CN101412514A - 一种磷酸沉淀法制备白碳黑并直接联产磷酸钠盐的工艺 - Google Patents
一种磷酸沉淀法制备白碳黑并直接联产磷酸钠盐的工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101412514A CN101412514A CNA2008101976773A CN200810197677A CN101412514A CN 101412514 A CN101412514 A CN 101412514A CN A2008101976773 A CNA2008101976773 A CN A2008101976773A CN 200810197677 A CN200810197677 A CN 200810197677A CN 101412514 A CN101412514 A CN 101412514A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon black
- white carbon
- phosphoric acid
- reaction
- washing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Abstract
一种磷酸沉淀法制备白碳黑并直接联产磷酸钠盐的工艺，包括同温同比并流加料、保温反应，激烈搅拌控制凝胶的操作方法和液固萃取净化洗涤、去残留磷的工艺方法。本发明以硅酸钠和工业磷酸为原料，通过控制加入方法、控制钠和磷元素的摩尔比、反应温度、恒温进行反应、激烈搅拌控制凝胶颗粒的操作方法，并加入特定的助滤剂改善过滤条件，加入萃取剂洗去白炭黑中残留磷，以获得完全符合使用要求的产品的同时，加入的助滤剂不影响副产物的使用价值，所获得副产品磷酸一钠纯度较高。
Description
技术领域
本发明涉及以磷酸与硅酸钠为原料，用沉淀法制取低残磷的白炭黑产品，联产具有工业价值的磷酸钠盐的工艺，特别是一种磷酸沉淀法制备白碳黑并直接联产磷酸钠盐的工艺。
背景技术
首先，以硫酸或盐酸和硅酸钠为原料，用沉淀法制白炭黑的技术完备，历史已久。随着时代的发展，技术水平的进步，环境保护要求的提高，充分利用资源，优化技术经济指标的观念断深入，以硫酸或盐酸为原料制白炭黑副产的硫酸钠或氯化钠，由于受到天然芒硝和盐的挑战，其市场和价格空间有限，甚至还会成为负担和堆放时构成环境压力，直接导致技术经济效果明显不佳。另外，硫酸和盐酸均为强酸，腐蚀性极强，以其作为原料对设备材料和操作条件控制要求较高。因此，开发一种新的工艺技术，新的原料和产品路线，取代或改善当前这种原料和产品路线所存在的不利技术经济局面及环境保护压力十分必要。中国专利公开号CN1686792A公开了一种“磷酸法沉淀二氧化硅的制备方法”，这种方法存在两个突出的问题，一是由于磷或磷酸盐化合物在SiO2·nH2O或SiO2中的物理包裹吸咐能力非常强，当采用H3PO4作酸化熟化剂时，其结晶滤饼进行过滤后很难将其包裹吸咐在SiO2·nH2O或SiO2固体中的磷或磷酸盐化合物洗涤除去达到使用要求，其后果是最终产品中残留的磷含量较高。当采用残磷较高的白炭黑作为有机聚合物的填料时，会导致有机聚合物制品发脆，质量大幅下降，甚至失去使用价值。二是，该专利中为了使胶体颗粒凝胶沉淀，水合程度降低，满足过滤要求，在沉淀过程中使用了NaCl电解质来达此目的，然而当使用NaCl电解质进入反应系统后，与副产的磷酸钠一起混合溶解成液相被过滤为母液。该专利称：“生产中所剩含磷酸盐的母液水和洗涤水全部回收利用，实现工艺废水零排放”。其实在一开始人为加入电解质NaCl在回收利用时会带来很大问题。如果在回收水时将NaCl磷酸盐再从母液中分别回收，则工艺技术难度会很大，也很麻烦，生产成本会大幅度增加；若将二者以混合物回收成为混盐，则其产品的品质大大降低，应用价值和经济价值大打折扣。因此以NaCl电解质加入反应系统进行凝胶沉淀的辅助方法，无论从技术难易程度上考虑，还是从经济成本方面分析，均会导致弊多利少，事倍功半的效果。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种磷酸沉淀法制备白碳黑并直接联产磷酸钠盐的工艺，它以硅酸钠和工业磷酸为原料，通过控制加入方法、控制钠和磷元素的摩尔比、反应温度、恒温进行反应、激烈搅拌控制凝胶颗粒的操作方法，并加入特定的助滤剂改善过滤条件，加入萃取剂洗去白炭黑中残留磷，以获得完全符合使用要求的产品的同时，加入的助滤剂不影响副产物的使用价值，所获得副产品磷酸一钠纯度较高。
本发明的目的是这样实现的：一种磷酸沉淀法制备白碳黑并直接联产磷酸钠盐的工艺，包括同温同比并流加料、保温反应，激烈搅拌控制凝胶的操作方法和液固萃取净化洗涤、去残留磷的工艺方法，包括下列步骤：
A、原料的配制：将模数1～3.5质量百分数为30％～90％的固体或液体工业硅酸钠和60％～80％的工业磷酸，分别加热至60～120℃；
B、加料反应：将步骤A制备好的工业级磷酸和硅酸钠按Na：P为0.9-1.1的摩尔量比，以稳定的流速同时加入恒温反应器中，强搅拌条件下反应15分钟，加入用体积比为1：1的硝酸作为助滤剂，硝酸加入摩尔量为磷酸摩尔量的5％，继续搅拌三分钟，反应过程中始终保持工业级磷酸和硅酸钠按Na：P为0.9-1.1的摩尔量比，反应温度控制在60℃～120℃，保持反应产生的白碳黑凝胶颗粒均匀的产生沉淀；
C、过滤、洗涤、干燥：将步骤B反应产生的白炭黑凝胶颗粒沉淀趁热进行过滤，用蒸馏水洗涤，蒸馏水的温度控制在60℃～120℃，洗至PH为3-5.5，将洗净的滤饼急速干燥后磨碎，碎后产品即为白炭黑粗产品；
D、萃取残磷：将步骤C中的粗产品再用5％～30％的硫酸或盐酸或硝酸萃取，去除杂质，降低残磷量。萃取所得洗水回收利用；
E、二次洗涤干燥：将步骤D萃取后所得的固体白炭黑进行再次洗涤，洗至PH至6～8后，再干燥、粉碎所得产物即为最终白炭黑产品；
F、磷酸钠盐回收：将步骤C中的滤液和第一次洗涤滤液回收进行浓缩结晶，制成磷酸钠盐。
步骤C中所述洗涤，是用蒸馏水洗涤多次，蒸馏水的温度在60℃～120℃，洗至PH值至6～8，洗涤采用梯级淋洗方式，即回收本批料的洗涤的第n次洗涤滤液，用于下一批物料的第n+1次洗涤。
本发明具有以下优点：
一、采用硝酸做为助滤剂解决了其白炭黑过滤难的问题。
二、采用少量硝酸或硫酸或盐酸作为萃取剂后，增强了磷酸盐的溶解性，可使产品中夹杂物减少，纯度提高，同时残磷量大幅降低至国标(GB/T-1871.1-1995)方法无法检出。解决其产品中残留五氧化二磷高而不能用于作为有机聚合物填料使用的突出问题。
三、本发明用磷酸法制备白炭黑联产磷酸钠盐，采用加入硝酸作为助滤剂，不影响副产物磷酸钠盐的质量，并可作为三聚磷酸钠原料使用，少量的硝酸根可以作为聚合反应的催化剂，在三聚磷酸钠产品中并无残留。从而提高了副产物磷酸钠盐的品质及应用的可适应性，且解决两产品联合生产同时，并提高技术经济效益。与传统硫酸、盐酸法比较，解决了副产物的利用价值低的问题。
四、通过加入助滤剂，开发出副产品新的利用途径，取代或改善当前聚磷酸盐生产工艺，解决了传统生产技术路线经济性差以及环保压力大等不利因素。
附图说明
下面通过附图和实施例对本发明进行详细说明。
图1是本发明的工艺流程方框图。
图1兼作摘要附图。
具体实施方式
如图1所示，一种磷酸沉淀法制备白碳黑并直接联产磷酸钠盐的工艺，包括同温同比并流加料、保温反应，激烈搅拌控制凝胶的操作方法和液固萃取净化洗涤、去残留磷的工艺方法，包括下列步骤：
A、原料的配制：将模数1～3.5质量百分数为30％～90％的固体或液体工业硅酸钠和60％～80％的工业磷酸，分别加热至60℃～120℃；
B、加料反应：将步骤A制备好的工业级磷酸和硅酸钠按Na：P为0.9-1.1的摩尔量比，以稳定的流速同时加入恒温反应器中，强搅拌条件下反应15分钟，加入用体积比为1：1的硝酸作为助滤剂，硝酸加入摩尔量为磷酸摩尔量的5％，继续搅拌三分钟，反应过程中始终保持工业级磷酸和硅酸钠按Na：P为0.9-1.1的摩尔量比，反应温度控制在60℃～120℃，保持反应产生的白碳黑凝胶颗粒均匀的产生沉淀；
C、过滤、洗涤、干燥：将步骤B反应产生的白炭黑凝胶颗粒沉淀趁热进行过滤，用蒸馏水洗涤，蒸馏水的温度控制在60℃～120℃，洗至PH为3-5.5，将洗净的滤饼急速干燥后磨碎，碎后产品即为白炭黑粗产品；
D、萃取残磷：将步骤C中的粗产品再用5％～30％的硫酸或盐酸或硝酸萃取，去除杂质，降低残磷量。萃取所得洗水回收利用；
E、二次洗涤干燥：将步骤D萃取后所得的固体白炭黑进行再次洗涤，洗至PH至6～8后，再干燥、粉碎所得产物即为最终白炭黑产品；
F、磷酸钠盐回收：将步骤C中的滤液和第一次洗涤滤液回收进行浓缩结晶，制成磷酸钠盐。
实施例1：
分别在两个1000ml容器中加入重量为1000g、模数为3.1、含量为34.56％的硅酸钠与含量为60％的磷酸溶液，保证钠磷摩尔量比为1.0，分别在水浴锅中恒温至80℃，同时恒速加入，有快速搅拌的80℃恒温反应容器中，反应15分钟。加入体积比为1：1的硝酸25ml，继续搅拌3分钟。趁热真空抽滤，加水洗涤1次，回收反应滤液和1次洗涤滤液，再用水洗至PH为3.5-5.5，回收滤液用于下一批料的洗涤。105℃干燥2小时，磨碎，加稀硝酸充分搅拌，抽滤，用水洗，抽滤至中性，回收滤液。所得滤饼经105℃干燥，经粉碎后即为白炭黑产品。
硅酸钠模数：硅酸钠分子式为Na2O·n SiO2，式中n即模数，意义为硅酸钠中SiO2与Na2O的摩尔比。
实施例2：
分别在两个1000ml容器中加入重量为1000g、模数为3.1、含量为34.56％的硅酸钠与含量为60％的磷酸溶液，保证钠磷摩尔量比为0.9，分别在水浴锅中恒温至90℃，同时恒速加入，有快速搅拌的90℃恒温反应容器中，反应15分钟。加入体积比为1：1的硝酸25ml，继续搅拌3分钟。趁热真空抽滤，加水洗涤1次，回收反应滤液和1次洗涤滤液，再用水洗至PH为3.5-5.5，回收滤液用于下一批料的洗涤。105℃干燥2小时，磨碎，加稀硝酸充分搅拌，抽滤，用水洗，抽滤至中性，回收滤液。所得滤饼经105℃干燥，经粉碎后即为白炭黑产品。
实施例3：
分别在两个1000ml容器中加入重量为1500g、模数为3.1、含量为34.56％的硅酸钠与含量为60％的磷酸溶液，保证钠磷摩尔量比为0.95，分别在水浴锅中恒温至90℃，同时恒速加入，有快速搅拌的90℃恒温反应容器中，反应15分钟。加入体积比为1：1的硝酸25ml，继续搅拌3分钟。趁热真空抽滤，加水洗涤1次，回收反应滤液和1次洗涤滤液，再用水洗至PH为3.5-5.5，回收滤液用于下一批料的洗涤。105℃干燥2小时，磨碎，加稀硝酸充分搅拌，抽滤，用水洗，抽滤至中性，回收滤液。所得滤饼经105℃干燥，经粉碎后即为白炭黑产品。
Claims (2)
1、一种磷酸沉淀法制备白碳黑并直接联产磷酸钠盐的工艺，包括同温同比并流加料、保温反应，激烈搅拌控制凝胶的操作方法和液固萃取净化洗涤、去残留磷的工艺方法，其特征在于它包括下列步骤：
A、原料的配制：将模数1～3.5质量百分数为30％～90％的固体或液体工业硅酸钠和60％～80％的工业磷酸，分别加热至60℃～120℃；
B、加料反应：将步骤A制备好的工业级磷酸和硅酸钠按Na：P为0.9-1.1的摩尔量比，以稳定的流速同时加入恒温反应器中，强搅拌条件下反应15分钟，加入用体积比为1：1的硝酸作为助滤剂，硝酸加入摩尔量为磷酸摩尔量的5％，继续搅拌三分钟，反应过程中始终保持工业级磷酸和硅酸钠按Na：P为0.9-1.1的摩尔量比，反应温度控制在60℃～120℃，保持反应产生的白碳黑凝胶颗粒均匀的产生沉淀；
C、过滤、洗涤、干燥：将步骤B反应产生的白炭黑凝胶颗粒沉淀趁热进行过滤，用蒸馏水洗涤，蒸馏水的温度控制在60℃～120℃，洗至PH为3-5.5，将洗净的滤饼急速干燥后磨碎，碎后产品即为白炭黑粗产品；
D、萃取残磷：将步骤C中的粗产品再用5％～30％的硫酸或盐酸或硝酸萃取，去除杂质，降低残磷量。萃取所得洗水回收利用；
E、二次洗涤干燥：将步骤D萃取后所得的固体白炭黑进行再次洗涤，洗至PH至6～8后，再干燥、粉碎所得产物即为最终白炭黑产品；
F、磷酸钠盐回收：将步骤C中的滤液和第一次洗涤滤液回收进行浓缩结晶，制成磷酸钠盐。
2、根据权利要求1所述的一种磷酸沉淀法制备白炭黑并直接联产磷酸钠盐的工艺，其特征是：步骤C中所述洗涤，是用蒸馏水洗涤多次，蒸馏水的温度在60℃～120℃，洗至PH值至6～8，洗涤采用梯级淋洗方式，即回收本批料的洗涤的第n次洗涤滤液，用于下一批物料的第n+1次洗涤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200810197677 CN101412514B (zh) | 2008-11-18 | 2008-11-18 | 一种磷酸沉淀法制备白碳黑并直接联产磷酸钠盐的工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200810197677 CN101412514B (zh) | 2008-11-18 | 2008-11-18 | 一种磷酸沉淀法制备白碳黑并直接联产磷酸钠盐的工艺 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101412514A true CN101412514A (zh) | 2009-04-22 |
| CN101412514B CN101412514B (zh) | 2012-09-05 |
Family
ID=40593286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200810197677 Active CN101412514B (zh) | 2008-11-18 | 2008-11-18 | 一种磷酸沉淀法制备白碳黑并直接联产磷酸钠盐的工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101412514B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106477587A (zh) * | 2015-08-25 | 2017-03-08 | 中国石油天然气股份有限公司 | 聚烯烃催化剂载体用硅胶的制备方法 |
| CN112574047A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-03-30 | 湖州展望药业有限公司 | 一种低铅原料药盐酸艾司洛尔生产工艺 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3977893A (en) * | 1973-10-03 | 1976-08-31 | J. M. Huber Corporation | Amorphous precipitated siliceous pigments and improved process for producing such pigments |
| CN1094696A (zh) * | 1994-03-28 | 1994-11-09 | 余有宏 | 沉淀法白炭黑的一种新生产方法 |
| CN1264748C (zh) * | 2004-09-23 | 2006-07-19 | 安县森泰精细化工有限公司 | 一种制备白炭黑和六偏磷酸钠的方法 |
| CN1288078C (zh) * | 2005-03-25 | 2006-12-06 | 江阴澄星实业集团有限公司 | 磷酸法沉淀二氧化硅的制备方法 |
| CN1951806A (zh) * | 2006-11-22 | 2007-04-25 | 杨惠弟 | 白炭黑生产过程中低浓度洗涤废水处理方法 |
-
2008
- 2008-11-18 CN CN 200810197677 patent/CN101412514B/zh active Active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106477587A (zh) * | 2015-08-25 | 2017-03-08 | 中国石油天然气股份有限公司 | 聚烯烃催化剂载体用硅胶的制备方法 |
| CN106477587B (zh) * | 2015-08-25 | 2019-03-12 | 中国石油天然气股份有限公司 | 聚烯烃催化剂载体用硅胶的制备方法 |
| CN112574047A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-03-30 | 湖州展望药业有限公司 | 一种低铅原料药盐酸艾司洛尔生产工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN101412514B (zh) | 2012-09-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101857216B (zh) | 一种萃取净化湿法磷酸生产工业级磷酸的方法 | |
| CN100558633C (zh) | 用湿法磷酸制备工业级磷酸、食品级磷酸和工业磷酸一铵的方法 | |
| CN101913637B (zh) | 氟硅酸清洁利用生产氟化合物和硅化合物的工艺方法 | |
| CN104058378B (zh) | 用湿法浓缩磷酸渣酸生产磷酸一铵及磷酸铵镁的方法 | |
| CN103213964B (zh) | 利用低品位磷矿生产湿法磷酸的方法 | |
| CN100392124C (zh) | 从高镁磷矿中回收镁的工艺方法 | |
| CN101857213B (zh) | 用湿法磷酸生产食品级磷酸二铵的方法 | |
| CN103496685A (zh) | 连续生产饲料级磷酸氢钙的方法 | |
| CN113120875B (zh) | 一种低杂质湿法磷酸及高品质α-半水石膏的生产方法 | |
| CN108383094A (zh) | 利用反浮选磷尾矿制备磷酸氢钙和氯化铵的方法 | |
| CN103213960A (zh) | 一种利用湿法磷酸分解低品位磷矿生产磷酸的方法 | |
| CN101704518B (zh) | 一种净化萃余酸的方法 | |
| CN101549862B (zh) | 一种湿法磷酸净化生产高纯磷酸氢钙的方法 | |
| CN105417515A (zh) | 一种饲料级磷酸氢钙联产肥料级磷酸一铵的方法 | |
| CN101412514B (zh) | 一种磷酸沉淀法制备白碳黑并直接联产磷酸钠盐的工艺 | |
| CN103073031B (zh) | 一种磷肥副产氟化钠制备氟化锂的方法 | |
| CN100402418C (zh) | 盐酸法生产饲料磷酸氢钙联产石膏的方法 | |
| CN100546904C (zh) | 一种磷酸二氢钾、硫基复合肥和聚合氯化铝的联产方法 | |
| CN101786741A (zh) | 一种高磷氟酸性废水脱氟的方法 | |
| CN100396599C (zh) | 盐酸法生产磷酸联产石膏的方法 | |
| CN102874779A (zh) | 利用中低品位磷矿生产磷铵且无固废排放的新方法 | |
| CN103011230A (zh) | 一种低成本制取纳米硫酸钙的方法 | |
| CN103539170B (zh) | 一种用溶剂萃取法精制湿法磷酸的尾液生产硫酸镁和工业级磷酸一铵的方法 | |
| CN103539487B (zh) | 制取磷铵的方法 | |
| CN1064330C (zh) | 低品位磷矿粉浸取磷酸盐的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |