一种用石英粉生产橡胶添加剂的方法
【专利摘要】本发明属于添加剂技术领域，具体涉及一种用石英粉生产橡胶添加剂的方法。包括以下步骤：将石英粉与苛性碱溶液混合成浆液；再用管道化溶出或者压煮器设备将浆液反应制备出含杂质的水玻璃溶液；将水玻璃溶液加清洁水稀释，制得混合液，将混合液按照常规的液固分离流程进行液固分离，滤出的液体导入水玻璃溶液储槽中；在碳分槽内加入清洁水，再将水玻璃溶液导入碳分槽内混合均匀，并加热，保持温度下通入CO2，当混合液ph值达到9～11后，再连续通入水玻璃溶液，同时调整CO2通入量，得到浆液；将制得的浆液，按照常规的液固分离流程进行液固分离，将分离的滤饼酸洗涤、干燥，制得橡胶添加剂。
【专利说明】
一种用石英粉生产橡胶添加剂的方法
技术领域
[0001]本发明属于添加剂技术领域，具体涉及一种用石英粉生产橡胶添加剂的方法。【背景技术】
[0002]1)石英是地球表面分布最广的矿物之一，储量丰富。在石英粉碎加工过程中，会产生大量副产品。此类副产品主要来自通过收尘器收集到的大量粉尘，此类粉尘粒度小，白度低，不满足产品外售条件。同时，由于副产品生产地和目前的使用地之间运输成本大于其销售价格，使其很难销售。因此生产企业只能将其作为废粉处理。同时在无机硅相关生产企业中，通过收尘设施收集的微硅粉具有和石英粉相同的特征，企业难以利用，只能暂时堆存， 给企业造成浪费，同时造成二次扬尘污染。[〇〇〇3] 2)工业窑炉，特别是以煤为燃烧介质的窑炉在运行中会产生大量的气体，这些气体含有较高的二氧化碳。在实际生产中，往往将这些二氧化碳气体直接排入大气，造成二氧化碳气的浪费，加剧温室效应演化。因此如果能充分利用窑炉燃(煅)烧过程中产生的二氧化碳气，将有利于环保，有利于支持能源循环利用。
[0004]3)上述的石英废粉通常作为废弃物堆存，增加企业生产成本，易造成粉尘污染。同时煤窑煅烧产生的气体未得到有效利用，造成资源的浪费。
[0005]4)目前国内外工业上沉淀法生产水合二氧化硅，技术路线为强酸法，即用强酸如硫酸或盐酸等对硅酸钠溶液进行分解生产水合二氧化硅。生产企业大多以石英为原料，利用硫酸等强酸制取水合二氧化硅，其优点是工艺成熟，工艺流程短等，缺点是环境污染较大，浪费矿产资源。碳酸法见诸资料介绍，目前尚无应用于工业生产的案例明确报道。
[0006]如专利公开号CN101993085A公开的“一种粉煤灰生产牙膏用白炭黑的方法”专利， 存在着回溶流程、二次碳分流程复杂、生产过程损耗大的不足;再如CN102424392A公开的 “一种综合利用微硅粉制备白炭黑联产纳米碳酸钙的方法”需在碳分反应过程中添加添加剂，产品质量稳定性不易控制。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是针对上述现有技术中存在的问题，提供工艺简单、损耗小、产品质量稳定易控制的一种用石英粉生产橡胶添加剂的方法。
[0008]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为:
[0009]—种用石英粉生产橡胶添加剂的方法，其中:包括以下步骤:
[0010]1)将硅含量彡90%、粒度大小为0.1?50_的石英粉与浓度为60?200g/L的苛性碱溶液按照水玻璃模数为1.5?2.5的质量比混合成浆液；
[0011]2)再用管道化溶出或者压煮器设备将步骤1)混合好的浆液在80?130°C的温度下反应30min?120min，制备出含杂质的水玻璃溶液；
[0012]3)将步骤2)制备的水玻璃溶液加清洁水稀释到金属氧化物为20?90g/L区间，制得混合液，将混合液按照常规的液固分离流程进行液固分离，滤出的液体导入水玻璃溶液储槽中；
[0013]4)在反应体积为V的碳分槽内加入VI体积的清洁水，作为底水，开启碳分槽内的搅拌装置，一边搅拌一边将步骤3)制备的水玻璃溶液先按V2的体积导入碳分槽内作为底碱， 混合均匀，再开启碳分槽的加热装置，待碳分槽内混合液达到80?97°C的温度后，保持温度在80?97 °C下，通入VgQ1m3/h的浓度为28 %?40 %的C02，当混合液ph值达到9?11后，再按照 VwQm3/h的流量连续通入步骤3)中的水玻璃溶液，同时将C02通入量调整为VgQ2m3/h，使ph值达至IJ9.5?10.5，且水玻璃溶液的通入时间到(V-V1-V2)/Vwq时，停止通入C02;得到浆液;其中， VI与V的关系为0.3?0.75:1，V2的加入量是底水和底碱的混合溶液中金属氧化物含量在1 ?25g/L，乂柳与乂的关系为5?40:1，VgQ2与V的关系为5?40:1;
[0014]5)将步骤4)制得的浆液，按照常规的液固分离流程进行液固分离，将分离的滤饼酸洗涤、干燥，制得橡胶添加剂。
[0015]所述的步骤4)中所使用的C02气体为焦煤和石灰石混合、煅烧、净化后的C02气体或固态C02通过加入空气稀释后的混合气体。
[0016]本发明采用以上技术方案，具有以下优点，第一，本发明技术中，采用碳酸法对环境友好，相对于资料介绍的用粉煤灰生产水合二氧化硅而言具有工艺流程短，与公开号 CN101993085A的专利相比较，减少了回溶流程、二次碳分流程，同时生产过程损耗小；相对于公开号CN102424392A的专利相比较，本工艺无需添加任何添加剂，产品质量稳定易控制。 在碳分过程中，对加入的原料，能够准确控制其匹配的参数。
[0017]第二，本发明生产的橡胶添加剂，其成分为水合二氧化硅，产品中不含凝胶，PH值呈碱性，利于橡胶硫化，较于传统沉淀法生产的产品具有更低的生热和滚动阻力，其应用性能优于传统沉淀法生产的产品。
[0018]第三，本发明能充分利用窑炉燃(煅)烧过程中产生的二氧化碳气，将有利于环保， 有利于支持能源循环利用，可减少温室气体的排放。
[0019]第四，本发明生产的产品主要用于橡胶中作为添加剂，其也可作为普通硅类添加剂用于催化剂及催化剂载体、胶鞋底等领域。【具体实施方式】
[0020]实施例1
[0021]本实施例一种用石英粉生产橡胶添加剂的方法，其中:包括以下步骤:[〇〇22]1)将硅含量多90%、粒度大小为0.lwii的石英粉与浓度为60g/L的苛性碱溶液按照水玻璃模数为1.5的质量比混合成浆液；
[0023]2)再用管道化溶出或者压煮器设备将步骤1)混合好的浆液在80°C的温度下反应 30min，制备出含杂质的水玻璃溶液；
[0024]3)将步骤2)制备的水玻璃溶液加清洁水稀释到金属氧化物为20g/L区间，制得混合液，将混合液按照常规的液固分离流程进行液固分离，滤出的液体导入水玻璃溶液储槽中；
[0025]4)在反应体积为V的碳分槽内加入VI体积的清洁水，作为底水，开启碳分槽内的搅拌装置，一边搅拌一边将步骤3)制备的水玻璃溶液先按V2的体积导入碳分槽内作为底碱， 混合均匀，再开启碳分槽的加热装置，待碳分槽内混合液达到80°C的温度后，保持温度在°C下，通入VgQ1m3/h的浓度为28%的C02，当混合液ph值达到9后，再按照VwQm3/h的流量连续通入步骤3)中的水玻璃溶液，同时将C02通入量调整为VgQ2m3/h，使ph值达到9.5，且水玻璃溶液的通入时间到(V-V1-V2)/VwQ时，停止通入C02;得到浆液;其中，VI与V的关系为0.3:1，V2的加入量是底水和底碱的混合溶液中金属氧化物含量在lg/L，Vg(n与V的关系为5:l，VgQ2与V的关系为5:1;
[0026]5)将步骤4)制得的浆液，按照常规的液固分离流程进行液固分离，将分离的滤饼酸洗涤、干燥，制得橡胶添加剂。
[0027]本实施例中所述的步骤4)中所使用的C02气体为焦煤和石灰石混合、煅烧、净化后的C02气体或固态C02通过加入空气稀释后的混合气体。[〇〇28]实施例2
[0029]本实施例一种用石英粉生产橡胶添加剂的方法，其中:包括以下步骤:
[0030]1)将硅含量彡90%、粒度大小为50WI1的石英粉与浓度为200g/L的苛性碱溶液按照水玻璃模数为2.5的质量比混合成浆液；
[0031]2)再用管道化溶出或者压煮器设备将步骤1)混合好的浆液在130°C的温度下反应 120min，制备出含杂质的水玻璃溶液；
[0032]3)将步骤2)制备的水玻璃溶液加清洁水稀释到金属氧化物为90g/L区间，制得混合液，将混合液按照常规的液固分离流程进行液固分离，滤出的液体导入水玻璃溶液储槽中；[〇〇33]4)在反应体积为V的碳分槽内加入VI体积的清洁水，作为底水，开启碳分槽内的搅拌装置，一边搅拌一边将步骤3)制备的水玻璃溶液先按V2的体积导入碳分槽内作为底碱， 混合均匀，再开启碳分槽的加热装置，待碳分槽内混合液达到97°C的温度后，保持温度在97 °C下，通入Vg(nm3/h的浓度为40 %的C02，当混合液ph值达到11后，再按照VwQm3/h的流量连续通入步骤3)中的水玻璃溶液，同时将C02通入量调整为VgQ2m3/h，使ph值达到10.5，且水玻璃溶液的通入时间到(V-V1-V2 )/VwQ时，停止通入C02;得到浆液;其中，VI与V的关系为0.75:1， V2的加入量是底水和底碱的混合溶液中金属氧化物含量在25g/L，Vg(n与V的关系为40:1， VgQ2与V的关系为40:1;
[0034]5)将步骤4)制得的浆液，按照常规的液固分离流程进行液固分离，将分离的滤饼酸洗涤、干燥，制得橡胶添加剂。
[0035]本实施例中所述的步骤4)中所使用的C02气体为焦煤和石灰石混合、煅烧、净化后的C02气体或固态C02通过加入空气稀释后的混合气体。
[0036]实施例3
[0037]本实施例一种用石英粉生产橡胶添加剂的方法，其中:包括以下步骤:[〇〇38]1)将硅含量彡90%、粒度大小为25mi的石英粉与浓度为150g/L的苛性碱溶液按照水玻璃模数为2的质量比混合成浆液；
[0039]2)再用管道化溶出或者压煮器设备将步骤1)混合好的浆液在100°C的温度下反应 80min，制备出含杂质的水玻璃溶液；
[0040]3)将步骤2)制备的水玻璃溶液加清洁水稀释到金属氧化物为60g/L区间，制得混合液，将混合液按照常规的液固分离流程进行液固分离，滤出的液体导入水玻璃溶液储槽中；[0041 ] 4)在反应体积为V的碳分槽内加入VI体积的清洁水，作为底水，开启碳分槽内的搅拌装置，一边搅拌一边将步骤3)制备的水玻璃溶液先按V2的体积导入碳分槽内作为底碱， 混合均匀，再开启碳分槽的加热装置，待碳分槽内混合液达到90°C的温度后，保持温度在90 °C下，通入Vg(nm3/h的浓度为35 %的C02，当混合液ph值达到10后，再按照VwQm3/h的流量连续通入步骤3)中的水玻璃溶液，同时将C02通入量调整为VgQ2m3/h，使ph值达到10，且水玻璃溶液的通入时间到(V-V1-V2 )/VwQ时，停止通入C02;得到浆液;其中，VI与V的关系为0.55:1，V2 的加入量是底水和底碱的混合溶液中金属氧化物含量在15g/L，V柳与V的关系为20:l，VgQ2 与V的关系为20:1;
[0042]5)将步骤4)制得的浆液，按照常规的液固分离流程进行液固分离，将分离的滤饼酸洗涤、干燥，制得橡胶添加剂。
[0043]本实施例中所述的步骤4)中所使用的C02气体为焦煤和石灰石混合、煅烧、净化后的C02气体或固态C02通过加入空气稀释后的混合气体。
【主权项】
1.一种用石英粉生产橡胶添加剂的方法，其特征在于:包括以下步骤:1)将硅含量多90%、粒度大小为0.1?50mi的石英粉与浓度为60-200g/L的苛性碱溶液 按照水玻璃模数为1.5?2.5的质量比混合成浆液；2)再用管道化溶出或者压煮器设备将步骤1)混合好的浆液在80?130°C的温度下反应 30min?120min，制备出含杂质的水玻璃溶液；3)将步骤2)制备的水玻璃溶液加清洁水稀释到金属氧化物为20?90g/L区间，制得混 合液，将混合液按照常规的液固分离流程进行液固分离，滤出的液体导入水玻璃溶液储槽 中；4)在反应体积为V的碳分槽内加入VI体积的清洁水，作为底水，开启碳分槽内的搅拌装 置，一边搅拌一边将步骤3)制备的水玻璃溶液先按V2的体积导入碳分槽内作为底碱，混合 均匀，再开启碳分槽的加热装置，待碳分槽内混合液达到80°C?97°C的温度后，保持温度在 80°C?97 °C下，通入VgQ1m3/h的浓度为28 %?40 %的C02，当混合液ph值达到9?11后，再按照 VwQm3/h的流量连续通入步骤3)中的水玻璃溶液，同时将C02通入量调整为VgQ2m3/h，使ph值达 至IJ9.5?10.5，且水玻璃溶液的通入时间到(V-V1-V2)/Vwq时，停止通入C02;得到浆液;其中， VI与V的关系为0.3?0.75:1，V2的加入量是底水和底碱的混合溶液中金属氧化物含量在1 ?25g/L，乂柳与乂的关系为5?40:1，VgQ2与V的关系为5?40:1;5)将步骤4)制得的浆液，按照常规的液固分离流程进行液固分离，将分离的滤饼酸洗 涤、干燥，制得橡胶添加剂。2.—种用石英粉生产橡胶添加剂的方法，其特征在于:所述的步骤4)中所使用的0)2气 体为焦煤和石灰石混合、煅烧、净化后的C02气体或固态C02通过加入空气稀释后的混合气 体。
【文档编号】C01B33/12GK106044780SQ201610328102
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年5月17日
【发明人】李智民, 杨福春
【申请人】李智民