高铝粉煤灰酸法提铝尾渣制备超细白炭黑及应用研究.pdf

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1、第6期矿产综合利用No．62016年l2月MudtipurposeUtilizationofMineralResourcesDec．2016高铝粉煤灰酸法提铝尾渣制备超细白炭黑及应用研究胡锐，贺洋(苏州中材非金属矿工业设计研究院有限公司，江苏苏州215004)摘要：以高铝粉煤灰酸法提铝为原料，在常压下通过碱溶使原料中的SiO转化为硅酸钠，再利用化学沉淀法，制备了超细白炭黑；采用粒度仪、白度仪、SEM、XRD等方法对制备的白炭黑进行了表征。结果表明：该白炭黑纯度高，粒度细，比表面积大，对高分子聚合物的补强效果明显。该方法工艺简单，成本低廉，既解决了尾矿堆积问题，又

2、大大降低了白灰黑的生产成本，对白炭黑的生产具在重要指导意义。关键词：白炭黑；化学沉淀；补强doi：10．3969／j．issn．1000-6532．2016．06．015中图分类号：TD989；TB332文献标志码：A文章编号：1000—6532(2016)06—0065—03白炭黑是一种超微细粉末状的二氧化硅，为多广泛，工艺简单、成本低，所以该方法对白炭黑的生孔性物质，相对密度2．319～2．653g／cm；有很高的产具有重要的意义。本研究利用高铝粉煤灰酸法提绝缘性，不溶于水和酸，溶于苛性钠和氢氟酸；受高铝后产生的尾渣(以下简称“白泥”)，在常压下通过温不分解

3、、不燃烧、无味、无嗅、具有很好的补强和增碱溶使白泥中的SiO转化为硅酸钠，再利用沉淀法粘作用。白炭黑作为一种环保、性能优异的助剂，主制备了超细白炭黑；既解决了尾矿大量堆积的环境要用于室温硫化硅橡胶(RTV)、热硫化硅橡胶和安全问题，又大大降低了白炭黑的生产成本。(HTV)、油脂、造纸、涂料、农药、印刷及医药行业。1试验传统的白炭黑按生产方法大体分为沉淀法和气相法。沉淀法白炭黑是采用硅酸盐(通常为硅酸1．1试剂与原料钠)与无机酸(通常使用硫酸)中和沉淀反应的方法试剂：氢氧化钠，分析纯，市售；硫酸，分析纯，市来制取，生成水合二氧化硅沉淀后再经干燥得到成售。品；气相法

4、即SiC1气体在H：·O气流中于高温下原料：神华准能资源综合开发有限公司的白泥水解制得雾状SiO。目前，以非金属矿及含硅尾矿(D。=14．1m)，其化学元素分析结果见表1。为硅源制取白炭黑的研究成为热点，由于原料来源表1原料化学成分分析／％Table1chemicalcomponentsanalysisofthematerial1．2超细白炭黑的制备一定的重量比例混合均匀加入反应釜中，按固液比采用化学沉淀法，分两步制备超细白炭黑。为1：3配成矿浆，在IO0~C的高温下搅拌反应2h，(1)硅酸钠溶液制取。将白泥粉末与纯碱按照最后过滤去除杂质，即得到硅酸钠溶液。收稿

5、日期：2016—01一O5作者简介：胡锐(1982一)，男，工程师，主要从事非金属加工及科研管理工作。·66·矿产综合利用2016正反应方程式如下：面积分类该白炭黑为A类(比表面积≥191m／g)，Na20·nSiO2+2HNa+nSiO2+H2O其SiO含量、白度等指标均达到并超过标准HG／T(2)超细白炭黑制备。将制得的硅酸钠溶液调3061—2009的要求；、其他杂质元素的含量、45m节到一定模数，缓慢加入5～20％的硫酸溶液搅拌筛余、pH值、减量等均在标准要求范围之内。综合反应3h，再升温至9Oo(=，调节PH值为4～6，陈化可以判断，所制备的白炭黑产品纯

6、度高，颜色白、粒10min，最后过滤洗涤、干燥，得到白炭黑。反应方度细，比表面积大，符合技术指标要求。程式如下：2．1．2SEM分析结果1．3样品表征图1为白炭黑产品放大5万倍的扫描电镜图谱。从图上可以看到该产品粒度小，且大小比较均用马尔文激光粒度仪测定粒度；用DN—B型白匀，呈近似球状；颗粒之间通过聚集，整体形成松散度仪测定样品的白度；用Jw．BK静态氮吸附仪测定样品的比表面积；用日本日立电子公司S-3500N扫的絮团状分布。符合白炭黑的微观形貌。捕电子显微镜(Scanningelectronmicroscope，SEM)观察白炭黑的微观形貌；用荷兰Xpert

7、型x射线衍射(X．raydiffraction，XRD)仪测定白炭黑的物相组成。2结果与分析图1白炭黑的SEM2．1超细白炭黑指标Fig．1SEMphotographsofsilica2．1．1理化分析对制备的白炭黑产品各项指标进行理化分析，分析结果分别见表2、3。表2白炭黑物理分析lU20jU405UbU，UTable2Physicalanalysisofsilica2o／(。)图2白炭黑的XRDFig．2XRDpatternsofsilica表3白炭黑化学分析Table3Chemicalanalysisofsilica2．1．3XRD分析结果图2为白炭黑产品

8、的衍射图谱。可以看出，图