专利名称：一种利用白炭黑生产废水制备硫酸钙晶须的方法
技术领域：
本发明涉及一种利用白炭黑生产废水制备硫酸钙晶须的方法，具体涉及一种碱溶稻壳灰中二氧化硅、硫酸沉淀法生产白炭黑、硫酸钠废水生产硫酸钙晶须、同时回收氢氧化钠和氯化钠并循环利用的方法。
背景技术：
传统制备白炭黑的方法，是以硅砂为原料，将纯碱和硅砂置于反射炉中高温熔融制备硅酸钠，然后用水溶解制备水玻璃，再用无机酸中和沉淀，加入氯化钠进行陈化处理， 最后水洗、过滤、喷雾干燥制备白炭黑产品。这种传统工艺不仅消耗大量的化工原料，能耗大、成本高，而且产生大量硫酸钠和氯化钠废水，污染环境。因此如何利用硫酸钠废水成为众多科学家和企业家关注的研究课题，经过多年的科学研究，人们在硫酸钙晶须制备与应用方面也取得了较好成果。
专利CN101994153A公开了一种用脱硫石膏制备改性硫酸钙晶须的方法，包括以下步骤过筛、制浆、水热反应、晶须表面改性、脱水、干燥；反应温度为107 180°C、脱硫石膏与水按重量百分比的浓度为5 33%、干燥温度为100 300°C。在经水热反应形成的硫酸钙晶须悬浮液中加入脱硫石膏重量0. 05 5%的改性剂。专利CN1955345公开了一种硫酸钙晶须的制备方法，采用氢氧化钙与硫酸溶液反应制备硫酸钙晶须的方法。专利 CN1699638公开了以生石膏为原料、以水为介，并经混料、合成反应、干燥三个工艺步骤制备硫酸钙晶须的方法。专利CN1598083以生石膏(CaSO4 · 2H20)和水为原料，经过原料准备、 合成反应、脱水干燥和精制除杂等项工序制备硫酸钙晶须。专利CN101168852使用的水溶性Ca2+和水溶性SO/—离子在一定的酸碱度、含盐杂质和晶须控制剂以及一定的合成、陈化、 温度等条件下合成硫酸钙晶须。专利CN101092734公开了同时硫酸钙晶须和磷酸的制备方法，包括磷矿分解、料浆过滤分离、硫酸钙晶须及分离、洗涤、烘干过程。专利CN101(^9415 以转炉渣为原料，经过研磨，硫酸浸出、过滤制成硫酸钙悬浮溶液，再经高温结晶法合成、 分离、干燥，最终得到硫酸钙晶须产品，其纯度可达到98%以上。专利CN1406792将硫酸钙晶须用于保险杠专用料；专利CN101177601将硫酸钙晶须用于制备刹车片的方法；专利 CN1955M1将硫酸钙晶须用于瓷砖胶粘剂；专利CN1806551将硫酸钙用于建筑内墙涂料；专利CN102079910A将硫酸钙晶须用于抗菌涂料；专利CN102115586A用硫酸钙晶须改性聚碳酸酯复合材料。
本发明以生产白炭黑生产废水为原料，制备硫酸钙晶须，并且回收氢氧化钠和硫化钠溶液循环利用，还未见报道。发明内容
本发明是利用白炭黑生产废水制备硫酸钙晶须的方法，具体涉及一种碱溶稻壳灰中二氧化硅、硫酸沉淀法生产白炭黑、硫酸钠废水生产硫酸钙晶须、同时回收氢氧化钠和氯化钠并循环利用的方法。
本发明的技术方案是
(1)把经酸中和处理过的稻壳灰和0. 5mol/L的氢氧化钠水溶液按固液比1 6的比例投入不锈钢反应釜中，升温至150，密封水解溶硅池，过滤，固液分离，滤液为水玻璃产品，滤渣经洗涤、干燥制备活性炭产品。
(2)按比例将18wt%硫酸溶液按一定速度加入到步骤(1)中得到的水玻璃溶液中，生成二氧化硅沉淀，过滤，滤饼经水洗、干燥制备白炭黑产品，含有硫酸钠、氯化钠的滤液备用。
(3)将步骤( 得到的含有硫酸钠、氯化钠的滤液转移到反应釜中，按比例加入 0. 5mol/L氢氧化钙悬浮液，升温至50 90°C，恒温搅拌晶化反应7 10h，生成2水硫酸钙白色沉淀，过滤分离沉淀和滤液，滤饼经洗涤、脱水，在100 300°C下干燥和热处理，得到直径为1 2 μ m，长度为40 70 μ m,长径比为30 60的硫酸钙晶须粉体，滤液备用。
(4)将步骤(3)得到的滤液调整为0. 5mol/L的氢氧化钠水溶液返回步骤(1)溶硅活化工序循环利用。
本发明的先进性在于
利用生产白炭黑产生的硫酸钠废水制备硫酸钙晶须，并回收氢氧化钠和氯化钠溶液，循环利用，变废水为产品，保护了环境，降低了成本，对白炭黑行业减少废水排放、保护环境具有重要意义。
下面结合具体实施例来进一步阐述本发明。
实施例1
(1)把经酸中和处理过的稻壳灰和0. 5mol/L的氢氧化钠水溶液按固液比1 6的比例投入不锈钢反应釜中，升温至150°C，密封水解溶硅3h，过滤，固液分离，滤液为水玻璃产品，滤渣经洗涤、干燥制备活性炭产品。
(2)按比例将18wt%硫酸溶液按一定速度加入到步骤(1)中得到的水玻璃溶液中，生成二氧化硅沉淀，过滤，滤饼经水洗、干燥制备白炭黑产品，含有硫酸钠、氯化钠的滤液备用。
(3)将含有0. 5mol/L硫酸钠、氯化钠的滤液转移到反应釜中，按比例加入0. 5mol/ L氢氧化钙悬浮液，升温至90°C，恒温搅拌晶化反应10h，生成二水硫酸钙白色沉淀，过滤， 滤饼经洗涤、脱水，100°C下干燥和在200°C热处理，得到直径为1. 2 μ m，长度为65 μ m，长径比为M的硫酸钙晶须粉体。
(4)步骤(3)得到的滤液调整为0. 5mol/L的氢氧化钠水溶液返回步骤(1)溶硅活化工序循环利用。
实施例2:
将晶化反应温度改为70°C，其它条件如实施例1，得到直径为1.6μπι，长度为 58 μ m,长径比为36的硫酸钙晶须粉体。
实施例3:
将晶化反应时间改为7h，其它条件如实施例1，得到直径为1. 4 μ m，长度为56 μ m, 长径比为40的硫酸钙晶须粉体。
权利要求
1. 一种利用白炭黑生产废水制备硫酸钙晶须的方法，具体步骤为(1)把经酸中和处理过的稻壳灰和0.5mol/L的氢氧化钠水溶液按质量比1 6的比例投入到不锈钢反应釜中，升温至150°C，密封水解溶硅池，过滤，固液分离，滤液为水玻璃产品，滤渣经洗涤、干燥制备活性炭产品。(2)按比例将18wt%硫酸溶液按一定速度加入到步骤(1)中得到的水玻璃溶液中， 生成二氧化硅沉淀，过滤，滤饼经水洗、干燥制备白炭黑产品，含有硫酸钠、氯化钠的滤液备用。(3)将步骤(2)含有硫酸钠、氯化钠的滤液转移到反应釜中，按比例加入0.5mol/L氢氧化钙悬浮液，升温至50 90°C，恒温搅拌晶化反应7 10h，生成二水硫酸钙白色沉淀，过滤，滤饼经洗涤、脱水，在100 300°C下干燥和热处理，得到直径为1 2 μ m，长度为40 70 μ m,长径比为30 60的硫酸钙晶须粉体。(4)将步骤(3)得到的滤液调整为0.5mol/L的氢氧化钠水溶液返回步骤(1)溶硅活化工序循环利用。
全文摘要
本发明所涉及一种利用白炭黑生产废水制备硫酸钙晶须的方法，具体步骤为以稻壳灰为原料，氢氧化钠溶液溶硅活化制备水玻璃和活性炭，水玻璃经硫酸沉淀制备白炭黑，按比例在含有氯化钠的硫酸钠废水中加入氢氧化钙悬浮液，在温度为50～90℃，恒温搅拌晶化反应7～10h，生成2水硫酸钙白色沉淀，过滤，滤饼经洗涤、脱水，100～300℃下干燥和热处理，得到直径为1～2μm，长度为40～70μm，长径比为30～60的硫酸钙晶须粉体，调整沉淀硫酸钙所得到滤液的浓度为0.5mol/L的氢氧化钠水溶液返回溶硅活化工序循环利用。本发明的先进性在于，利用生产白炭黑产生废水制备硫酸钙晶须，回收氢氧化钠和氯化钠并循环利用，保护了环境，降低了成本。
文档编号C30B29/62GK102492994SQ20111043677
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月23日 优先权日2011年12月23日
发明者丁雪峰, 刘妍, 杨晓敏, 王子忱, 郭玉鹏 申请人:吉林大学