一种绿色环保白炭黑、烧碱循环联合生产方法技术

本发明专利技术公开了一种绿色环保白炭黑、烧碱循环联合生产方法，包括如下步骤：(1)硅酸钠与盐酸反应得二氧化硅沉淀滤饼和氯化钠溶液；(2)二氧化硅沉淀滤饼经洗涤制浆、干燥、粉碎、包装得白炭黑成品；(3)氯化钠溶液经两次RO膜处理得12％浓度的氯化钠溶液；(4)将12％浓度的氯化钠溶液经多效蒸发提纯得36％浓度的氯化钠溶液；(5)电解36％浓度的氯化钠溶液，得氢氧化钠、氢气和氯气，所述氢气和氯气光照得盐酸；(6)向氢氧化钠中加石英砂反应生成硅酸钠；(7)所述硅酸钠加盐酸重新制取白炭黑。本发明专利技术通过联合生产循环利用，可以实现用水基本零排放，大大降低了生产成本和环境保护成本，是工业生产白炭黑的好办法。

A Green and Environmental Protection Combined Production Method of White Carbon Black and Caustic Alkali

The invention discloses a green environmental protection combined production method of white carbon black and caustic soda, which comprises the following steps: (1) sodium silicate reacts with hydrochloric acid to obtain silica precipitation filter cake and sodium chloride solution; (2) silica precipitation filter cake is washed, pulped, dried, crushed and packaged to obtain silica product; (3) sodium chloride solution is treated twice by RO membrane to obtain 12% concentration of sodium chloride solution; (4) 12% sodium chloride solution will be obtained. % The concentration of sodium chloride solution is purified by multi-effect evaporation to obtain 36% concentration of sodium chloride solution; (5) sodium hydroxide, hydrogen and chlorine are obtained by electrolysing 36% concentration of sodium chloride solution, and hydrochloric acid is obtained by illuminating the hydrogen and chlorine; (6) sodium silicate is formed by adding quartz sand to sodium hydroxide; (7) the sodium silicate is reacted with hydrochloric acid to produce white carbon black. The invention realizes zero discharge of water basically through combined production and recycling, greatly reduces production cost and environmental protection cost, and is a good method for industrial production of silica.

【技术实现步骤摘要】
一种绿色环保白炭黑、烧碱循环联合生产方法
本专利技术涉及白炭黑的制备领域，具体涉及一种绿色环保白炭黑、烧碱循环联合生产方法。
技术介绍
沉淀法白炭黑是一种应用领域极其广泛的无机材料。主要用于橡胶、硅橡胶、轮胎、鞋底材料、涤料、造纸等领域。传统沉淀法白炭黑主要是以水玻璃、酸为原料生产二氧化硅、是一种白色、无毒、无定型粉末、具有多孔性、质轻、化学稳定性和电绝缘性好等特点，主要用作橡胶的补强剂，目前国内生产白炭黑的技术较为落后，含盐废水(硫酸钠)的处理主要依靠多效蒸发，成本为每顿废水40元左右，生产成本高且用水量较大。
技术实现思路
为解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种绿色环保白炭黑、烧碱循环联合生产方法，通过联合生产循环利用，可以实现用水基本零排放，大大降低了生产成本和环境保护成本，是工业生产白炭黑的好办法。本专利技术涉及如下技术方案：一种绿色环保白炭黑、烧碱循环联合生产方法，包括如下步骤：(1)硅酸钠溶液与盐酸在反应釜中加热搅拌反应制得含二氧化硅沉淀的悬浮液，所述悬浮液经压滤机固液分离得到二氧化硅沉淀滤饼和氯化钠溶液；(2)将步骤(1)中二氧化硅沉淀滤饼经洗涤制浆、干燥、粉碎、包装后得到白炭黑成品；(3)将步骤(1)中氯化钠溶液经两次RO膜处理得到质量浓度为12％的氯化钠溶液及大量纯水，所述纯水返回白炭黑生产工段；(4)将步骤(3)中得到的质量浓度为12％的氯化钠溶液经多效蒸发提纯得到质量浓度为36％的氯化钠溶液及大量蒸馏水，所述蒸馏水返回白炭黑生产工段；(5)电解上述步骤(4)的质量浓度为36％的氯化钠溶液，得到氢氧化钠溶液、氢气和氯气，所述氢气和氯气光照得盐酸；(6)将步骤(5)中得到的氢氧化钠溶液配制成一定浓度，加入适量石英砂，加热加压反应生成硅酸钠溶液；(7)将步骤(6)中的硅酸钠溶液与步骤(5)中的盐酸重新混合反应制取白炭黑。进一步地，所述步骤(1)中硅酸钠溶液与稀盐酸反应制得含二氧化硅沉淀悬浮液具体包括如下步骤：a.配置一定浓度的硅酸钠溶液,过滤得到澄清硅酸钠溶液；b.向反应釜中投入总质量5％～10％的澄清硅酸钠溶液，加入质量浓度为10％～20％的稀盐酸至pH值10-11后，停止加酸；c投入剩余的硅酸钠溶液和盐酸到反应釜中，加热搅拌，保温反应；d.硅酸钠溶液投放完毕后，加大稀盐酸流量调pH值，老化反应。优选地，所述步骤a中硅酸钠溶液的浓度为1.2～1.25g/cm3，模数要求为3-3.4。优选地，所述步骤c中控制反应温度为65～95℃。优选地，所述步骤d中调pH值为4-6。进一步地，所述步骤(2)中二氧化硅沉淀滤饼经高速制浆机搅拌，制得含量为20％～25％的浆液。进一步地，所述浆液经干燥后机械粉碎，分级后制得粒径为9～13um的微粒。进一步地，所述步骤(6)中氢氧化钠溶液配制成质量浓度为15％～25％。进一步地，所述步骤(6)中石英砂粒度为120～200目。进一步地，所述步骤(6)中的反应温度为135～170℃，反应压强为0.3～0.5Mpa。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术将反应中产生的废水全面回收，补充为生产用水，可以实现用水基本零排放，大大降低了生产成本；2、本专利技术将现有不好处理的硫酸钠改为氯化钠溶液，增加了副产物的经济价值，大大减少了多效蒸发的处理量；3、本专利技术在沉淀法白炭黑中的应用，质量稳定，方法可行，材料易得，生产装置简单，综上，本专利技术反应制得的白炭黑、氢氧化钠溶液、盐酸溶液，工艺互补性强，环境效益和经济效益良好，是联合生产白炭黑的好方法。具体实施方式为了对本专利技术的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现结合具体实例对本专利技术的技术方案进行以下详细说明，本专利技术未描述的技术手段按本领域内常规方式进行，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。本专利技术公开了一种绿色环保白炭黑、烧碱循环联合生产方法，包括如下步骤：(1)向反应釜中投入浓度为1.2～1.25g/cm3，模数为3.0～3.4的硅酸钠溶液，然后加入质量浓度为10％～20％的盐酸反应，调节PH值为4-6，控制反应温度65～95℃，反应釜搅拌速率60～140转/分钟，反应时长120～160分钟，老化30～60分钟，反应完成后制得含二氧化硅沉淀的悬浮液，所述悬浮液经压滤机固液分离得到二氧化硅沉淀滤饼和氯化钠溶液；(2)将步骤(1)中二氧化硅沉淀滤饼洗涤至残余盐含量为0.5～1％，经高速制浆机搅拌，制得含量为20～25％的浆液，浆液经干燥后机械粉碎，分级后制得粒径为9～13um的微粒，经袋式除尘器收集，用包装机包装入库得到白炭黑成品；(3)将步骤(1)中氯化钠溶液经两次RO膜处理得到质量浓度为12％的氯化钠溶液及大量纯水，所述纯水返回白炭黑生产工段；(4)将步骤(3)中得到的质量浓度为12％的氯化钠溶液经多效蒸发提纯得到质量浓度为36％的氯化钠溶液及大量蒸馏水，所述蒸馏水返回白炭黑生产工段，上述步骤(3)和(4)中得到的纯水和蒸馏水都返回到白炭黑生产工段，重新用于白炭黑的生产，大大降低了生产用水的成本；(5)电解上述步骤(4)的质量浓度为36％的氯化钠溶液，得到氢氧化钠溶液、氢气和氯气，所述氢气和氯气光照后得到盐酸，所得氢氧化钠溶液经二次过滤为低浓度氢氧化钠溶液，经多效蒸发得到浓度为30％的氢氧化钠溶液或结晶体氢氧化钠及大量蒸馏水，实际生产中所用氢氧化钠溶液只蒸发到20％浓度即可，外卖商品提高到30％浓度，另外得到的蒸馏水回收用于白炭黑生产完全满足工艺要求，是节能减排的好办法；(6)将步骤(5)中得到的氢氧化钠溶液配制成质量浓度为15～25％，按氢氧化钠含量1-2倍加入粒度为120～200目的石英砂在135～170℃、0.3～0.5Mpa的条件下保温反应2～6小时制得硅酸钠溶液；(7)将步骤(6)中的硅酸钠溶液与步骤(5)中的盐酸重新混合反应制取白炭黑。其中，步骤(1)中硅酸钠溶液与稀盐酸反应制得含二氧化硅沉淀悬浮液具体包括如下步骤：a.配置浓度为1.2～1.25g/cm3，模数为3～3.4的硅酸钠溶液,过滤得到澄清硅酸钠溶液；b.向反应釜中投入总质量5％～10％的澄清硅酸钠溶液，加入质量浓度为10％～20％的稀盐酸至pH值10-11后，停止加酸；c投入剩余的硅酸钠溶液和盐酸到反应釜中，加热搅拌，控制反应温度为65～95℃，保温反应120～160分钟；d.硅酸钠溶液投放完毕后，加大稀盐酸流量调pH值为4-6，老化30～60分钟。实施例1(1)向1000L反应釜中加入600L浓度为1.21～1.22g/cm3，模数为3.3的硅酸钠溶液，升温至85℃，搅拌速率80转/分钟，接着加入浓度为15％的盐酸，调节pH值10.5，在60分钟内投入剩余硅酸钠溶液并继续加入盐酸，调节pH值5.5，保温老化30分钟得到含二氧化硅沉淀的悬浮液，所述悬浮液经压滤机固液分离得到二氧化硅沉淀滤饼和氯化钠溶液；(2)所述二氧化硅沉淀滤饼经洗涤制浆、干燥、粉碎、包装后得到1#产品白炭黑；(3)所述氯化钠溶液经两次RO膜处理得到质量浓度为12％的氯化钠溶液及大量纯水，所述纯水返回白炭黑生产工段；(4)将上述质量浓度为12％的氯化钠溶液经多效蒸发提纯得到质量浓度为36％的氯化钠溶液及大量蒸馏水，所述蒸馏水返回白炭黑生产工段；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种绿色环保白炭黑、烧碱循环联合生产方法，其特征在于包括如下步骤：(1)硅酸钠溶液与盐酸在反应釜中加热搅拌反应制得含二氧化硅沉淀的悬浮液，所述悬浮液经压滤机固液分离得到二氧化硅沉淀滤饼和氯化钠溶液；(2)将步骤(1)中二氧化硅沉淀滤饼经洗涤制浆、干燥、粉碎、包装后得到白炭黑成品；(3)将步骤(1)中氯化钠溶液经两次RO膜处理得到质量浓度为12％的氯化钠溶液及大量纯水，所述纯水返回白炭黑生产工段；(4)将步骤(3)中得到的质量浓度为12％的氯化钠溶液经多效蒸发提纯得到质量浓度为36％的氯化钠溶液及大量蒸馏水，所述蒸馏水返回白炭黑生产工段；(5)电解上述步骤(4)的质量浓度为36％的氯化钠溶液，得到氢氧化钠溶液、氢气和氯气，所述氢气和氯气光照得盐酸；(6)将步骤(5)中得到的氢氧化钠溶液配制成一定浓度，加入适量石英砂，加热加压反应生成硅酸钠溶液；(7)将步骤(6)中的硅酸钠溶液与步骤(5)中的盐酸重新混合反应制取白炭黑。

【技术特征摘要】
1.一种绿色环保白炭黑、烧碱循环联合生产方法，其特征在于包括如下步骤：(1)硅酸钠溶液与盐酸在反应釜中加热搅拌反应制得含二氧化硅沉淀的悬浮液，所述悬浮液经压滤机固液分离得到二氧化硅沉淀滤饼和氯化钠溶液；(2)将步骤(1)中二氧化硅沉淀滤饼经洗涤制浆、干燥、粉碎、包装后得到白炭黑成品；(3)将步骤(1)中氯化钠溶液经两次RO膜处理得到质量浓度为12％的氯化钠溶液及大量纯水，所述纯水返回白炭黑生产工段；(4)将步骤(3)中得到的质量浓度为12％的氯化钠溶液经多效蒸发提纯得到质量浓度为36％的氯化钠溶液及大量蒸馏水，所述蒸馏水返回白炭黑生产工段；(5)电解上述步骤(4)的质量浓度为36％的氯化钠溶液，得到氢氧化钠溶液、氢气和氯气，所述氢气和氯气光照得盐酸；(6)将步骤(5)中得到的氢氧化钠溶液配制成一定浓度，加入适量石英砂，加热加压反应生成硅酸钠溶液；(7)将步骤(6)中的硅酸钠溶液与步骤(5)中的盐酸重新混合反应制取白炭黑。2.如权利要求1所述的绿色环保白炭黑、烧碱循环联合生产方法，其特征在于：所述步骤(1)中硅酸钠溶液与稀盐酸反应制得含二氧化硅沉淀悬浮液具体包括如下步骤：a.配置一定浓度的硅酸钠溶液,过滤得到澄清硅酸钠溶液；b.向反应釜中投入总质量5％～10％的澄清硅酸钠溶液，加入质量浓度为10％～20％的稀盐酸至pH值10-11后，停止加酸；c投入剩余的硅...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛大成，
申请(专利权)人：江西双龙硅材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36