一种综合利用微硅粉制备白炭黑联产纳米碳酸钙的方法

摘要

一种综合利用微硅粉制备白炭黑联产纳米碳酸钙的方法，属于硅铁合金工业废弃资源与工业窑气二氧化碳综合利用技术领域。工艺步骤包括：氢氧化钠热碱溶解微硅粉制备水玻璃；石灰石煅烧制备石灰，放出二氧化碳原料气；水玻璃碳化法制备沉淀白炭黑；碳化滤液碳酸钠苛化制备氢氧化钠溶液联产纳米碳酸钙；氢氧化钠溶液循环至热碱溶煮釜溶解微硅粉制水玻璃。优点在于，实现了综合利用微硅粉与石灰石制备白炭黑联产纳米碳酸钙的工艺循环，为冶金化工废弃物的资源化、高值化利用提供新的方法。

主权项

一种综合利用微硅粉制备白炭黑联产纳米碳酸钙的方法，其特征在于，工艺步骤为：(1)微硅粉的热碱溶解：将微硅粉、NaOH按SiO2∶NaOH摩尔比为0.85～1.80∶1制成预混料，预热至40～95℃，用料浆泵送入热碱溶煮釜，加水将料液固含量调为15～45wt％，通入水蒸汽加热，压力为0.24～2.36MPa、温度为120～220℃，保温保压0.5～6小时，过滤制成模数为1.70～3.50的水玻璃；(2)石灰石的煅烧：将石灰石和焦煤加入石灰窑，窑内温度为980～1200℃，石灰石煅烧生成石灰，石灰加水消化制得浓度为10～40wt％的粗石灰乳，经120～200目滤网过滤，制得精制石灰乳，二氧化碳含量为18～30％v/v的石灰窑气，除去粉尘和硫化物，作为制备白炭黑的二氧化碳原料气；(3)碳化法白炭黑的制备：将步骤(1)制成水玻璃溶液中SiO2含量调至2.5～15.0wt％、温度调至40～95℃，加入0.01～0.25wt％的表面活性剂，通入步骤(2)回收的二氧化碳原料气进行碳化反应，在溶液pH降至8.5～10.0时停止碳化，经过滤分离，滤液为碳酸钠溶液，其中碳酸钠含量为44～264g/L，滤渣在酸化槽内打浆配成10～40wt％的悬浮液，用无机酸、有机酸或其混合物调整pH至3.5～8.0，陈化0.5～2.0小时，经过滤、洗涤、喷雾干燥，制得沉淀白炭黑；(4)苛化制备纳米碳酸钙：将步骤(2)中制备的精制石灰乳与步骤(3)生成的碳酸钠溶液用泵送入苛化器进行苛化反应，控制n(CaO)/n(Na2CO3)为0.8～1.5、加入0.10～3.00kg/m3添加剂作为晶型诱导剂，苛化温度为40～90℃、反应时间40～120min，澄清过滤得到滤液与滤渣，滤液是浓度为30～190g/L的氢氧化钠溶液；氢氧化钠溶液蒸发提浓至150～450g/L，送回步骤(1)溶解微硅粉制备水玻璃，滤渣重新打浆配成5～20wt％的白泥浆料，当温度在20～50℃时通入二氧化碳原料气进行碳化，当pH值为7.0～10.0时停止反应，通过过滤，洗涤、干燥，制得纳米碳酸钙。