CN101164879A - 用铁尾矿生产白炭黑的方法 - Google Patents

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薛向欣
于洪浩
李勇
段培宁
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Abstract

一种用铁尾矿制备白炭黑的方法，包括以下步骤：(1)将铁尾矿球磨100－400目以下，在400℃－1000℃下煅烧3－5h活化；(2)用活化后的铁尾矿与NaOH按摩尔比SiO2∶NaOH＝1∶2混合，加入一定量的水后充分搅拌并在50℃－120℃下反应2－8小时制取硅酸钠溶液；(3)将上述硅酸钠溶液充分搅匀缓慢滴加HCl进行酸化处理，至pH值为6～10时停止，得到絮状沉淀，经过滤后即得到白炭黑粗产品；(4)将白炭黑粗品进行水洗，检查Cl－含量＜1％，所得产品，烘干、粉碎即得成品；本发明优点：减少了环境污染，并解决了钢厂尾矿处理难的问题，工艺简单，成本低，利润高，并容易实现工业化生产。

Description

用铁尾矿生产白炭黑的方法
技术领域
本发明涉及化学工程领域，具体涉及以铁尾矿为原料生产白炭黑的方法。
背景技术
合成白炭黑的方法包括：气相法和沉淀法。由于沉淀法工艺简单，制备成本较低，在工业生产上应用广泛，它既可以用水玻璃为原料，也可以用廉价的含硅工业废弃料为原料生产高质量低成本的白炭黑。
目前利用利用工业废弃物如：CN1174168A公开的用煤矸石生产活性白炭黑的方法，CN1058381A公开的用黄磷炉渣制取白炭黑，CN1077969A以硅灰石为原料生产白炭黑的方法。但迄今为止，国内外还未见利用铁矿石尾矿合成白炭黑的报道。
随着钢铁工业的迅速发展，铁尾矿的排除量迅速增大。据不完全统计，目前我国发现的矿产有150多种，开发建立了8000多座矿山，累计生产尾矿5.917×109t，其中堆存的铁尾矿量占全部尾矿堆存总量的近1/3。尾矿不仅污染周围环境，危害人民生命财产的安全，而且还占用大量土地、消耗资金、浪费资源、影响企业的经济效益。因此，无论是从经济上还是从生态上等方面考虑，都需要对铁尾矿进行大量有效的利用。
发明内容
本发明的目的是提供一种将铁尾矿加工成价值较高的白炭黑的方法，铁尾矿成分范围为：
成份 SiO2   Fe2O3   Al2O3   CaO  MnO     TiO2
w/％ 75-85   10-15   0.5-1   0.5-1  0.01-0.005  0.00 1-0.002
发明是这样实施的：将铁尾矿球磨粉碎，经高温煅烧活化以后用氢氧化钠浸取，过滤残渣，滤液经盐酸酸化得到絮状沉淀，经过滤、干燥后即得到白炭黑粗产品，将白炭黑粗品，过滤，所得产品，烘干、粉碎即得白炭黑成品。具体生产方法包括一下步骤：
(1)将铁尾矿球磨100-400目以下，在400℃-1000℃下煅烧3-5h活化。
(2)用活化后的铁尾矿与NaOH(化学纯)按SiO2∶NaOH＝1∶2(摩尔比)混合，加入一定量的水(固体∶水＝1∶1～1∶10，体积比)后充分搅拌并在50℃-120℃下反应2-8小时制取硅酸钠溶液。
其反应式如下：
SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O
Na2SiO3+2HCl→H2SiO3+2NaCl
mH2SiO3(l)→mSiO2·nH2O(s)↓+(m-n)H2O
(3)将上述硅酸钠溶液充分搅匀缓慢滴加5～10％HCl酸化处理，至pH值为6～10时停止，得到絮状沉淀，经过滤后即得到白炭黑粗产品。
(4)将白炭黑粗品进行水洗，检查Cl-含量达到合格为止(＜1％)，所得产品，烘干、粉碎即得成品。
本发明优点：减少了环境污染，并解决了钢厂尾矿处理难的问题，工艺简单，成本低，利润高，并容易实现工业化生产。
具体实施方式
实施例1
铁尾矿粉经粉碎、过筛，称取粒径小于200目的铁尾矿粉500.0g放入刚玉坩埚中，置于马弗炉内在950℃煅烧4h。本实施例采用20.0g铁尾矿22克NaOH为反应原料，按照固液比量1∶2溶解配成NaOH溶液。将称取好的铁尾矿及NaOH溶液放入三口烧瓶中，开动电动搅拌器，用电热套加热至100℃，恒温一定时间后停止搅拌并趁热过滤。滤液静置一定时间后，缓慢滴加HCl进行酸化处理，至pH值为8.5时停止，得到絮状沉淀，经过滤后即得到白炭黑粗产品。将白炭黑粗品进行水洗，检查Cl-含量达到合格为止(＜1％)，所得产品，烘干、粉碎即得成品，经检验：比表面积108m2/g，SiO2含量92.3％，加热减量5.42％，pH5.5～6.0，白度91.9。
实施例2
铁尾矿粉经粉碎、过筛，称取粒径小于200目的铁尾矿粉500.0g放入刚玉坩埚中，置于马弗炉内在950℃煅烧4h。本实施例采用20.0g铁尾矿22克NaOH为反应原料，按照固液比量1∶1溶解配成NaOH溶液。将称取好的铁尾矿及NaOH溶液放入三口烧瓶中，开动电动搅拌器，用电热套加热至110℃，恒温一定时间后停止搅拌并趁热过滤。滤液静置一定时间后，缓慢滴加HCl进行酸化处理，至pH值为9时停止，得到絮状沉淀，经过滤后即得到白炭黑粗产品。将白炭黑粗品进行水洗，检查Cl-含量达到合格为止(＜1％)，所得产品，烘干、粉碎即得成品，经检验：比表面积115m2/g，SiO2含量93.5％，加热减量5.46％，pH5.5～6.0，白度96.2。
实施例3
铁尾矿粉经粉碎、过筛，称取粒径小于200目的铁尾矿粉500.0g放入刚玉坩埚中，置于马弗炉内在950℃煅烧4h。本实施例采用20.0g铁尾矿22克NaOH为反应原料，按照固液比量1∶3溶解配成NaOH溶液。将称取好的铁尾矿及NaOH溶液放入三口烧瓶中，开动电动搅拌器，用电热套加热至90℃，恒温一定时间后停止搅拌并趁热过滤。滤液静置一定时间后，缓慢滴加HCl进行酸化处理，至pH值为8.5时停止，得到絮状沉淀，经过滤后即得到白炭黑粗产品。将白炭黑粗品进行水洗，检查Cl-含量达到合格为止(＜1％)，所得产品，烘干、粉碎即得成品，经检验：比表面积105m2/g，SiO2含量91.7％，加热减量5.32％，pH5.5～6.0，白度95.7。
实施例4
铁尾矿粉经粉碎、过筛，称取粒径小于200目的铁尾矿粉500.0g放入刚玉坩埚中，置于马弗炉内在950℃煅烧4h。本实施例采用20.0g铁尾矿22克NaOH为反应原料，按照固液比量1∶4溶解配成NaOH溶液。将称取好的铁尾矿及NaOH溶液放入三口烧瓶中，开动电动搅拌器，用电热套加热至80℃，恒温一定时间后停止搅拌并趁热过滤。滤液静置一定时间后，缓慢滴加HCl进行酸化处理，至pH值为9时停止，得到絮状沉淀，经过滤后即得到白炭黑粗产品。将白炭黑粗品进行水洗，检查Cl-含量达到合格为止(＜1％)，所得产品，烘干、粉碎即得成品，经检验：比表面积103m2/g，SiO2含量93.2％，加热减量5.14％，pH5.5～6.0，白度91.1。

Claims (1)

1.一种用铁尾矿制备白炭黑的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)将铁尾矿球磨100-400目以下，在400℃-1000℃下煅烧3-5h活化；
(2)用活化后的铁尾矿与NaOH按摩尔比SiO2∶NaOH＝1∶2混合，加入一定量的水后充分搅拌并在50℃-120℃下反应2-8小时制取硅酸钠溶液；
(3)将上述硅酸钠溶液充分搅匀缓慢滴加HCl进行酸化处理，至pH值为6～10时停止，得到絮状沉淀，经过滤后即得到白炭黑粗产品；
(4)将白炭黑粗品进行水洗，检查Cl-含量＜1％，所得产品，烘干、粉碎即得成品。
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