一种利用稻壳灰制取白炭黑的生产工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用稻壳灰制取白炭黑的生产工艺，包括以下步骤：稻壳灰预处理-制水玻璃-制沉淀法白炭黑，本发明使用稻壳灰作为原料，成本低廉，有效利用了资源，降低了环境污染；通过对稻壳灰的二次焙烧，提高了产品的收率和纯度，铜、铁、锰、钙等杂质极大的降低，对水玻璃的洁净起到了关键作用，也因此提高了白炭黑成品的纯度；料浆过滤洗涤后滤饼直接输送至旋转闪蒸干燥机进行干燥，因此，煤耗、电耗均可降低20％以上。
【专利说明】—种利用稻壳灰制取白炭黑的生产工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种利用稻壳灰制取白炭黑的生产工艺，属于化工【技术领域】。
【背景技术】
[0002]稻壳是稻米加工中的最大副产物，约占稻谷籽粒重量的18%?22%，我国是水稻王国，年产稻谷在2亿吨以上，占世界稻谷年总产量的31.6%，加工后可得稻壳约6000万吨，大多作为初级燃料，综合利用率不足10%，而稻壳灰是稻壳经过燃烧利用热能后的产物，被作为废弃物来处理，不仅浪费了资源，还污染了环境，同时还占去了大量的土地；白炭黑是一种环保性能优异的助剂，主要用于橡胶制品(包括高温硫化硅橡胶)、纺织、造纸、农药、食品添加剂领域；白炭黑按生产方法大体分为沉淀法白炭黑和气相法白炭黑，我国国内白炭黑生产主要以沉淀法为主，十几年来产量突飞猛进，根据沉淀法白炭黑应用相关产业发展趋势，预测未来五年我国沉淀法白炭黑在传统制鞋、轮胎、医药、饲料、橡胶制品等的年均需求增长速度约为10%，在一些新兴领域如绿色轮胎、硅橡胶、牙膏、涂料、新能源领域等的需求会有大幅度增长；现有稻壳/稻壳灰制沉淀法白炭黑时大多采用三段法，料浆过滤洗涤后经过制浆机多级制浆，然后料浆输送至喷雾干燥机进行干燥，生产过程存在着诸多技术难题，生产过程中的能耗、二次污染、炭回收、除杂等制约了其发展。
【发明内容】
[0003]本发明的目的旨在提供一种利用稻壳灰制取白炭黑的生产工艺，对稻壳灰加以综合利用，解决大量农业废弃物的污染问题，充分利用资源，同时提高产品纯度，节约煤耗、电耗，降低生产成本。
[0004]为实现上述目的，本发明的一种利用稻壳灰制取白炭黑的生产工艺包括以下步骤:稻壳灰预处理-制水玻璃-制沉淀法白炭黑，
[0005]1)稻壳灰预处理:将稻壳置于焙烧窑炉中焙烧得稻壳灰初品，再加入第一次重量10%的稻壳进行二次焙烧，得稻壳灰原料；
[0006]2)制水玻璃(硅酸钠溶液):将l_2t步骤1)得到的稻壳灰原料和0.5-1.5t浓度为32-50%的液体烧碱(氢氧化钠溶液)置于反应釜中搅拌，在100-170°C、2-7MPa条件下反应，化学反应式为:xSi02+2nNa0H — nNa20.xSi02+nH20,反应完成后过滤，得水玻璃；
[0007]3)制沉淀法白炭黑:在合成釜中加水、搅拌，通蒸汽升温到60-100°C，同时加入8-20t步骤2)得到的配制成11-25%浓度的水玻璃和0.2-1.2t浓度为45-98%的硫酸，调节pH值在4.0±0.5，反应、熟化0.5-1.5min后，放料入冷却槽，冷却至常温后泵入压滤机过滤、洗涤，得滤饼，将所述滤饼置于打浆槽打浆制成料浆，将所述料浆经超声波粉碎机粉碎后，置于旋转闪蒸干燥机中干燥，完成后计量包装，得沉淀法白炭黑成品。
[0008]本发明的一种利用稻壳灰制取白炭黑的生产工艺与现有技术比较的有益效果是:1、本发明使用稻壳灰作为原料，成本低廉，有效利用了资源，降低了环境污染；2、通过对稻壳灰的二次焙烧，提高了产品的收率和纯度，铜、铁、锰、钙等杂质极大的降低，对水玻璃的洁净起到了关键作用，也因此提高了白炭黑成品的纯度；3、料浆过滤洗涤后滤饼直接输送至旋转闪蒸干燥机进行干燥，因此，煤耗、电耗均可降低20%以上。
【具体实施方式】
[0009]下面结合具体实施例对本发明的一种利用稻壳灰制取白炭黑的生产工艺作进一步说明。
[0010]本发明的一种利用稻壳灰制取白炭黑的生产工艺包括以下步骤:稻壳灰预处理-制水玻璃-制沉淀法白炭黑，
[0011]1)稻壳灰预处理:将稻壳置于焙烧窑炉中焙烧得稻壳灰初品，再加入第一次重量10%的稻壳进行二次焙烧，得稻壳灰原料；
[0012]2)制水玻璃(硅酸钠溶液):将l_2t步骤1)得到的稻壳灰原料和0.5-1.5t浓度为32-50%的液体烧碱(氢氧化钠溶液)置于反应釜中搅拌，在100-170°C、2-7MPa条件下反应，化学反应式为:xSi02+2nNa0H — nNa20.xSi02+nH20,反应完成后过滤，得水玻璃；
[0013]3)制沉淀法白炭黑:在合成釜中加水、搅拌，通蒸汽升温到60-100°C，同时加入
8-20t步骤2)得到的配制成11-25%浓度的水玻璃和0.2-1.2t浓度为45-98%的硫酸，调节pH值在4.0±0.5，反应、熟化0.5-1.5min后，放料入冷却槽，冷却至常温后泵入压滤机过滤、洗涤，得滤饼，将所述滤饼置于打浆槽打浆制成料浆，将所述料浆经超声波粉碎机粉碎后，置于旋转闪蒸干燥机中干燥，完成后计量包装，得沉淀法白炭黑成品。
[0014]实施例1:
[0015]一种利用稻壳灰制取白炭黑的生产工艺，包括以下步骤:
[0016]1)稻壳灰预处理:将稻壳置于焙烧窑炉中焙烧得稻壳灰初品，再加入第一次重量10%的稻壳进行二次焙烧，得稻壳灰原料；
[0017]2)制水玻璃(硅酸钠溶液):将It步骤1)得到的稻壳灰原料和0.5t浓度为32%的液体烧碱(氢氧化钠溶液)置于反应爸中搅拌，在100°C、2MPa条件下反应，化学反应式为:xSi02+2nNa0H — nNa20.xSi02+nH20,反应完成后过滤，得水玻璃；
[0018]3)制沉淀法白炭黑:在合成釜中加水，搅拌，通蒸汽升温到60°C，同时加入8t步骤2)得到的配制成11%浓度的水玻璃和0.2t浓度为45%的硫酸，调节pH值在4.0±0.5，反应、熟化0.5min后，放料入冷却槽，冷却至常温后泵入压滤机过滤、洗涤，得滤饼，将所述滤饼置于打浆槽打浆制成料浆，将所述料浆经超声波粉碎机粉碎后，置于旋转闪蒸干燥机中干燥，完成后计量包装，得沉淀法白炭黑成品。
[0019]实施例2:
[0020]一种利用稻壳灰制取白炭黑的生产工艺，包括以下步骤:
[0021]1)稻壳灰预处理:将稻壳置于焙烧窑炉中焙烧得稻壳灰初品，再加入第一次重量10%的稻壳进行二次焙烧，得稻壳灰原料；
[0022]2)制水玻璃(硅酸钠溶液):将2t步骤1)得到的稻壳灰原料和1.5t浓度为50%的液体烧碱(氢氧化钠溶液)置于反应釜中搅拌，在170°C、7MPa条件下反应，化学反应式为:xSi02+2nNa0H — nNa20.xSi02+nH20,反应完成后过滤，得水玻璃；
[0023]3)制沉淀法白炭黑:在合成釜中加水，搅拌，通蒸汽升温到100°C，同时加入20t步骤2)得到的配制成25 %浓度的水玻璃和1.2t浓度为98 %的硫酸，调节pH值在4.0 ±0.5，反应、熟化1.5min后，放料入冷却槽，冷却至常温后泵入压滤机过滤、洗涤，得滤饼，将所述滤饼置于打浆槽打浆制成料浆，将所述料浆经超声波粉碎机粉碎后，置于旋转闪蒸干燥机中干燥，完成后计量包装，得沉淀法白炭黑成品。
[0024]实施例3:
[0025]一种利用稻壳灰制取白炭黑的生产工艺，包括以下步骤:
[0026]1)稻壳灰预处理:将稻壳置于焙烧窑炉中焙烧得稻壳灰初品，再加入第一次重量10%的稻壳进行二次焙烧，得稻壳灰原料；
[0027]2)制水玻璃(硅酸钠溶液):将1.5步骤1)得到的稻壳灰原料和It浓度为41 %的液体烧碱(氢氧化钠溶液)置于反应爸中搅拌，在135°C、5MPa条件下反应，化学反应式为:xSi02+2nNa0H — nNa20.xSi02+nH20,反应完成后过滤，得水玻璃；
[0028]3)制沉淀法白炭黑:在合成釜中加水，搅拌，通蒸汽升温到80°C，同时加入14t步骤2)得到的配制成18%浓度的水玻璃和0.7t浓度为76%的硫酸，调节pH值在4.0±0.5，反应、熟化lmin后，放料入冷却槽，冷却至常温后泵入压滤机过滤、洗涤，得滤饼，将所述滤饼置于打浆槽打浆制成料浆，将所述料浆经超声波粉碎机粉碎后，置于旋转闪蒸干燥机中干燥，完成后计量包装，得沉淀法白炭黑成品。
[0029]以上实施例得到的沉淀法白炭黑成品，都达到以下技术指标:
[0030]二氧化娃含量大于96.5%;筛余物(45um)小于0.12%;灼烧减量小于3.2%;总含铜量小于0.6mg/kg ;总含猛量小于0.8mg/kg ;总含铁量小于45.3mg/kg ;DBP吸收值3.4ml/g ;CTAB吸附比表面积161m2/g ;砷(As)含量％< 0.0001 ;重金属含量％< 0.0001。表观密度 0.2-0.3g/ml。
【权利要求】
1.一种利用稻壳灰制取白炭黑的生产工艺，包括以下步骤:稻壳灰预处理-制水玻璃-制沉淀法白炭黑，其特征在于 (1)稻壳灰预处理:将稻壳置于焙烧窑炉中焙烧得稻壳灰初品，再加入第一次重量10%的稻壳进行二次焙烧，得稻壳灰原料； (2)制水玻璃(硅酸钠溶液):将l_2t步骤I)得到的稻壳灰原料和0.5-1.5t浓度为32-50%的液体烧碱(氢氧化钠溶液)置于反应釜中搅拌，在100-170°C、2-7MPa条件下反应，化学反应式为:xSi02+2nNa0H — nNa20.xSi02+nH20,反应完成后过滤，得水玻璃； (3)制沉淀法白炭黑:在合成釜中加水、搅拌，通蒸汽升温到60-100°C，同时加入8-20t步骤2)得到的配制成11-25%浓度的水玻璃和0.2-1.2t浓度为45-98%的硫酸，调节pH值在4.0±0.5,反应、熟化0.5-1.5min后,放料入冷却槽,冷却至常温后泵入压滤机过滤、洗涤，得滤饼，将所述滤饼置于打浆槽打浆制成料浆，将所述料浆经超声波粉碎机粉碎后，置于旋转闪蒸干燥机中干燥，完成后计量包装，得沉淀法白炭黑成品。
2.根据权利要求1所述的利用稻壳灰制取白炭黑的生产工艺，其特征在于 (1)稻壳灰预处理:将稻壳置于焙烧窑炉中焙烧得稻壳灰初品，再加入第一次重量10%的稻壳进行二次焙烧，得稻壳灰原料； (2)制水玻璃(硅酸钠溶液):将It步骤I)得到的稻壳灰原料和0.5t浓度为32%的液体烧碱(氢氧化钠溶液)置于反应爸中搅拌，在100°C、2MPa条件下反应,化学反应式为:xSi02+2nNa0H — nNa20.xSi02+nH20,反应完成后过滤，得水玻璃； (3)制沉淀法白炭黑:在合成釜中加水，搅拌，通蒸汽升温到60°C，同时加入8t步骤2)得到的配制成11%浓度的水玻璃和0.2t浓度为45%的硫酸，调节pH值在4.0±0.5，反应、熟化0.5min后，放料入冷却槽，冷却至常温后泵入压滤机过滤、洗涤，得滤饼，将所述滤饼置于打浆槽打浆制成料浆，将所述料浆经超声波粉碎机粉碎后，置于旋转闪蒸干燥机中干燥，完成后计量包装，得沉淀法白炭黑成品。
3.根据权利要求1所述的利用稻壳灰制取白炭黑的生产工艺，其特征在于 (1)稻壳灰预处理:将稻壳置于焙烧窑炉中焙烧得稻壳灰初品，再加入第一次重量10%的稻壳进行二次焙烧，得稻壳灰原料； (2)制水玻璃(硅酸钠溶液):将2t步骤I)得到的稻壳灰原料和1.5t浓度为50%的液体烧碱(氢氧化钠溶液)置于反应爸中搅拌，在170°C、7MPa条件下反应,化学反应式为:xSi02+2nNa0H — nNa20.xSi02+nH20,反应完成后过滤，得水玻璃； (3)制沉淀法白炭黑:在合成釜中加水，搅拌，通蒸汽升温到100°C，同时加入20t步骤2)得到的配制成25%浓度的水玻璃和1.2t浓度为98%的硫酸，调节pH值在4.0±0.5，反应、熟化1.5min后，放料入冷却槽，冷却至常温后泵入压滤机过滤、洗涤，得滤饼，将所述滤饼置于打浆槽打浆制成料浆，将所述料浆经超声波粉碎机粉碎后，置于旋转闪蒸干燥机中干燥，完成后计量包装，得沉淀法白炭黑成品。
4.根据权利要求1所述的利用稻壳灰制取白炭黑的生产工艺，其特征在于 (1)稻壳灰预处理:将稻壳置于焙烧窑炉中焙烧得稻壳灰初品，再加入第一次重量10%的稻壳进行二次焙烧，得稻壳灰原料； (2)制水玻璃(硅酸钠溶液):将1.5步骤I)得到的稻壳灰原料和It浓度为41%的液体烧碱(氢氧化钠溶液)置于反应爸中搅拌，在135°C、5MPa条件下反应,化学反应式为:xSi02+2nNa0H — nNa20.xSi02+nH20,反应完成后过滤，得水玻璃； (3)制沉淀法白炭黑:在合成釜中加水，搅拌，通蒸汽升温到80°C，同时加入14t步骤2)得到的配制成18%浓度的水玻璃和0.7t浓度为76%的硫酸，调节pH值在4.0±0.5，反应、熟化Imin后，放料入冷却槽，冷却至常温后泵入压滤机过滤、洗涤，得滤饼，将所述滤饼置于打浆槽打浆制成料浆，将所述料浆经超声波粉碎机粉碎后，置于旋转闪蒸干燥机中干燥，完成后计量包装，得沉淀法白炭黑成品。
【文档编号】C01B33/12GK104340982SQ201410571008
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年10月17日 优先权日:2014年10月17日
【发明者】宣全 申请人:江西恒隆实业有限公司