CN1318437A - 一种稻壳的综合利用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及稻壳的综合利用方法。以稻壳为原料,可以制备亚微米级C/SiO2、纳米级二氧化硅、超高比表面积活性炭,同时可得到副产物纳米级碳酸钙,在制备过程中实现物质材料能源的充分利用。C/SiO2具有较好的补强作用,纳米级SiO2纯度高、质量好,可以广泛应用在橡胶、塑料、造纸、油漆涂料等行业。本方法具有工艺简单、制作方便、合理利用资源、产品附加值高、经济效益和社会效益均显著的优点。
Description
本发明涉及一种稻壳的综合利用方法，特别是涉及一种用稻壳生产亚微米级C/SiO2复合材料、生产纳米级SiO2、制备超高比表面活性炭及此过程中洗涤液处理、稻壳燃烧热及尾气处理的方法。
我国年产稻谷约二亿吨，折算成稻壳约四千万吨，占世界总产量的30％以上，居世界第一位，要按理论计算，每年我国单从稻壳内就可以提取约800万吨高纯度SiO2。可惜的是，目前稻壳资源都没有被充分利用，作为农业垃圾而浪费了。中国1995年专利CN1,110,957中说明了使用稻壳为原料通过气体活化法制取活性炭的方法。在专利CN86104705中介绍燃烧制备无定型二氧化硅的方法，以及在九十年代初有过一些由稻壳制取二氧化硅、四氯化硅及氮化硅的方法。这些方法都存在空气污染严重、产品纯度低等缺点，尤其是对稻壳燃烧热、尾气的处理，及生产高附加值、环保意义产品的综合利用没有报道。
本发明的目的就是提供一种生产工艺简单、价格便宜、不但能生产亚微米级C/SiO2复合材料及纳米级SiO2等产品，而且能够大幅减小污染、产品纯度高、大大增加经济效益和社会效益的稻壳综合利用的方法。
本发明所涉及的稻壳的综合利用方法包括四个方面的内容：(1)生产亚微米级C/SiO2复合材料；(2)生产纳米级SiO2；(3)制备超高比表面活性炭过程中洗涤液的处理；(4)稻壳燃烧热及尾气的处理。
本发明首先是将稻壳隔绝空气进行炭化，炭化温度为300℃～500℃，时间为30～120分钟，经过研磨制备出亚微米级C/SiO2复合材料，粒径为0.5μm～10μm，可直接用作橡胶填加剂。
其次将亚微米级C/SiO2复合材料，在沸腾炉内以500℃～800℃燃烧，将产物酸洗，制得纯度高于95％，平均粒径30nm～100nm，比表面积大于100m2/g的纳米级二氧化硅。
以氢氧化钾为原料制备超高比表面活性炭过程中(用稻壳制备超高比表面活性炭的方法，详见专利ZL98114553.1)洗涤液的处理：洗涤液中硅酸根浓度0.01～0.1M，处理温度在0℃～90℃，通入稻壳燃烧产生的二氧化碳，控制pH值8～11形成硅溶胶，分离、干燥制备纳米级二氧化硅，粒度10nm～100nm。根据不同需要可将得到碳酸氢钾的溶液采用两种方法处理，一是在低于100℃蒸发得到碳酸氢钾，高于120℃热处理得到碳酸钾；二是向碳酸氢钾的溶液中以一定的方式通入氧化钙的水溶液进行化学反应得到纳米级碳酸钙(或普通轻质碳酸钙)和氢氧化钾(返回超高比表面积活性炭工序循环利用)
以氢氧化钠为原料制备高比表面积活性炭过程中(用稻壳制备超高比表面活性炭的方法，详见专利ZL98114553.1)洗涤液的处理：洗涤液中硅酸根浓度0.01～0.1M，处理温度在0℃～90℃，通入稻壳燃烧产生的二氧化碳，控制pH值8～11形成硅溶胶，分离、干燥制备纳米级二氧化硅，粒度10nm～100nm。将得到碳酸氢钠的溶液，将此溶液与以一定的方式通入的氧化钙水溶液进行化学反应得到纳米级碳酸钙(或普通轻质碳酸钙)和氢氧化钠(返回超高比表面积活性炭工序循环利用)
无论是使用氢氧化钠还是氢氧化钾，采用加入氧化钙法均可以使原料回收再利用，使用氢氧化钾也可以直接回收更经济的碳酸钾。加入价格低廉的氧化钙，使价格较贵的氢氧化钾(或氢氧化钠)循环利用，大幅度降低了生产成本，使纳米级碳酸钙、纳米级二氧化硅、纳米微孔超高比表面积活性炭等高档产品在价格上可以与普通同类产品竞争。
利用稻壳制备亚微米级C/SiO2复合材料是一种新型橡胶填加剂，不仅具有较好的补强作用，而且大幅度提高了橡胶制品的耐磨性能。
由于稻壳硅均匀分布在稻壳中，控制好工艺条件得到纳米级SiO2，这与用化学试剂制备的纳米级SiO2相比，具有工艺简单，价格便宜等有利条件，并且利用了天然资源，减少了污染，改善了环境，创造了经济效益。
同时从稻壳制备纳米微孔超高比表面积活性炭，比表面超过3500m2/g，这是一种新型超强吸附材料，是普通活性炭吸附能力的3-4倍，而且孔分布均匀，大大拓宽了活性炭的应用领域。(详见专利：ZL98114553.1)
在稻壳的综合利用中，值得一提的是稻壳燃烧热的利用，稻壳燃烧热的热量值是3500-3700卡/Kg，调整产品结构及工艺流程就能够使在稻壳炭化、反应加热、产品干燥、蒸馏水制备等生产过程用热及厂区、办公楼、家属宿舍供暖等均由稻壳燃烧提供，这样生产、生活用热全部自给，从而有效地利用了天然资源，节约了能耗，降低了成本，大大提高了产品的市场竞争能力。
稻壳综合利用的研究中，另一要点是燃烧尾气的利用，这不仅减少了CO2在大气中的排放量，中和了废水中的残碱量，使废水再利用，使生产线变成洁净工艺生产线，使企业变成无污染的绿色环保型企业，而且为企业增加了新产品，降低了工厂总成本，增加了经济效益。
综上所述，本发明所述方法使稻壳这种农业垃圾得到充分利用，既可以制备纳米级二氧化硅、纳米级碳酸钙、亚微米级C/SiO2复合材料，又可以制备纳米微孔超高比表面积活性炭，同时使能量得到充分利用，消除二氧化碳的排放对大气臭氧层的影响，使生产线变成洁净工艺生产线，可以使企业变成无污染的绿色环保型企业。
因此本发明所述方法具有工艺流程简单、制作方便、合理利用资源、产品附加值高、经济效益和社会效益显著等优良效果。
下面结合具体实施例来进一步阐述本发明。
实施例1：
将稻壳在400℃下炭化1.5小时，得到稻壳炭化物，经过粉碎机研磨，得到平均粒径为2微米的C/SiO2复合材料；将C/SiO2复合材料在沸腾炉中以平均温度600℃燃烧，将燃烧剩余物通入1M的H2SO4溶液处理，固液分离后，水洗干燥可以制得纯度为96％的纳米级二氧化硅，粒径为60纳米。
实施例2：
条件同实施例1，经浮选分离出平均粒径为3微米的C/SiO2复合材料，燃烧酸洗后可获得80纳米的二氧化硅。
实施例3：
条件同实施例1，用1M的HCl代替1M的H2SO4溶液，可得到纯度为96％的二氧化硅。
实施例4：
使用专利ZL 98 1 14553.1制备活性炭的方法，加4份KOH，在750℃活化1小时后，冷却，研磨洗涤得到比表面积为3100m2/g的活性炭，同时获得富含硅酸根，碳酸根，钾离子的洗涤液，调整洗涤液中硅酸根浓度为0.05M，在25℃下通入稻壳燃烧产生的二氧化碳，当pH值为10时，经分离、洗涤、烘干，得到粒径为50纳米的二氧化硅，纯度为99％以上。
实施例5：
条件同实施例4，控制最后pH值为8，得到粒径为100纳米的二氧化硅。
实施例6：
条件同实施例4，将分离硅酸后的液体浓缩后在120℃下热处理，得到纯度为98％的碳酸钾。
实施例7：
条件同实施例4，将分离硅溶胶后的液体浓缩，与氢氧化钙溶液喷淋式接触，然后进行固液分离，固相经水洗干燥得到轻质碳酸钙，液相经浓缩后热处理得到氢氧化钾。
实施例8：
条件同实施例4，将活化剂改为氢氧化钠为3份，其他条件同实施例5，实施例7，最后得到氢氧化钠。
Claims (5)
1、一种稻壳的综合利用方法，其特征在于包括四个部分：(1)生产亚微米级C/SiO2复合材料；(2)生产纳米级SiO2；(3)制备超高比表面活性炭过程中洗涤液的处理；(4)稻壳燃烧热及尾气的处理。
2、一种如权利要求1所述的稻壳综合利用的方法，其特征在于：所述生产亚微米级C/SiO2复合材料的步骤为：首先将稻壳隔绝空气进行炭化，炭化温度为300℃～500℃，时间为30～120分钟，经过研磨制备出亚微米级C/SiO2复合材料，粒径为0.5μm～10μm。
3、一种如权利要求1所述的稻壳综合利用的方法，其特征在于：所述生产纳米级SiO2的方法为：将权利要求2制备的亚微米级C/SiO2复合材料，在沸腾炉内以500℃～800℃燃烧，将产物酸洗，制得纯度高于95％，平均粒径30nm～100nm，比表面积大于100m2/g的纳米级二氧化硅。
4、一种如权利要求1所述的稻壳综合利用的方法，其特征在于：制备超高比表面活性炭过程中洗涤液的处理包括两方面内容，
(1)以氢氧化钾为原料制备超高比表面活性炭过程中洗涤液的处理：
洗涤液中硅酸根浓度0.01～0.1M，处理温度在0℃～90℃，通入
稻壳燃烧产生的二氧化碳，控制pH值8～11形成硅酸，分离、
干燥制备纳米级二氧化硅，粒度10nm～100nm，根据不同需要可
将得到碳酸氢钾的溶液采用两种方法处理，一是在低于100℃蒸
发得到碳酸氢钾，高于120℃热处理得到碳酸钾；二是向碳酸氢
钾的溶液中以一定的方式通入氧化钙的水溶液进行化学反应得
到纳米级碳酸钙(或普通轻质碳酸钙)和氢氧化钾(返回超高比
表面积活性炭工序循环利用)；
(2)以氢氧化钠为原料制备高比表面积活性炭过程中洗涤液的处理：
洗涤液中硅酸根浓度0.01～0.1M，处理温度在0℃～90℃，通入
稻壳燃烧产生的二氧化碳，控制pH值8～11形成硅酸，分离、
干燥制备纳米级二氧化硅，粒度10nm～100nm，将得到碳酸氢钠
的溶液，将此溶液与氧化钙的水溶液，在一定条件下反应，可制
备纳米级碳酸钙(或普通轻质碳酸钙)，同时回收氢氧化钠(返
回超高比表面积活性炭工序循环利用)。
5、一种如权利要求1所述的稻壳综合利用的方法，其特征在于：所述的稻壳燃烧热及尾气处理方法为燃烧热可用于稻壳炭化、反应加热、产品干燥、蒸馏水制备等生产过程用热及厂区、办公楼、家属宿舍供暖等；尾气二氧化碳通入权利要求4洗涤液处理过程。
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Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1935648B (zh) * | 2006-09-14 | 2010-05-12 | 华南理工大学 | 一种用稻壳制备太阳能电池用多晶硅的方法 |
| CN101837948A (zh) * | 2010-05-05 | 2010-09-22 | 吉林大学 | 一种稻壳液化及综合利用的新方法 |
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| CN102212219A (zh) * | 2011-04-06 | 2011-10-12 | 江南大学 | 一种用作橡胶填料的稻壳基碳/硅复合物及其制备方法 |
| CN102616793A (zh) * | 2012-03-26 | 2012-08-01 | 阳光凯迪新能源集团有限公司 | 利用工业烟气去除稻壳中金属离子的方法 |
| CN102730703A (zh) * | 2012-06-15 | 2012-10-17 | 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 | 一种利用稻壳廉价制备表面改性纳米二氧化硅的方法 |
| CN103408009A (zh) * | 2013-04-27 | 2013-11-27 | 吉林大学 | 一种由稻壳联产高比电容活性炭和纳米二氧化硅的制备方法 |
| CN103647043A (zh) * | 2013-12-27 | 2014-03-19 | 吉林大学 | 一种锂离子二次电池负极材料的制备方法 |
| CN103710023A (zh) * | 2013-12-04 | 2014-04-09 | 华南理工大学 | 一种利用稻壳制备多孔光致发光材料的方法 |
| CN103709414A (zh) * | 2013-12-11 | 2014-04-09 | 吉林大学 | 一种单分散碱木质素分子液体的制备方法及其应用 |
| WO2015096561A1 (zh) * | 2013-12-25 | 2015-07-02 | 中盈长江国际新能源投资有限公司 | 利用生物质电厂稻壳灰和烟道气生产纳米二氧化硅和纳米碳酸钙的方法 |
| CN106188624A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-12-07 | 河南理工大学 | 一种稻壳炭‑二氧化硅核壳双相复合填料的制备方法 |
| CN106220996A (zh) * | 2016-07-28 | 2016-12-14 | 吉林大学 | 硅炭黑/聚烯烃复合材料的制备方法 |
| CN107337815A (zh) * | 2017-07-10 | 2017-11-10 | 吉林大学 | 一种硅炭黑/天然橡胶复合材料的制备方法 |
| CN109175351A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-01-11 | 南京林业大学 | 采用生物基无定型二氧化硅制备粉末冶金摩擦材料的方法 |
| CN109251382A (zh) * | 2018-08-29 | 2019-01-22 | 青岛科技大学 | 耐老化hnbr/硅碳橡胶复合材料、其制备方法及所得封隔器 |
| CN111004526A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-04-14 | 张家界荣丰新材料有限公司 | 一种涂料用碳酸钙 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5945121B2 (ja) * | 2012-01-27 | 2016-07-05 | 株式会社ガイア環境技術研究所 | ゴム補強材、およびゴム組成物 |
-
2001
- 2001-05-25 CN CN 01119431 patent/CN1116128C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1935648B (zh) * | 2006-09-14 | 2010-05-12 | 华南理工大学 | 一种用稻壳制备太阳能电池用多晶硅的方法 |
| CN101837948A (zh) * | 2010-05-05 | 2010-09-22 | 吉林大学 | 一种稻壳液化及综合利用的新方法 |
| CN101837948B (zh) * | 2010-05-05 | 2013-01-09 | 吉林大学 | 一种稻壳液化及综合利用的新方法 |
| CN101913601A (zh) * | 2010-08-13 | 2010-12-15 | 宁乡县亮之星米业有限公司 | 稻壳炭中炭与硅的分离方法 |
| CN101913601B (zh) * | 2010-08-13 | 2012-06-27 | 宁乡县亮之星米业有限公司 | 稻壳炭中炭与硅的分离方法 |
| CN102212219A (zh) * | 2011-04-06 | 2011-10-12 | 江南大学 | 一种用作橡胶填料的稻壳基碳/硅复合物及其制备方法 |
| CN102212219B (zh) * | 2011-04-06 | 2013-05-08 | 江南大学 | 一种用作橡胶填料的稻壳基碳/硅复合物及其制备方法 |
| CN102616793B (zh) * | 2012-03-26 | 2014-02-26 | 阳光凯迪新能源集团有限公司 | 利用工业烟气去除稻壳中金属离子的方法 |
| CN102616793A (zh) * | 2012-03-26 | 2012-08-01 | 阳光凯迪新能源集团有限公司 | 利用工业烟气去除稻壳中金属离子的方法 |
| CN102730703B (zh) * | 2012-06-15 | 2014-05-28 | 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 | 一种利用稻壳廉价制备表面改性纳米二氧化硅的方法 |
| CN102730703A (zh) * | 2012-06-15 | 2012-10-17 | 武汉凯迪工程技术研究总院有限公司 | 一种利用稻壳廉价制备表面改性纳米二氧化硅的方法 |
| CN103408009A (zh) * | 2013-04-27 | 2013-11-27 | 吉林大学 | 一种由稻壳联产高比电容活性炭和纳米二氧化硅的制备方法 |
| CN103710023A (zh) * | 2013-12-04 | 2014-04-09 | 华南理工大学 | 一种利用稻壳制备多孔光致发光材料的方法 |
| CN103709414B (zh) * | 2013-12-11 | 2017-02-08 | 吉林大学 | 一种单分散碱木质素分子液体的制备方法及其应用 |
| CN103709414A (zh) * | 2013-12-11 | 2014-04-09 | 吉林大学 | 一种单分散碱木质素分子液体的制备方法及其应用 |
| WO2015096561A1 (zh) * | 2013-12-25 | 2015-07-02 | 中盈长江国际新能源投资有限公司 | 利用生物质电厂稻壳灰和烟道气生产纳米二氧化硅和纳米碳酸钙的方法 |
| CN103647043A (zh) * | 2013-12-27 | 2014-03-19 | 吉林大学 | 一种锂离子二次电池负极材料的制备方法 |
| CN106188624B (zh) * | 2016-07-20 | 2018-04-27 | 河南理工大学 | 一种稻壳炭-二氧化硅核壳双相复合填料的制备方法 |
| CN106188624A (zh) * | 2016-07-20 | 2016-12-07 | 河南理工大学 | 一种稻壳炭‑二氧化硅核壳双相复合填料的制备方法 |
| CN106220996A (zh) * | 2016-07-28 | 2016-12-14 | 吉林大学 | 硅炭黑/聚烯烃复合材料的制备方法 |
| CN106220996B (zh) * | 2016-07-28 | 2018-11-27 | 吉林大学 | 硅炭黑/聚烯烃复合材料的制备方法 |
| CN107337815A (zh) * | 2017-07-10 | 2017-11-10 | 吉林大学 | 一种硅炭黑/天然橡胶复合材料的制备方法 |
| CN107337815B (zh) * | 2017-07-10 | 2019-10-18 | 吉林大学 | 一种硅炭黑/天然橡胶复合材料的制备方法 |
| CN109251382A (zh) * | 2018-08-29 | 2019-01-22 | 青岛科技大学 | 耐老化hnbr/硅碳橡胶复合材料、其制备方法及所得封隔器 |
| CN109251382B (zh) * | 2018-08-29 | 2020-08-04 | 青岛科技大学 | 耐老化hnbr/硅碳橡胶复合材料、其制备方法及所得封隔器 |
| CN109175351A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-01-11 | 南京林业大学 | 采用生物基无定型二氧化硅制备粉末冶金摩擦材料的方法 |
| CN109175351B (zh) * | 2018-10-31 | 2020-07-10 | 南京林业大学 | 采用生物基无定型二氧化硅制备粉末冶金摩擦材料的方法 |
| CN111004526A (zh) * | 2019-11-20 | 2020-04-14 | 张家界荣丰新材料有限公司 | 一种涂料用碳酸钙 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1116128C (zh) | 2003-07-30 |
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