申请日2011.12.23
公开(公告)日2012.06.13
IPC分类号C30B29/46; C30B7/10; C30B29/62
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。
权利要求书
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℃，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℃，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℃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。
(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。
说明书
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℃、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℃。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(CaSO4·2H2O)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SO42-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CN101029415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CN1955241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)将步骤(2)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℃， 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℃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，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℃，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℃，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℃下干燥和在200℃热处理，得到直径为1.2μm，长度为65μm， 长径比为54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℃，其它条件如实施例1，得到直径为 1.6μm，长度为58μm，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 1.4μm，长度为56μm，长径比为40的硫酸钙晶须粉体。
