本发明涉及资源再生利用技术领域,特别涉及一种废旧轮胎生产炭黑处理工艺。
(二)
背景技术:
众所周知,废旧橡胶是除废旧塑料外居世界第二位的废旧聚合物材料,它主要来源于废旧轮胎。废旧轮胎的大量堆积,不仅会造成资源的浪费、滋生蚊虫,而且极容易引起火灾,其火焰很难扑灭。由于废旧橡胶为热固性的聚合物材料,有着较高的韧性和弹性,很难发生降解,而且回收利用工艺极其复杂,成本很高。因此,逐步推进或改善废旧轮胎处理方式,最大程度地循环利用废置的橡胶资源,不仅可以帮助解决国内资源匮乏问题,更对发展循环经济,建立节约型社会具有重大意义。
常见的回收利用废旧轮胎的方式主要包括:轮胎翻新、热裂解、生产胶粉和再生胶等。由于废旧轮胎的含碳量较高,进而有研究者经过对废旧轮胎进行活性炭、碳黑产品的制备,而通常的将废旧轮胎制备碳黑产品是将废旧轮胎进行热裂解处理后,将热裂解处理下来的残留物作为碳黑产品;然而这样的炭黑产品环境污染程度高,与橡胶相容性差。
(三)
技术实现要素:
本发明为了弥补现有技术的不足,提供了一种废旧轮胎生产炭黑处理工艺。
本发明是通过如下技术方案实现的:
一种废旧轮胎生产炭黑处理工艺,
包括以下步骤:
s1:将去除铁丝的废旧轮胎进行粉碎处理,得到废旧轮胎渣料;
s2:将废旧轮胎渣料经过筛选机后进入研磨机进行充分研磨;研磨后进入到活化器内进行活化;
s3:在活化器中加入有机溶剂,脱硫剂,硫酸,温度控制在60-80摄氏度下反应30min;
s4:活化后的废旧轮胎渣料经过采用催化裂解方法制得炭黑;
s5:将制得的炭黑经过干燥后加入碱性剂,反应温度为60-80摄氏度,反应时间为1-2h;然后进行中和,中和后经过干燥加入浓硫酸,反应温度为40-60摄氏度,反应时间为1-2h;
s6:将s5所得炭黑中加入溶剂,然后加入强氧化剂溶液中进行氧化,然后加入异氰酸酯与炭黑表面的羟基键合;
s7:将s6中制备的炭黑与水一同进入预混机中进行混合,然后经过制粒后通过干燥窑进行干燥的到成品。
其中,s3中所述机溶剂包括乙醇、甲醇、异丙醇、n-十二烷基-2-吡咯烷酮、三乙醇胺、三乙胺、乙醇胺、甲酰胺、二乙胺、甲胺、环己胺、磷酸三乙酯、1,3-二氧戊环、己烷、环己烷、苯、甲苯、二甲苯中的一种或多种的混合溶剂。
其中,s3中所述机溶剂为苯、甲苯、二甲苯中的一种或多种的混合溶剂。
其中,s3中所述脱硫剂为氯化锌,氯化铁、氯化铝中的一种或多种的混合;脱硫剂与废旧轮胎渣料的质量比为5:17~30。
其中,s5所述碱性剂为氢氧化钠或氢氧化钾,碱性剂与炭黑的质量比为1:4~7。
其中,s6所述强氧化剂为臭氧水、过氧化氢水溶液、高锰酸钾溶液。
其中,s6所述氧化条件为炭黑于80~100℃下在强氧化剂溶液中回流12~24h。
本发明的有益效果是:
本发明能够通过对初级炭黑粉碎、分级筛选、表面改性和造粒,增强了与橡胶的相容性,达到了工业炭黑的性能指标,提高了热解炭黑的附加值,大幅增加了企业的经济效益。
(四)具体实施方式
实施例1
包括以下步骤:
s1:将去除铁丝的废旧轮胎进行粉碎处理,得到废旧轮胎渣料;
s2:将废旧轮胎渣料经过筛选机后进入研磨机进行充分研磨;研磨后进入到活化器内进行活化;
s3:在活化器中加入有机溶剂,脱硫剂,硫酸,温度控制在60摄氏度下反应30min;所述机溶剂包括乙醇、乙醇胺、苯的混合溶剂;s3中所述脱硫剂为氯化锌,氯化铁、氯化铝中的一种或多种的混合;脱硫剂与废旧轮胎渣料的质量比为5:17;
s4:活化后的废旧轮胎渣料经过采用催化裂解方法制得炭黑;
s5:将制得的炭黑经过干燥后加入碱性剂,反应温度为60摄氏度,反应时间为1-2h;然后进行中和,中和后经过干燥加入浓硫酸,反应温度为40摄氏度,反应时间为1-2h;s5所述碱性剂为氢氧化钠或氢氧化钾,碱性剂与炭黑的质量比为1:4;
s6:将s5所得炭黑中加入溶剂,然后加入强氧化剂溶液中进行氧化,然后加入异氰酸酯与炭黑表面的羟基键合;s6所述强氧化剂为臭氧水、过氧化氢水溶液、高锰酸钾溶液。
其中,s6所述氧化条件为炭黑于80~100℃下在强氧化剂溶液中回流12~24h;
s7:将s6中制备的炭黑与水一同进入预混机中进行混合,然后经过制粒后通过干燥窑进行干燥的到成品。
实施例2
包括以下步骤:
s1:将去除铁丝的废旧轮胎进行粉碎处理,得到废旧轮胎渣料;
s2:将废旧轮胎渣料经过筛选机后进入研磨机进行充分研磨;研磨后进入到活化器内进行活化;
s3:在活化器中加入有机溶剂,脱硫剂,硫酸,温度控制在65摄氏度下反应30min;所述机溶剂为己烷、环己烷、二甲苯的混合;所述脱硫剂为氯化锌,氯化铁、氯化铝中的一种或多种的混合;脱硫剂与废旧轮胎渣料的质量比为5:18;
s4:活化后的废旧轮胎渣料经过采用催化裂解方法制得炭黑;
s5:将制得的炭黑经过干燥后加入碱性剂,反应温度为80摄氏度,反应时间为1-2h;然后进行中和,中和后经过干燥加入浓硫酸,反应温度为60摄氏度,反应时间为1-2h;s5所述碱性剂为氢氧化钠或氢氧化钾,碱性剂与炭黑的质量比为1:6;
s6:将s5所得炭黑中加入溶剂,然后加入强氧化剂溶液中进行氧化,然后加入异氰酸酯与炭黑表面的羟基键合;所述强氧化剂为臭氧水、过氧化氢水溶液、高锰酸钾溶液。
其中,s6所述氧化条件为炭黑于80~100℃下在强氧化剂溶液中回流12~24h
s7:将s6中制备的炭黑与水一同进入预混机中进行混合,然后经过制粒后通过干燥窑进行干燥的到成品。
实施例3
包括以下步骤:
s1:将去除铁丝的废旧轮胎进行粉碎处理,得到废旧轮胎渣料;
s2:将废旧轮胎渣料经过筛选机后进入研磨机进行充分研磨;研磨后进入到活化器内进行活化;
s3:在活化器中加入有机溶剂,脱硫剂,硫酸,温度控制在70摄氏度下反应30min;所述机溶剂为苯、甲苯的混合;所述脱硫剂为氯化锌,氯化铁、氯化铝中的一种或多种的混合;脱硫剂与废旧轮胎渣料的质量比为5:21;
s4:活化后的废旧轮胎渣料经过采用催化裂解方法制得炭黑;
s5:将制得的炭黑经过干燥后加入碱性剂,反应温度为68摄氏度,反应时间为1-2h;然后进行中和,中和后经过干燥加入浓硫酸,反应温度为60摄氏度,反应时间为1-2h;s5所述碱性剂为氢氧化钠或氢氧化钾,碱性剂与炭黑的质量比为1:4;
s6:将s5所得炭黑中加入溶剂,然后加入强氧化剂溶液中进行氧化,然后加入异氰酸酯与炭黑表面的羟基键合;s6所述强氧化剂为臭氧水、过氧化氢水溶液、高锰酸钾溶液。
其中,s6所述氧化条件为炭黑于80~100℃下在强氧化剂溶液中回流12~24h
s7:将s6中制备的炭黑与水一同进入预混机中进行混合,然后经过制粒后通过干燥窑进行干燥的到成品。
实施例4
包括以下步骤:
s1:将去除铁丝的废旧轮胎进行粉碎处理,得到废旧轮胎渣料;
s2:将废旧轮胎渣料经过筛选机后进入研磨机进行充分研磨;研磨后进入到活化器内进行活化;
s3:在活化器中加入有机溶剂,脱硫剂,硫酸,温度控制在68摄氏度下反应30min;所述机溶剂为苯;所述脱硫剂为氯化锌,氯化铁、氯化铝中的一种或多种的混合;脱硫剂与废旧轮胎渣料的质量比为5:26;
s4:活化后的废旧轮胎渣料经过采用催化裂解方法制得炭黑;
s5:将制得的炭黑经过干燥后加入碱性剂,反应温度为80摄氏度,反应时间为1-2h;然后进行中和,中和后经过干燥加入浓硫酸,反应温度为50摄氏度,反应时间为1-2h;s5所述碱性剂为氢氧化钠或氢氧化钾,碱性剂与炭黑的质量比为1:6;
s6:将s5所得炭黑中加入溶剂,然后加入强氧化剂溶液中进行氧化,然后加入异氰酸酯与炭黑表面的羟基键合;s6所述强氧化剂为臭氧水、过氧化氢水溶液、高锰酸钾溶液。
其中,s6所述氧化条件为炭黑于80~100℃下在强氧化剂溶液中回流12~24h
s7:将s6中制备的炭黑与水一同进入预混机中进行混合,然后经过制粒后通过干燥窑进行干燥的到成品。
实施例5
包括以下步骤:
s1:将去除铁丝的废旧轮胎进行粉碎处理,得到废旧轮胎渣料;
s2:将废旧轮胎渣料经过筛选机后进入研磨机进行充分研磨;研磨后进入到活化器内进行活化;
s3:在活化器中加入有机溶剂,脱硫剂,硫酸,温度控制在80摄氏度下反应30min;所述机溶剂为乙醇、甲苯的混合;所述脱硫剂为氯化锌,氯化铁、氯化铝中的一种或多种的混合;脱硫剂与废旧轮胎渣料的质量比为5:29;
s4:活化后的废旧轮胎渣料经过采用催化裂解方法制得炭黑;
s5:将制得的炭黑经过干燥后加入碱性剂,反应温度为80摄氏度,反应时间为1-2h;然后进行中和,中和后经过干燥加入浓硫酸,反应温度为60摄氏度,反应时间为1-2h;s5所述碱性剂为氢氧化钠或氢氧化钾,碱性剂与炭黑的质量比为1:7;
s6:将s5所得炭黑中加入溶剂,然后加入强氧化剂溶液中进行氧化,然后加入异氰酸酯与炭黑表面的羟基键合;s6所述强氧化剂为臭氧水、过氧化氢水溶液、高锰酸钾溶液。
其中,s6所述氧化条件为炭黑于80~100℃下在强氧化剂溶液中回流12~24h
s7:将s6中制备的炭黑与水一同进入预混机中进行混合,然后经过制粒后通过干燥窑进行干燥的到成品。
本发明所使用的试剂均可以从市场上购得。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。