驟2)制備的水玻璃溶液加清潔水稀釋到金屬氧化物為20?90g/L區(qū)間，制得混合液，將混合液按照常規(guī)的液固分離流程進行液固分離，濾出的液體導入水玻璃溶液儲槽中；
[0013]4)在反應體積為V的碳分槽內(nèi)加入VI體積的清潔水，作為底水，開啟碳分槽內(nèi)的攪拌裝置，一邊攪拌一邊將步驟3)制備的水玻璃溶液先按V2的體積導入碳分槽內(nèi)作為底堿， 混合均勻，再開啟碳分槽的加熱裝置，待碳分槽內(nèi)混合液達到80?97°C的溫度后，保持溫度在80?97 °C下，通入VgQ1m3/h的濃度為28 %?40 %的C02，當混合液ph值達到9?11后，再按照 VwQm3/h的流量連續(xù)通入步驟3)中的水玻璃溶液，同時將C02通入量調(diào)整為VgQ2m3/h，使ph值達至IJ9.5?10.5，且水玻璃溶液的通入時間到(V-V1-V2)/Vwq時，停止通入C02;得到漿液;其中， VI與V的關系為0.3?0.75:1，V2的加入量是底水和底堿的混合溶液中金屬氧化物含量在1 ?25g/L，乂柳與乂的關系為5?40:1，VgQ2與V的關系為5?40:1;
[0014]5)將步驟4)制得的漿液，按照常規(guī)的液固分離流程進行液固分離，將分離的濾餅酸洗滌、干燥，制得橡膠添加劑。
[0015]所述的步驟4)中所使用的C02氣體為焦煤和石灰石混合、煅燒、凈化后的C02氣體或固態(tài)C02通過加入空氣稀釋后的混合氣體。
[0016]本發(fā)明采用以上技術方案，具有以下優(yōu)點，第一，本發(fā)明技術中，采用碳酸法對環(huán)境友好，相對于資料介紹的用粉煤灰生產(chǎn)水合二氧化硅而言具有工藝流程短，與公開號 CN101993085A的專利相比較，減少了回溶流程、二次碳分流程，同時生產(chǎn)過程損耗??；相對于公開號CN102424392A的專利相比較，本工藝無需添加任何添加劑，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定易控制。 在碳分過程中，對加入的原料，能夠準確控制其匹配的參數(shù)。
[0017]第二，本發(fā)明生產(chǎn)的橡膠添加劑，其成分為水合二氧化硅，產(chǎn)品中不含凝膠，PH值呈堿性，利于橡膠硫化，較于傳統(tǒng)沉淀法生產(chǎn)的產(chǎn)品具有更低的生熱和滾動阻力，其應用性能優(yōu)于傳統(tǒng)沉淀法生產(chǎn)的產(chǎn)品。
[0018]第三，本發(fā)明能充分利用窯爐燃(煅)燒過程中產(chǎn)生的二氧化碳氣，將有利于環(huán)保， 有利于支持能源循環(huán)利用，可減少溫室氣體的排放。
[0019]第四，本發(fā)明生產(chǎn)的產(chǎn)品主要用于橡膠中作為添加劑，其也可作為普通硅類添加劑用于催化劑及催化劑載體、膠鞋底等領域。【具體實施方式】
[0020]實施例1
[0021]本實施例一種用石英粉生產(chǎn)橡膠添加劑的方法，其中:包括以下步驟:[〇〇22]1)將硅含量多90%、粒度大小為0.lwii的石英粉與濃度為60g/L的苛性堿溶液按照水玻璃模數(shù)為1.5的質(zhì)量比混合成漿液；
[0023]2)再用管道化溶出或者壓煮器設備將步驟1)混合好的漿液在80°C的溫度下反應 30min，制備出含雜質(zhì)的水玻璃溶液；
[0024]3)將步驟2)制備的水玻璃溶液加清潔水稀釋到金屬氧化物為20g/L區(qū)間，制得混合液，將混合液按照常規(guī)的液固分離流程進行液固分離，濾出的液體導入水玻璃溶液儲槽中；
[0025]4)在反應體積為V的碳分槽內(nèi)加入VI體積的清潔水，作為底水，開啟碳分槽內(nèi)的攪拌裝置，一邊攪拌一邊將步驟3)制備的水玻璃溶液先按V2的體積導入碳分槽內(nèi)作為底堿， 混合均勻，再開啟碳分槽的加熱裝置，待碳分槽內(nèi)混合液達到80°C的溫度后，保持溫度在°C下，通入VgQ1m3/h的濃度為28%的C02，當混合液ph值達到9后，再按照VwQm3/h的流量連續(xù)通入步驟3)中的水玻璃溶液，同時將C02通入量調(diào)整為VgQ2m3/h，使ph值達到9.5，且水玻璃溶液的通入時間到(V-V1-V2)/VwQ時，停止通入C02;得到漿液;其中，VI與V的關系為0.3:1，V2的加入量是底水和底堿的混合溶液中金屬氧化物含量在lg/L，Vg(n與V的關系為5:l，VgQ2與V的關系為5:1;
[0026]5)將步驟4)制得的漿液，按照常規(guī)的液固分離流程進行液固分離，將分離的濾餅酸洗滌、干燥，制得橡膠添加劑。
[0027]本實施例中所述的步驟4)中所使用的C02氣體為焦煤和石灰石混合、煅燒、凈化后的C02氣體或固態(tài)C02通過加入空氣稀釋后的混合氣體。[〇〇28]實施例2
[0029]本實施例一種用石英粉生產(chǎn)橡膠添加劑的方法，其中:包括以下步驟:
[0030]1)將硅含量彡90%、粒度大小為50WI1的石英粉與濃度為200g/L的苛性堿溶液按照水玻璃模數(shù)為2.5的質(zhì)量比混合成漿液；
[0031]2)再用管道化溶出或者壓煮器設備將步驟1)混合好的漿液在130°C的溫度下反應 120min，制備出含雜質(zhì)的水玻璃溶液；
[0032]3)將步驟2)制備的水玻璃溶液加清潔水稀釋到金屬氧化物為90g/L區(qū)間，制得混合液，將混合液按照常規(guī)的液固分離流程進行液固分離，濾出的液體導入水玻璃溶液儲槽中；[〇〇33]4)在反應體積為V的碳分槽內(nèi)加入VI體積的清潔水，作為底水，開啟碳分槽內(nèi)的攪拌裝置，一邊攪拌一邊將步驟3)制備的水玻璃溶液先按V2的體積導入碳分槽內(nèi)作為底堿， 混合均勻，再開啟碳分槽的加熱裝置，待碳分槽內(nèi)混合液達到97°C的溫度后，保持溫度在97 °C下，通入Vg(nm3/h的濃度為40 %的C02，當混合液ph值達到11后，再按照VwQm3/h的流量連續(xù)通入步驟3)中的水玻璃溶液，同時將C02通入量調(diào)整為VgQ2m3/h，使ph值達到10.5，且水玻璃溶液的通入時間到(V-V1-V2 )/VwQ時，停止通入C02;得到漿液;其中，VI與V的關系為0.75:1， V2的加入量是底水和底堿的混合溶液中金屬氧化物含量在25g/L，Vg(n與V的關系為40:1， VgQ2與V的關系為40:1;
[0034]5)將步驟4)制得的漿液，按照常規(guī)的液固分離流程進行液固分離，將分離的濾餅酸洗滌、干燥，制得橡膠添加劑。
[0035]本實施例中所述的步驟4)中所使用的C02氣體為焦煤和石灰石混合、煅燒、凈化后的C02氣體或固態(tài)C02通過加入空氣稀釋后的混合氣體。
[0036]實施例3
[0037]本實施例一種用石英粉生產(chǎn)橡膠添加劑的方法，其中:包括以下步驟:[〇〇38]1)將硅含量彡90%、粒度大小為25mi的石英粉與濃度為150g/L的苛性堿溶液按照水玻璃模數(shù)為2的質(zhì)量比混合成漿液；
[0039]2)再用管道化溶出或者壓煮器設備將步驟1)混合好的漿液在100°C的溫度下反應 80min，制備出含雜質(zhì)的水玻璃溶液；
[0040]3)將步驟2)制備的水玻璃溶液加清潔水稀釋到金屬氧化物為60g/L區(qū)間，制得混合液，將混合液按照常規(guī)的液固分離流程進行液固分離，濾出的液體導入水玻璃溶液儲槽中；[0041 ] 4)在反應體積為V的碳分槽內(nèi)加入VI體積的清潔水，作為底水，開啟碳分槽內(nèi)的攪拌裝置，一邊攪拌一邊將步驟3)制備的水玻璃溶液先按V2的體積導入碳分槽內(nèi)作為底堿， 混合均勻，再開啟碳分槽的加熱裝置，待碳分槽內(nèi)混合液達到90°C的溫度后，保持溫度在90 °C下，通入Vg(nm3/h的濃度為35 %的C02，當混合液ph值達到10后，再按照VwQm3/h的流量連續(xù)通入步驟3)中的水玻璃溶液，同時將C02通入量調(diào)整為VgQ2m3/h，使ph值達到10，且水玻璃溶液的通入時間到(V-V1-V2 )/VwQ時，停止通入C02;得到漿液;其中，VI與V的關系為0.55:1，V2 的加入量是底水和底堿的混合溶液中金屬氧化物含量在15g/L，V柳與V的關系為20:l，VgQ2 與V的關系為20:1;
[0042]5)將步驟4)制得的漿液，按照常規(guī)的液固分離流程進行液固分離，將分離的濾餅酸洗滌、干燥，制得橡膠添加劑。
[0043]本實施例中所述的步驟4)中所使用的C02氣體為焦煤和石灰石混合、煅燒、凈化后的C02氣體或固態(tài)C02通過加入空氣稀釋后的混合氣體。
【主權項】
1.一種用石英粉生產(chǎn)橡膠添加劑的方法，其特征在于:包括以下步驟:1)將硅含量多90%、粒度大小為0.1?50mi的石英粉與濃度為60-200g/L的苛性堿溶液 按照水玻璃模數(shù)為1.5?2.5的質(zhì)量比混合成漿液；2)再用管道化溶出或者壓煮器設備將步驟1)混合好的漿液在80?130°C的溫度下反應 30min?120min，制備出含雜質(zhì)的水玻璃溶液；3)將步驟2)制備的水玻璃溶液加清潔水稀釋到金屬氧化物為20?90g/L區(qū)間，制得混 合液，將混合液按照常規(guī)的液固分離流程進行液固分離，濾出的液體導入水玻璃溶液儲槽 中；4)在反應體積為V的碳分槽內(nèi)加入VI體積的清潔水，作為底水，開啟碳分槽內(nèi)的攪拌裝 置，一邊攪拌一邊將步驟3)制備的水玻璃溶液先按V2的體積導入碳分槽內(nèi)作為底堿，混合 均勻，再開啟碳分槽的加熱裝置，待碳分槽內(nèi)混合液達到80°C?97°C的溫度后，保持溫度在 80°C?97 °C下，通入VgQ1m3/h的濃度為28 %?40 %的C02，當混合液ph值達到9?11后，再按照 VwQm3/h的流量連續(xù)通入步驟3)中的水玻璃溶液，同時將C02通入量調(diào)整為VgQ2m3/h，使ph值達 至IJ9.5?10.5，且水玻璃溶液的通入時間到(V-V1-V2)/Vwq時，停止通入C02;得到漿液;其中， VI與V的關系為0.3?0.75:1，V2的加入量是底水和底堿的混合溶液中金屬氧化物含量在1 ?25g/L，乂柳與乂的關系為5?40:1，VgQ2與V的關系為5?40:1;5)將步驟4)制得的漿液，按照常規(guī)的液固分離流程進行液固分離，將分離的濾餅酸洗 滌、干燥，制得橡膠添加劑。2.—種用石英粉生產(chǎn)橡膠添加劑的方法，其特征在于:所述的步驟4)中所使用的0)2氣 體為焦煤和石灰石混合、煅燒、凈化后的C02氣體或固態(tài)C02通過加入空氣稀釋后的混合氣 體。
【文檔編號】C01B33/12GK106044780SQ201610328102
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月17日
【發(fā)明人】李智民, 楊福春
【申請人】李智民