【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工业固体废弃物综合利用检测领域，具体而言，涉及一种改性白炭黑及其改性方法、生产脱氟剂的方法和应用。
技术介绍
1、氟硅酸直接法生产氟化铝由于具有流程简单、操作容易、原料品种少、生产成本低等优势，得到了广泛的应用。但是在生产过程中，会产生大量的白炭黑副产物，副产的白炭黑由于存在杂质含量较高，存在氟硅酸、氟化铝、氟硅酸铝等杂质，很难直接用作橡胶配合剂或塑料、鞋类的填充剂，更难于直接应用于农药、饲料、牙膏、医药、食品行业，但是如果直接丢弃不用即不能满足环境保护的要求，也不利于资源的综合利用。氟硅酸直接法生产氟化铝的原料一般均是来自湿法磷酸工业的副产物，而在湿法磷酸的浓缩、预净化等工序往往需要投入过量的二氧化硅对磷酸进行脱氟；另一方面氟硅酸直接法生产氟化铝副产的干基白炭黑二氧化硅含量＞70％，是较好的湿法磷酸脱氟剂。但是如果直接将未处理的白炭黑用作湿法磷酸的脱氟剂，不但二氧化硅活性低，还会带入一定量的可溶性氟，不利于湿法磷酸的脱氟。
2、如公开号为cn110395703a的专利提出的一种由氟化铝副产白炭黑生产磷酸脱氟剂的方法，将白炭黑与碳酸钠混合后经烘干、粉磨、筛分等工序后得到湿法磷酸脱氟剂。碳酸钠与副产白炭黑中有害杂质反应后，烘干产品中还含有10％～30％的碳酸钠(na2co3)，碳酸钠和二氧化硅在湿法磷酸脱氟过程中具有协同作用，可以强化脱氟过程。
3、但是由于白炭黑表面残留有许多硅羟基，特别是沉淀法白炭黑，其表面羟基更多，使白炭黑呈亲水性，导致未经处理的白炭黑很容易吸潮和团聚，从而难以在有机相中
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种改性白炭黑及其改性方法、生产脱氟剂的方法和应用，以解决现有白炭黑用于脱氟剂因自身团聚和磷酸黏度导致脱氟效果有限的技术问题。
2、本专利技术的实施例通过以下技术方案实现：
3、一种白炭黑改性方法，包括如下步骤：
4、s1：向白炭黑中加入足量去离子水得到白炭黑浊液，加热溶解硬脂酸盐和碳酸钠得到改性溶液，将改性溶液加入所述白炭黑浊液中搅拌反应；
5、s2：向反应后白炭黑浊液加入三嵌段的芳香类衍生物硅烷偶联剂加热接枝，得到改性二氧化硅浊液；
6、s3：将所述改性二氧化硅浊液固液分离，将固相干燥得到改性白炭黑。
7、优选的，在所述步骤s1中，所述硬脂酸盐为硬脂酸钠、硬脂酸钾、硬脂酸锌和硬脂酸钙中的一种或多种。
8、优选的，在所述步骤s1中，所述硬脂酸盐添加量以白炭黑质量计为8wt％～12wt％，所述碳酸钠添加量以白炭黑质量计为10wt％～20wt％，所述硬脂酸盐的溶解温度为82℃～88℃。
9、优选的，在所述步骤s2中，所述芳香类衍生物硅烷偶联剂写为rnsix(4-n)，式中r为芳香环类衍生物的官能团，其为苯环、吡啶、呋喃、酸酐类和邻苯二酚类中的一种。
10、优选的，在所述步骤s2中，所述三嵌段的芳香类衍生物硅烷偶联剂中，所述嵌段单体为单体比例为1：0.8～1：1～1.2的聚乙二醇、卤代醇和苯乙烯。
11、优选的，在所述步骤s2中，所述三嵌段的芳香类衍生物硅烷偶联剂以白炭黑质量计为2～6wt％，所述加热接枝温度为140℃～160℃。
12、一种改性白炭黑，以所述的白炭黑改性方法制得。
13、一种改性白炭黑生产脱氟剂的方法，还包括步骤s4：将所述改性白炭黑添加稀酸活化制浆得到脱氟剂。
14、优选的，在所述步骤s4中，所述改性白炭黑的添加量以稀酸重量计为5wt％～10wt％。
15、一种改性白炭黑生产脱氟剂的应用，以所述改性白炭黑生产脱氟剂的方法制得的脱氟剂用于磷酸的浓缩脱氟，所述脱氟剂的添加量以磷酸的重量计为0.5wt％～1.1wt％。
16、稀磷酸浓缩时，磷酸在换热器中被蒸汽间接加热升温后进入到闪蒸室中，因压力突降酸中的水份大量蒸发，酸的浓度被提高，同时酸中的氟化物也大量分解逸出到水蒸汽中形成含氟气体，含氟气体用洗涤液进行循环洗涤回收，当一氟洗涤循环液的氟硅酸浓度达到指标要求时，从循环液中取出部分成为氟硅酸产品。
17、磷酸中的氟硅酸受热分解逸出时，随磷酸浓度变化，气体中hf与sif4的比例值也在变化，因sif4较为容易从系统挥发出来，需要在系统内补充二氧化硅，按照反应式(2)、(3)进行反应，提高氟硅酸、四氟化硅溢出率，可提高磷酸系统氟硅酸产率。
18、h2sif6 ＝ sif4+2hf(受热分解) (1)
19、sif4+2hf＝h2sif6 (2)
20、6hf+sio2＝h2sif6+h2o (3)
21、3sif4+(n+2)h2o＝2h2sif6+sio2.nh2o(水洗吸收) (4)
22、采用本技术方案，通过将白炭黑除杂改性后得到改性白炭黑，除去水溶性杂质的同时对二氧化硅进行改性，将亲水性二氧化硅改性为疏水性二氧化硅，有效防止其白炭黑吸水团聚，提高其反应活性后添加稀酸配制脱氟剂，可以在对磷酸浓缩时有效降低磷酸黏度，脱除氟离子；
23、将内嵌聚乙二醇、卤代醇和苯乙烯链段的芳香类衍生物硅烷偶联剂加热接枝至二氧化硅中，在高温、高速搅拌下完成化学接枝，以硅烷偶联剂作为“桥梁”将含聚乙二醇链段、含卤代醇链段以及含苯乙烯链段的嵌段共聚物接枝于纳米二氧化硅表面，得到新型的纳米尺度增强体系。本专利技术的嵌段共聚物与二氧化硅协同发挥活化和增强韧性，降低粘度的作用，从形成具有机械性能强和粘度较小的改性白炭黑，内嵌聚乙二醇分子链段，重复的烷氧链结构单元具有柔性，芳香环刚性大，分子运动性小，能够降其热膨胀系数和粘度，增加弹性模量；卤代醇接枝于二氧化硅表面可以增强其反应活性、耐化学性能。耐热性及机械性能，防止后续用稀酸配制脱氟剂时，接枝官能团与稀酸发生反应；同时芳香氢类共轭分子，具有较大的空间结构，空间位阻较大，排斥作用力强，可大大减小颗粒之间的团聚，改善二氧化硅填料在环氧树脂中的分散，提高封装材料的力学性能和流变性能，在高接枝率的情况下也不会二氧化硅黏度上升；
24、改性白炭黑去除了大部分水溶性杂质，如氟硅酸和氟硅酸铝，并降低了其吸水团聚的程度，提高了其反应活性，降低其黏度后；再经过稀酸配制除去非水溶性的杂质，如氟化铝，其二氧化硅即可以有效发生反应脱除氟离子。
25、本专利技术实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
26、1、本专利技术有效除去白炭黑中的杂质，活化白炭黑后制备脱氟剂，使其可以在减少自身团聚及降低磷酸黏度的情况下有效脱除磷酸中的氟离子；
27、2、本专利技术对白炭黑改性时，先采取水溶及硬脂酸盐和碳酸钠反应除去白炭黑中的部分杂质，再通过三嵌段的芳香本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种白炭黑改性方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种白炭黑改性方法，其特征在于：在所述步骤S1中，所述硬脂酸盐为硬脂酸钠、硬脂酸钾、硬脂酸锌和硬脂酸钙中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种白炭黑改性方法，其特征在于：在所述步骤S1中，所述硬脂酸盐添加量以白炭黑质量计为8wt％～12wt％，所述碳酸钠添加量以白炭黑质量计为10wt％～20wt％，所述硬脂酸盐的溶解温度为82℃～88℃。
4.根据权利要求1所述的一种白炭黑改性方法，其特征在于：在所述步骤S2中，所述芳香类衍生物硅烷偶联剂写为RnSiX(4-n)，式中R为芳香环类衍生物的官能团，其为苯环、吡啶、呋喃、酸酐类和邻苯二酚类中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种白炭黑改性方法，其特征在于：在所述步骤S2中，所述三嵌段的芳香类衍生物硅烷偶联剂中，所述嵌段单体为单体比例为1：0.8～1：1～1.2的聚乙二醇、卤代醇和苯乙烯。
6.根据权利要求1所述的一种白炭黑改性方法，其特征在于：在所述步骤S2中，所述三嵌段的芳香类衍生物硅烷偶联剂
7.一种改性白炭黑，其特征在于：以权利要求1-7任一项所述的白炭黑改性方法制得。
8.一种权利要求7所述改性白炭黑生产脱氟剂的方法，其特征在于，还包括步骤S4：将所述改性白炭黑添加稀酸活化制浆得到脱氟剂。
9.根据权利要求8所述的一种改性白炭黑生产脱氟剂的方法，其特征在于：在所述步骤S4中，所述改性白炭黑的添加量以稀酸重量计为5wt％～10wt％。
10.一种改性白炭黑生产脱氟剂的应用，其特征在于：以权利要求8或9所述改性白炭黑生产脱氟剂的方法制得的脱氟剂用于磷酸的浓缩脱氟，所述脱氟剂的添加量以磷酸的重量计为0.5wt％～1.1wt％。
...【技术特征摘要】
1.一种白炭黑改性方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种白炭黑改性方法，其特征在于：在所述步骤s1中，所述硬脂酸盐为硬脂酸钠、硬脂酸钾、硬脂酸锌和硬脂酸钙中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种白炭黑改性方法，其特征在于：在所述步骤s1中，所述硬脂酸盐添加量以白炭黑质量计为8wt％～12wt％，所述碳酸钠添加量以白炭黑质量计为10wt％～20wt％，所述硬脂酸盐的溶解温度为82℃～88℃。
4.根据权利要求1所述的一种白炭黑改性方法，其特征在于：在所述步骤s2中，所述芳香类衍生物硅烷偶联剂写为rnsix(4-n)，式中r为芳香环类衍生物的官能团，其为苯环、吡啶、呋喃、酸酐类和邻苯二酚类中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种白炭黑改性方法，其特征在于：在所述步骤s2中，所述三嵌段的芳香类衍生物硅烷偶联剂中，所述嵌段单体为单体比例为1：0.8...
【专利技术属性】
技术研发人员：李朝波，程郑，刘志平，魏权，陈望，杨桥，董云良，郑宇峰，简和宁，刘程勇，李文军，赵云，胡本明，王永宏，洪伟，杨纯崇，刘世李，张雷，张德宝，段小云，
申请(专利权)人：云南三环中化化肥有限公司，
类型：发明
国别省市：
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